原子核式结构的发现、玻尔的原子理论
主要内容：
1、电子的发现：英国的科学家汤姆生
（1）汤姆生对阴极射线进行了一系列的实验研究，他研究了阴级射线在电场和磁场中的偏转，确认射线是带负电的粒子，并测定计算出这种带电粒子的荷质比e/m，并对不同物质做成阴极测定它们发出的阴极射线测定核质比e/m均相同，说明这种粒子是构成各种物质的共同成分。
（2）电子带的电荷与氢离子的电荷大小基本相同，质量比氢离子小得多。
2、汤姆生的原子模型：
原子被认为是一个球体，正电荷均匀分布在球体内，电子镶嵌在球内。
3、卢瑟福的原子核式模型：
（1）探测方法：用各种粒子X射线、电子、α粒子轰击很薄的物质层，观察其运动情况，推测原子内部结构。
（2）α粒子散射实验：用α粒子（带正电荷，电量是电子的2倍，质量是电子的7300倍）轰击金箔（厚度大约1微米）。
实验装置：
现象：
绝大多数α粒子仍沿原方向前进；少数α粒子发生较大的偏转，极少数α粒子偏转超过90°，甚至180°。
（3）实验现象分析：
①电子是否可能使α粒子产生大角度散射？
可设α粒子与电子正碰进行估算，电子m静止，α粒子M以速度V1向电子运动，α粒子和电子为系统的合外力为零。
动量守恒：MV1=MV1'+mV2'动能守恒：MV12=MV1'2+mV2'2
解得：
α粒子碰后速度
速度变化△V=V1'-V1=-0.0003V1只有初速度的万分之三，不可能产生大角度散射。
②按汤姆生原子模型：正电荷均匀分布在原子内，α粒子穿过时正电荷对它的斥力作用大部分互相抵消，不可能产生大角度散射。
③α粒子大角度散射，甚至反弹回来，表明α粒子在原子某地方受到质量电量均较大的物质作用。
④α粒子通过大约1微米厚的金箔，绝大多数仍沿原方向前进，说明原子内大部分是空的，原子质量电量相当集中。
（3）卢瑟福的原子核式模型：
原子中心有一很小的核为原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。原子核直径的数量级为10-15m，而原子直径的数量级为10-10m。
α粒子穿过原子时影响α粒子运动的主要是原子核，α粒子受到核的库仑力，较远时斥力小运动方向改变小，较近时斥力大运动方向改变大，正碰则反弹回来。
4、玻尔的原子理论：
（1）经典电磁理论分析卢瑟福核式模型产生的问题
按照经典电磁理论，做加速运动的电荷要辐射电磁波，因此它的能量要不断减小，于是轨道半径减小最终落到核上，这样原子仍是不稳定的；按照经典电磁理论，电子绕核运行辐射电磁波的频率应等于电子绕核运行的频率，电子随着轨道半径的减小频率连续变化，原子光谱应是连续的，但实验不是这样，是线状光谱，是矛盾的。
（2）玻尔的原子理论：
①原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但不向外辐射电磁波。
②原子从一种定态（能量为E2）跃迁到另一种定态（能量为E1）时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即hυ=E2-E1。
③电子绕核运动的动量矩是量子化的，轨道半径跟动量的乘积等于h/2π的整数倍，即
mv·r=n，n=1、2、3……式中n为量子数，这种现象叫轨道的量子化。
利用上述理论与经典电磁理论进行计算，可算出氢的电子各条可能轨道半径和电子在各条轨道上运动时的能量
（包括动能和电势能）
半径r n=n2r1，能量式中n=1、2、3……。
在正常情况下，原子处于最低能级，离核最近的轨道上运动，这种定态叫基态，若物体加热或被照射，某些原子将吸收一定的能量从基态跃迁到较高的能级上，这时电子离核较远，这些状态叫激发态。
基态→激发态吸收能量hυ=E2-E1，激发态→基态辐射能量hυ=E2-E1。
（3）玻尔理论的成功与局限：根据玻尔理论成功推导了氢原子和类氢原子的能级公式，计算与实验观察明线光谱非常接近，是玻尔首先指出经典的物理概念和规律不能完全地适用于原子内部，提出了微观体系特有的量子化概念和规律，局限是在解释比氢复杂一些的原子光谱遇到很大困难，其原因在于未完全摆脱经典物理概念的影响。
5、量子理论：
在本世纪二十年代，海森堡、薛定谔、玻尔、玻恩、狄拉克等物理学家在量子观念的基础上建立了量子力学，不但成功地解释了玻尔原子理论所能解释的现象，而且能够解释大量的玻尔理论所不能解释的现象。
建立在量子力学基础上的原子理论，核外的电子并没有确定的轨道，从薛定谔方程的解只能知道核外电子在原子内各处出现的几率，氢原子在基态时，它的电子经常出现的几率最大的区域是以原子核为中心的一个球壳，这个球壳的半径为0.53×10-10m电子在核外的运动情况，通常用“电子云”来形象描述。
6、例题：
例1、已知氢原子的半径是0.53×10-10m，静电力恒量K=9×109N·m2/C2，电子电量
