少年易学老难成,一寸光阴不可轻 - 百度文库
第一章 打开原子世界的大门
1.1从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型
学习重点:19世纪末到20世纪初,几位重要的科学家及重要的科学发现。 学习难点:模型方法和实验方法对原子结构发现的作用。
【学前思考】
1、 化学的研究对象是什么?
化学是研究物质结构、组成、性质、变化、制法的基础自然科学。 2、物质是由什么构成的? 【认知新知识】 1、古典原子论(年代:我国战国时期)
古希腊唯物主义哲学家德谟克利特认为:物质由 极小的称为“原子”的微粒构成,物质只能分割 到原子为止。 - 1 -
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2、近代原子论
(1)道尔顿原子论(1803年)
约翰·道尔顿(1766—1844)是英国化学家、物理学家。1808年他发表了《道尔顿原子学》,从而被誉为原子理论的创建人。他认为原子是构成物质的最小微粒,不可再分。 道尔顿原子论的要点: ①化学元素由不可再分的微粒构成,这种微粒称为原子; ②原子在一切化学变化中不可再分; ③同一元素的原子在质量和性质上都相同,不同元素的原子在质量和性质上不同; ④不同元素化合时,这些元素的原子按简单整数比结合成化合物。 【问题】同学们从已经掌握的知识去分析,道尔顿原子论是否合理?具有哪些片面性?
(2)汤姆孙葡萄干面包模型(1904年) 约瑟夫·约翰·汤姆孙,(Joseph John Thomson)1856年12月18日生于英国曼彻斯特郊区。1876年入剑桥大学三一学院,毕业后,进入卡文迪许实验室。1884年,年仅28岁便当选为皇家学会会员。同年末,又继瑞利之后担任卡文迪许实验室教授,第一个原子结构模型—葡萄干面包模型的提出者。
汤姆孙认为:原子中的正电荷均匀地分布在整个原子的球形体内,电子则均匀分布在这些正电荷之间,就像葡萄干面包一样。 - 2 -
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【课外阅读】
由于X射线的发现,人们得出结论:原子可能还不是最小的。 不仅如此,伦琴的发现引起了研究射线的热潮,在此过程中法国物理学家贝克勒尔发现了铀的放射性。而我们熟知的居里夫人对此做进一步研究发现了钋和镭。天然放射性物质放射出几种不同的射线,都是原子核自发裂变产生的。由此可见原子是不可再分的说法已存在问题。 通过对阴极射线的研究,后来汤姆生又发现阴极射线是带负电的,并命名为电子。由此,汤姆生提出了模型—葡萄干面包模型。道尔顿的原子结构模型被彻底否定了。 (3)卢瑟福的原子结构行星模型(1911年) 卢瑟福发现:铀放射出一种带正电荷的α射线(α粒子是4He原子核),一种带负电荷的β射线(电子流),还存在一种不带电荷的γ射线。
1909年卢瑟福建议其学生兼助手盖革和罗斯顿用α粒子轰击金箔去验证汤姆孙原子模型。 据推算: ,最大散射角不超过10°,(下右图)——实验前预言的α粒子穿过金箔时的结果。
①类比:α粒子的质量是电子的7000倍左右,相当于7kg的铅球滚动时碰到1g的乒乓球,铅球的运动速度会改变吗?
②α粒子通过时原子正电部分对它产生的库仑斥力的影响,因为正电荷在球体内均匀分布,所以两侧的斥力绝大部分相互抵消,也不会使运动方向发生较大改变。 - 3 -