第十八章原子結構第二節原子的核式結構模型【素養目標定位】※※掌握α粒子的散射實驗及其實驗結果※了解原子的核式結構模型及原子核的電荷與尺度※理解原子核式結構提出的主要思想【素養思維脈絡】課前預習反饋

湯姆孫的棗糕式模型湯姆孫在發現電子后，便投入了對原子內部結構的探索，他運用豐富的想象，提出了原子________模型(如圖所示)。在這個模型里，湯姆孫把原子看作一個球體，正電荷________地分布在整個球內，電子像棗糕上的棗子一樣嵌在球中，被__________吸引著。原子內正、負電荷________，因此原子的整體呈______性。棗糕知識點1均勻正電荷相等中

α粒子散射實驗1909～1911年盧瑟福和他的助手做了用α粒子轟擊金箔的實驗，獲得了重要的發現。1．實驗裝置(如圖所示)說明：(1)整個實驗過程在真空中進行。(2)金箔很薄，α粒子(He核)很容易穿過。知識點22．實驗結果絕大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿__________________，但是有少數α粒子發生了________的偏轉，極少數粒子被____________。3．實驗意義盧瑟福通過α粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子模型，建立了____________模型。原來的方向前進較大反向彈回核式結構

盧瑟福的核式結構模型盧瑟福依據α粒子散射實驗的結果，提出了原子的核式結構：原子中心有一個很小的核，叫__________，原子的全部______電荷和幾乎全部________都集中在核里，帶負電的________在核外空間繞核旋轉。(如圖所示)原子核知識點3正質量電子

原子核的電荷與尺度原子核的電荷數等于核外________數，接近于原子序數，原子核大小的數量級為_______m，原子大小數量級為_______m，兩者相差十萬倍之多，可見原子內部十分“空曠”。若原子相當于一個立體的足球場的話，則原子核就像足球場中的一粒米。電子知識點410－15

10－10

『判一判』(1)湯姆孫的棗糕式模型認為原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內。 (

)(2)α粒子散射實驗中絕大多數α粒子都發生了較大偏轉。 (

)(3)盧瑟福的核式結構模型認為原子中帶正電的部分體積很小，電子在正電體外面運動。 (

)(4)原子核的電荷數等于核中的中子數。 (

)(5)對于一般的原子，由于原子核很小，所以內部十分空曠。 (

)√

×

√×

√思考辨析『選一選』(2020·吉林省實驗中學高二下學期期中)在盧瑟福α粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以看作靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個α粒子經歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是 (

)解析：根據α粒子散射實驗的現象可知，選C。C

『想一想』有人認為α粒子發生散射的主要原因是α粒子撞擊到了金箔原子上，好像兩個玻璃球的碰撞一樣發生的反彈，這種觀點正確嗎？答案：不正確解析：α粒子發生散射的主要原因是受到原子核庫侖斥力的作用，在微觀領域庫侖斥力非常強大，二者無法碰在一起。課內互動探究α粒子散射實驗如圖所示為α粒子散射的實驗裝置。實驗過程中，α粒子為什么會發生大角度散射？提示：α粒子受到原子核的庫侖力探究一

思考討論11．α粒子的散射實驗否定了湯姆孫的原子模型(1)α粒子在穿過原子之間時，所受周圍的正、負電荷作用的庫侖力是平衡的，α粒子不會發生偏轉。(2)α粒子正對著電子射來，質量遠小于α粒子的電子不可能使α粒子發生明顯偏轉，更不可能使它反彈。歸納總結2．原子的核式結構模型對α粒子散射實驗結果的解釋(1)當α粒子穿過原子時，如果離核較遠，受到原子核的斥力很小，α粒子就像穿過“一片空地”一樣，無遮無擋，運動方向改變很小，因為原子核很小，所以絕大多數α粒子不發生偏轉。(2)只有當α粒子十分接近原子核穿過時，才受到很大的庫侖力作用，偏轉角才很大，而這種機會很少。(3)如果α粒子正對著原子核射來，偏轉角幾乎達到180°，這種機會極少。(1)α粒子與原子核之間的萬有引力遠小于兩者之間的庫侖斥力，因而可以忽略不計。(2)α粒子并沒有與金原子核直接發生碰撞，偏轉的原因是庫侖斥力影響的結果。