e=-1.6×10-19C，质量m=9.1×10-31kg，氢核的质量M=1.67×10-27kg，万有引力恒量
G=6.67×10-11N·m2/kg2，按卢瑟福原子模型，电子绕核做圆周运动的速度多大？频率多大？电子与核之间库仑力多大？万有引力多大？
解析：
（1）根据牛顿定律：库仑力做向心力
（2）频率：
（3）库仑力
（4）万有引力
。
例2、氢原子在基态时电子的轨道半径为0.53×10-10m，基态原子的能量为E1=-13.6eV，静电力恒量K=9×109N·m2/C2，电子电量e=-1.6×10-19C，普朗克恒量h=6.63×10-34J·s，求：（1）氢原子的电子在第一轨道上运动时的动能。（2）氢原子的电子在第一轨道上运动时的电势能。（3）若使基态的氢原子电离需要波长为多大的光子照射？
解析：
（1）根据牛顿定律：库仑力做向心力
（2）处于基态原子的能量E1=E K1+E P1（电势能）
E P1=E1-E K1=-13.6-13.6=-27.2eV
（3）欲使氢原子从基态电离，即n=1跃迁至n=∞，氢原子吸收的能量△E=E∞-E1=13.6eV，
又△E=hυ=
光子的波长
例3、如图所示，是氢原子的几个能级，则核外电子在这几个能级之间由高向低跃迁时，能产生几种波长的电磁波？波长最短的是由哪两个能级之间发生？
解析：
根据玻尔理论，跃迁发生在两个能级之间，设量子数为n，那么产生的光子能量△E=hυ种
类数为如图所示，又△E=hυ=，。
当n=5时，有种。
由可以看出△E越大，则λ越小，由n=5→n=1△E最大。
例4、氢原子能级图的一部分如图所示，a、b、c分别表示氢原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设a、b、c在三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是E a、E b、E c和λa、λb、λc，则
A、λb=λa+λc
B、λb=λa·λc
C、
D、E b=E a+E c
解析：
根据玻尔理论可知E b=E a+E c，E=hυ=h
得：故C、D正确。
7、练习：
1、卢瑟福α粒子散射实验的结果：（）
A、证明了质子的存在
B、证明了原子核是由质子和中子组成的
C、说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上
D、说明原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动
2、在卢瑟福和α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是：（）
A、原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上
B、正电荷在原子中是均匀分布的
C、原子中存在着带负电的电子
D、原子只能处于一系列不连续的能量状态中
3、根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后：（）
A、原子的能量增加，电子的动能减少
B、原子的能量增加，电子的动能增加
C、原子的能量减少，电子的动能减少
D、原子的能量减少，电子的动能增加
4、按照玻尔理论，氢原子处在量子数n=2和n=3的定态时，其相应的原子能量的绝对值之比|E2|:|E3|=________。
5、已知氢原子的基态能量E1=-13.6eV，如果氢原子吸收________eV能量，它即可由基态跃迁到第二能级。
答案：
1、C
2、A
3、D
4、9:4
5、10.2
《原子与原子核的结构》教学设计 学时：2学时，第1学时完成原子的核式结构模型;第2学时完成原子核的组成和质能方程。 一、教材结构框图 二、教学目标设计 (一)知识与技能 1.了解卢瑟福a粒子散射实验，核式结构模型的建立，了解从分析实验结果到提出原子的核式结构学说的过程; 2.知道质子和中子的发现过程及原子核的组成;了解原子物理的研究方法是在实验的基础上进行科学分析; 3.了解原子核的表示方法，了解同位素;了解爱因斯坦质能方程的含义，感受它的科学之美。 (二)过程与方法 通过对原子结构的认识过程的学习，体会物理学解决“黑箱问题”的方法，并理解人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的科学探究永无止境; (三)情感态度与价值观 通过阅读史料，感受前辈科学家为探究真理而毕生奋斗的科学精神。 三、学习重点 卢瑟福的α粒子散射实验的现象及所说明的问题。 四、教学过程设计 第一环节：回顾历史，提出问题
