1.1-从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型

氦气He→原子→分子→物质原子→物质物质的结构？H2O→水H、O→1.1从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型◇人们对原子结构的认识经历了哪几个历史阶段？◇哪些科学家为探索原子结构做出了重大贡献？他们有哪些具体贡献？•惠施——一尺之棰，日取其半，万世不竭•墨子——非弗半斫，则不动，说在端物质是无限可分的物质被分割是有条件的•德谟克利特（Democritus)–古典原子论–原子是不可再分的微粒，物质只能分割到原子为止古希腊(公元前400左右)中国（战国时期）正方:惠施——物质是无限可分的反方:墨子——物质是有限可分的德谟克利特——物质由极小的称为“原子”(atom)的微粒构成，物质只能分割到原子为止。古希腊(公元前400左右)1、古典原子论一、从古典原子论到葡萄干面包原子模型——墨子、德谟克利特评价：唯心主义物质观古代落后的科学技术近代原子论的要点为:•化学元素均由不可再分的微粒构成，这种微粒称为原子。•原子在一切化学变化中均保持其不可再分性。•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都不相同。•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。2、近代原子论——道尔顿片面性:•原子并非组成物质的最后质点，可再分，只不过在化学反应条件下不可再分。•同一元素的原子在质量和性质上不一定都相同。合理性:评价提出了原子的定义和定组成定律。原子→分子→物质原子→物质物质的构成途径：原子直接或者间接构成了物质物质中存在电子原子中存在电子原子中除了电子以外，还有其他组成部分嘛？带负电荷的电子带正电荷的部分原子汤姆孙通过阴极射线管实验发现了电子电子是1897年汤姆生在研究阴极射线时发现的，他证明了阴极射线是一种高速带负电的粒子流，并测定了这种粒子的电荷与质量之比(荷质比)。他发现不论阴极射线管的电极用何种金属材料制成，产生阴极射线粒子的荷质比都相同，这种粒子应是所有物质共有的组成成分，他把这种粒子叫做“电子”。1897年汤姆生的发现，使人类认识了第一个基本粒子，这在物理学史上是有划时代意义的。1906年，汤姆生由于在气体导电方面的理论和实验研究而荣获诺贝尔物理学奖。3、葡萄干面包原子模型——汤姆孙原子中的正电荷是均匀地分布在整个原子的球体内，电子则均匀地分布在这些正电荷之间，就像葡萄干面包一样。葡萄干（电子）面包（原子）合理之处：原子是有结构的，原子中存在正负电荷，正负电荷总数相等，原子显电中性。不足之处：认为原子中的正负电荷是均匀分布的，质量也是均匀分布的。分析汤姆孙的葡萄干面包原子模型二、从X射线到元素放射性的发现1895年德国物理学家伦琴发现了X射线，对原子结构的探索有了新的突破。伦琴——X射线铀（U）氦离子流(He2+)电子流短波长电磁波(和X射线相似）α射线β射线γ射线1896年法国物理学家贝克勒尔发现了元素的放射性贝克勒尔—铀的放射性——能够自发的放出射线的元素玛丽·居里与丈夫皮埃尔·居里共同发现了放射性元素镭Ra，之后又发现了元素钋Po，因此她和丈夫共同获得1903年诺贝尔物理学奖，1911年又因放射化学方面的成就获诺贝尔化学奖，成为历史上第一个两次获诺贝尔奖的人。放射性元素元素具有放射性由原子内部结构变化引起的性质本质γ射线β射线α射线不带电荷，穿透力极强电磁波带负电荷，穿透力强电子流带正电荷，穿透力弱氦离子流原子还可以再分，原子是有结构的。电子的发现元素的放射性现象说明大多数α粒子没偏转少数α粒子发生较大偏转极少数α粒子发生大角度偏转几乎被弹回实验：卢瑟福等人1909年用a粒子轰击金箔α粒子散射实验现象1.绝大多数α粒子直接穿过金箔，仍能沿原来方向前进。2.