特別提醒

如圖所示為盧瑟福α粒子散射實驗裝置的示意圖，圖中的顯微鏡可在圓周軌道上轉動，通過顯微鏡前相連的熒光屏可觀察α粒子在各個角度的散射情況。下列說法中正確的是 (

)典例1典例剖析A．在圖中的A、B兩位置分別進行觀察，相同時間內觀察到屏上的閃光次數一樣多B．在圖中的B位置進行觀察，屏上觀察不到任何閃光C．盧瑟福選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實驗結果基本相似D．α粒子發生散射的主要原因是α粒子撞擊到金原子后產生的反彈C

解題指導：以“α粒子散射實驗”的現象和核式結構模型入手解答。解析：放在A位置時，相同時間內觀察到屏上的閃光次數最多，說明大多數粒子基本不偏折，可知金箔原子內部很空曠，故A錯誤；放在B位置時，相同時間內觀察到屏上的閃光次數極少，說明極少粒子發生大角度偏折，故B錯誤；選用不同金屬箔片作為α粒子散射的靶，觀察到的實驗結果基本相似，故C正確；主要原因是α粒子接近金原子后，因庫侖力作用，且質量較大，從而出現的反彈，故D錯誤。1．(2020·福建省永安一中、德化一中、漳平一中高二下學期聯考)圖示是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運動軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點，在散射過程中可以認為重金屬原子核靜止不動。圖中所標出的α粒子在各點處的加速度方向正確的是 (

)A．M點 B．N點C．P點 D．Q點C

對點訓練解析：α粒子與重金屬原子核之間的庫侖力提供α粒子的加速度，方向沿α粒子與原子核的連線且指向α粒子，則四個選項中只有P點處的加速度方向符合實際，故C項正確。原子的核式結構模型與原子核的組成人們對原子結構的認識經歷了幾個不同的階段，其中有：探究二

思考討論2人們對原子結構認識的先后順序排列是怎樣的？提示：BCAD解析：人們對原子結構的認識先后經歷了湯姆孫模型、盧瑟福模型、玻爾模型、電子云模型。1．原子的核式結構與原子的棗糕模型的對比歸納總結核式結構棗糕模型原子內部是非常空曠的，正電荷集中在一個很小的核里原子是充滿了正電荷的球體電子繞核高速旋轉電子均勻嵌在原子球體內2．原子內的電荷關系原子核的電荷數與核外的電子數相等，非常接近原子序數。3．原子核的組成原子核由質子和中子組成，原子核的電荷數等于原子核的質子數。4．原子核的大小原子的半徑數量級為10－10m，原子核半徑的數量級為10－15m，原子核的半徑只相當于原子半徑的十萬分之一，體積只相當于原子體積的10－15。

(多選)關于原子的核式結構模型，下列說法正確的是 (

)A．原子中絕大部分是“空”的，原子核很小B．電子在核外繞核旋轉的向心力是原子核對它的庫侖力C．原子的全部電荷和質量都集中在原子核里D．原子核的直徑的數量級是10－10m解題指導：正確理解盧瑟福原子核式結構模型是解題關鍵。解析：因為原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核內，而原子核又很小，所以原子內絕大部分區域是“空”的，A正確，C錯誤；電子繞原子核的圓周運動是原子核與電子間的庫侖引力提供向心力，B正確；原子核直徑的數量級是10－15m，原子直徑的數量級是10－10m，D錯誤。AB

典例2典例剖析2．下列關于原子核式結構理論說法正確的是 (

)A．是通過發現電子現象得出來的B．原子的中心有個核，叫作原子核C．原子的正電荷均勻分布在整個原子中D．原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外旋轉解析：原子的核式結構模型是在α粒子的散射實驗