(播放1964年我国第一颗原子弹爆炸成功的视频) 1945年7月16日，美国在新墨西哥州沙漠中阿拉莫戈多的“三一”试验场内30米高的铁塔上，进行了人类有史以来的第一次核试 验;1954年建在前苏联的卡卢加州奥布宁斯克城的世界首座核电 站;1964年我国第一颗原子弹爆炸成功。说明人类已经开始利用原子的核能。 1893年道尔顿(J. Dalton)提出了原子学说：一切物质都由极小的微粒──原子组成。不同的物质，含有不同的原子，不同原子的大小、质量和性质不同。随后被许多实验所证实，并且对许多现象给予了定量的解释。科学的发展证实了原子的存在。当原子学说逐渐被人们接受以后，人们又面临着新的问题：原子到底有多大?原子是如何构成的?内部结构如何?原子是最小的粒子吗…… (出示鸡蛋或者鸡蛋的图片) 问题1：假如你以前从未吃过鸡蛋，甚至没有见过鸡蛋，现在你想知道这东西里面究竟有什么，有什么办法吗? 问题2：如果你不想打碎它，但又想知道这里面有什么，有什么办法吗? 问题3：在陌生的环境中，发现一个不认识的东西。为了了解它，有什么简洁的办法? (黑箱法：指一个系统内部结构不清楚，或根本无法弄清楚时，从外部输入控制信息，使系统内部发生反应后输出信息，再根据其输出信息来研究其功能和特性的一种方法。)
高中物理原子结构、原子核检测题 1．下列说法正确的是( ) A．γ射线比α射线的贯穿本领强 B．外界环境温度升高，原子核的半衰期变大 C．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应 D．原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子 解析：选A γ射线比α射线的贯穿本领强，选项A正确；外界环境不影响原子核的半衰期，选项B 错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的轻核聚变反应，选项C错误；β衰变是原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，与原子的外层电子无关，选项D错误。 2.232 90Th经过一系列α衰变和β衰变后变成208 82Pb，则208 82Pb比232 90Th少( ) A．16个中子，8个质子B．8个中子，16个质子 C．24个中子，8个质子D．8个中子，24个质子 解析：选A 208 82Pb比232 90Th质子数少(90－82)＝8个，核子数少(232－208)＝24个，所以中子数少(24－ 8)＝16个，故A正确，B、C、D错误。 3．下列说法正确的是( ) A．光子像其他粒子一样，不但具有能量，也具有动量 B．比结合能越大，原子核越不稳定 C．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，会改变放射性元素的半衰期 D．原子核的质量大于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损 解析：选 A 光子像其他粒子一样，不但具有粒子性，而且也有波动性，则不但具有能量，也具有动量，故A正确；比结合能越大，原子核越稳定，B错误；放射性元素的半衰期与外界因素没有任何关系，只和本身性质有关，C错误；原子核的质量小于组成它的核子的质量之和，这个现象叫做质量亏损，故D错误。 4．[多选](2019·天津高考)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳” 2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人 类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。下列关于聚变的说法 正确的是( ) A．核聚变比核裂变更为安全、清洁 B．任何两个原子核都可以发生聚变 C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加 D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 解析：选AD 与核裂变相比，轻核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A正确；只有原子序数小的轻核才能发生聚变，B错误；轻核聚变成质量较大的原子核，比结合能增加、总质量减小，故C错误，D正确。