少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过90o。3.个别α粒子被金箔直接弹回，偏转角几乎达到180o。卢瑟福为什么会想到用α粒子去轰击金箔?α粒子质量大α粒子速度大讨论：实验现象说明原子结构应该是怎样的？它们和某种物质发生了撞击，且这种物质占据了很小的空间，原子的全部正电荷、几乎全部质量都集中在核里。绝大部分粒子都直线穿过金箔，说明什么？极少数粒子穿过金箔时发生偏转，说明什么？有个别粒子竟然偏转了180o，说明什么？它们的运动过程中没有受到阻碍，原子是中空的有带正电荷的物质对它们产生库仑力的作用，原子中存在很小的带正电荷的核。现象结论1.绝大多数α粒子直接穿过金箔，仍能沿原来方向前进。2.少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子偏转角超过90o。3.个别α粒子被弹回，偏转角几乎达到180o。原子是中空的中间有一带正电荷的小核小核集中了原子几乎全部的质量α粒子散射现象和结论α粒子电子α粒子散射实验三、原子结构的行星模型——卢瑟福原子是由带正电的质量很集中的很小的原子核和核外运动着的带负电的电子组成的，就象行星绕太阳运转一样的体系。1911年卢瑟福通过对电荷、质量、偏转角度的计算，提出原子结构的行星模型。评价（1）正确指出了原子的构成。（2）对电子的运动状态描述不符合事实。缺陷：原子核带正电，电子带负电，为什么核外高速运动的电子不会“落到”原子核上。玻尔原子模型原子结构的现代模型现代物质结构学说（原子结构简图）电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。电子云模型电子云是描述核外电子出现的概率大小的形象化图象。人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，正是因为有了无数的探索者，才使人类对事物的认识一步步地走向深入，也越来越接近事物的本质。古典原子论观察、猜测事实、推测大量实验道尔顿原子论结论电子与放射现象的发现实验修正原子可分结论原子结构模型结论α粒子轰击金箔实验、推测通过学习，你是否认识到科学家们进行科学研究的方式？问题：科学是在不断研究过程中得以发现和发展的，一般需经历以下过程：⑧表达与交流①提出问题②猜想或假设③设计实验④进行实验⑤分析实验结果⑥解释结论⑦反思与评价在人类认识原子结构的过程中，科学家采用了哪些研究方法？（1）模型法，如葡萄干面包模型、行星模型。（2）实验法，如卢瑟福的α粒子散射实验。1、古典原子论人类认识原子结构的几个探索历程：——墨子、德谟克利特2、近代原子论——道尔顿3、葡萄干面包原子模型——汤姆孙4、原子结构的行星模型——卢瑟福小结古典原子论行星模型葡萄干面包模型近代原子论道尔顿元素均由不可再分的微粒构成，这种微粒称为原子。汤姆逊发现电子。正负电荷均匀分布在原子的球形体内。卢瑟福α粒子散射实验。德谟克利特物质由极小的微粒构成，只能分割到“原子”。元素放射性的发现虽然原子的大门被打开还只有几十年，它引起的变化却胜过人类历史的几千年，它标志着科学技术的发展进入了新的时代。过去认为原子是组成宇宙万物的基本粒子，现在，科学家们发现的基本粒子的种类远不止这几种。谁也不敢说基本粒子是不可再分割的了。物质世界是无穷的，人类的认识是无穷的，科学的发展也是无穷的。1766年9月6日道尔顿生于英格兰一个贫农家庭。但聪明且有韧劲的他克服了家境贫寒和色盲缺陷等重重困难，自学了多国语言和数学、哲学等科目,12岁就成了“小先生”,15岁成了中学教师,27岁就成为了大学教师.难能可贵的是道尔顿把自己一生所获得的成就都归功于勤奋，而他的辉煌的人生历程也正是从勤奋研究大气开始的。他从19岁开始，每天观测气象并作详细记录,从不间断直至临终前几个小时为止，共达20万次50余万字。他的气象研究正是他的原子论的灵感源泉。