第一节原子的核式结构原子核教学建议 本节教学主要包括两部分内容： 一.在α粒子散射实验的基础上提出原子的核式结构模型； 二.原子核的组成。 （1）原子的核式结构的发现的教学，共三层意思：电子的发现→汤姆生提出了枣糕模型→α粒子散射实验的结果否定了汤姆生模型，卢瑟福提出了核式结构。这节教材的重点内容是α粒子散射实验和卢瑟福的核式结构学说。要着重说明：α粒子具有相当大的质量和很大的动能，电子不可能使α粒子发生大角度的偏转，只有原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在狭小的空间里（形成原子核），并且α粒子十分接近它时，才能发生大角度的偏转。本节末了讲到了由实验的数据还可以估计出原子核的大小，由于数据没介绍，估计也就不必详细补充了。可告诉学生现在一般公认的数量级是多少。学习原子结构，对原子的大小、原子核的大小，原子内部空虚到什么地步，应该有个大体的印象。这也是中学生不可缺少的文化素养的一部分。 因为教材内容的理论性比较严密，教学中要注意问题交代的层次和条理性。比如，根据汤姆生模型计算的结果，α粒子偏角应是很小的。这是从电子的质量很小和正电荷的均匀分布这两方面分析得出的结论。实验结果是：①绝大多数α粒子不偏转；②少数α粒子发生了较大的偏转；③极少数α粒子出现大角度的偏转（甚至被反弹回来）。讲卢瑟福模型时，就必须前后呼应清楚地说明这“绝大多数、少数、极少数”之类表现的“所以然”，这对于训练学生读书和思考的能力，培养认真严谨的学风，都是有好处的。 教学中要注意不能把科学上的发现讲得过于简单，给学生造成这样的印象：科学家凭空一想，做个什么实验，就能有所发现了，要注意使学生领悟科学家发现新的规律，要有一定的客观条件，而且要进行创造性的思维，突破前人留下的错误观念的束缚，做出开拓性的实际努力，才能有所发现。这一点，在以后各节的教学中也是应该注意的。 （2）原子核的组成的教学，可在复习初中已学的知识，知道原子核是由质子和中子组成的基础上提出。质子和中子是怎样发现的问题让学生思考。然后开始介绍卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验。在教学中要注意把卢瑟福的实验装置、实验是怎样进行的以及得到了怎样的结果交代清楚。 还可以让学生了解，由于原子内部十分空虚，如果把原子比做半径为100m的大球，那么原子核是球中心半径仅1mm 的小沙粒，因此，用α粒子去轰击原子核，命中的机会是很少的（平均五万分之一）。可见做轰击原子核的实验也是不容易的。 还可以举一些用α粒子轰击原子核产生质子的例子让学生熟悉，如： 关于中子的发现，如果时间容许，可以介绍一些中子发现的历史，让学生认识到能量守恒和动量守恒定律在核物理研究中的重要作用。人们对中子的认识，经历了一个曲折的过程。X射线的发现，几乎在一个晚上就完成了。而当中子这个不速之客闯入物理学家的实验室时，人们用了两年的时间才认识了它。这是因为中子跟以前发现的γ射线都具有穿透力强的特性，使人们暂时迷惑了。应用了动量守恒和能量守恒这两个有力的武器，人们终于认清了中子的本来面目。 还应该使学生了解，中子的发现是物理学史上的一件大事。由于中子不带电，跟其他粒子不会发生静电作用，比较容易打进原子核里去，是轰击原子核的好“炮弹”，特别是用它轰击重元素的原子核后，给原子核物理学带来了飞跃的发展。中子的贯穿本领强，但电离本领极弱，在云室中见不到它的径迹。 在实验中发现质子和中子后，人们提出原子核是由质子和中子组成的。它们统称为核子，然后讲清原子核的质量数、电荷数、核子数和同位素等的物理含义及这些数之间的数量关系。并介绍核符号的写法及其表示的物理意义。
第1节原子核的组成与核力 (对应学生用书页码P32) 一、原子核的组成 1．质子的发现 为了探测原子核的结构，1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子。实验表明质子是原子核的组成部分。 2．中子的发现 卢瑟福发现质子后，预想核内还有一种不带电的中性粒子。1932年，查德威克利用α粒子轰击铍时，证明了中子的存在。 3．原子核的组成 (1)组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。 (2)原子核的符号：A Z X，其中X表示元素，A表示质量数，Z表示核电荷数。 (3)基本关系：核电荷数＝质子数＝原子序数 质量数＝质子数＋中子数＝核子数 (4)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子核互称同位素。如氢的三种同位素氕、氘、氚。 二、核力 1．定义 原子核内相邻核子之间的相互作用力，也称强力。 2．特点 (1)在原子核的线度内，核力比库仑力大得多。 (2)核力是短程力，当两核子中心距离大于核子本身线度时，核力几乎完全消失。 (3)核力与电荷无关，质子与质子、中子与中子、质子与中子之间的核力是相等的。 [特别提醒] 质子越多的原子核需要更多的中子来维持核的稳定，在大而稳定的原子核中，中子数大于质子数。 三、核反应 1．核反应 用一定能量的粒子轰击原子核，改变原子核结构的过程。 2．核反应方程 用原子核符号描述核反应过程的式子。 3．书写方程式的原则 核反应方程必须满足反应前、后质量数和核电荷数都守恒。
1．判断： (1)卢瑟福发现了中子。( ) (2)具有相同质子数而中子数不同的原子核称为同位素。( ) (3)核反应只改变核外电子数，不会改变原子核的结构。( ) 答案：(1)×(2)√(3)× 2．思考：一个铅原子质量数为207，原子序数为82，其核外电子有多少个？中子数又是多少？ 提示：铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，质子与电子电性相反、电量相同，故核外电子数与核内质子数相同为82个，根据质量数等于质子数与中子数之和的关系，铅原子核的中子数为207－82＝125(个)。 (对应学生用书页码P32) 原子核的结构 1.原子核的组成 (1)原子核是由质子、中子组成的，质子带正电，电荷量e＝＋1.6×10－19 C，质量m＝1.6726231×10－27kg。中子不带电，质量m n＝1.6749286×10－27kg。不同的原子核内质子和中子的个数并不一定相同。 (2)质量数：原子核的质量等于核内的质子和中子质量之和，原子核的质量近似等于质子(或中子)质量的整数倍，通常用这个整数代表原子核的相对质量，叫做原子核的质量数。原子核的质量数等于质子数和中子数之和。 2．同位素 (1)定义：具有相同质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置。 (2)化学性质的决定因素：原子核内的质子数决定了核外电子的数目，也决定了电子在核外分布的情况，进而决定了这种元素的化学性质。 (3)氢的同位素：氕(11H)，氘(21H)，氚(31H)。 元素的化学性质是由原子核外面的电子数决定的，所以同位素具有相同的化学性质，但其物理性质一般是不同的。 1．某种元素的原子核用A Z X表示，下列说法正确的是( ) A．原子核的质子数为Z，中子数为A B．原子核的质子数为Z，中子数为A－Z
高考物理知识点之原子结构与原子核 考试要点 基本概念 一、原子模型 1．J ．J 汤姆生模型（枣糕模型）——1897年发现电子，认识到原子有复杂结构。 2．卢瑟福的核式结构模型（行星式模型） α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。 卢瑟福由α粒子散射实验提出模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15 m 。 3．玻尔模型（引入量子理论） （1）玻尔的三条假设（量子化） ①轨道量子化：原子只能处于不连续的可能轨道中，即原子的可能轨道是不 连续的 ②能量量子化：一个轨道对应一个能级，轨道不连续，所以能量值也是不连续的，这些不连续的能量值叫做能级。在这些能量状态是稳定的，并不向外界辐射能量，叫定态 ③原子可以从一个能级跃迁到另一个能级。原子由高能级向低能级跃迁时，放出光子，在吸收一个光子或通过其他途径获得能量时，则由低能级向高能级跃迁。原子在两个能级间跃迁时辐射或吸收光子的能量12E E h -=γ（量子化就是不连续性，n 叫量子数。） α粒子散射实验 卢瑟福 玻尔 结构 α粒子 氢原子的能级图 n E /eV ∞ 0 1 -13.6 2 -3.4 3 4 -0.853 E 1 E 2 E 3
（2）从高能级向低能级跃迁时放出光子；从低能级向高能级跃迁时可能是吸收光子，也可能是由于碰撞（用加热的方法，使分子热运动加剧，分子间的相互碰撞可以传递能量）。原子从低能级向高能级跃迁时只能吸收一定频率的光子；而从某一能级到被电离可以吸收能量大于或等于电离能的任何频率的光子。（如在基态，可以吸收E ≥13.6eV的任何光子，所吸收的能量除用于电离外，都转化为电离出去的电子的动能）。 （3）玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论（牛顿第二定律、向心力、库仑力等），所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。 4．氢原子中的电子云 对于宏观质点，只要知道它在某一时刻的位置和速度以及受力情况，就可以应用牛顿定律确定该质点运动的轨道，算出它在以后任意时刻的位置和速度。 对电子等微观粒子，牛顿定律已不再适用，因此不能用确定的坐标描述它们在原子中的位置。玻尔理论中说的“电子轨道”实际上也是没有意义的。更加彻底的量子理论认为，我们只能知道电子在原子核附近各点出现的概率的大小。在不同的能量状态下，电子在各个位置出现的概率是不同的。如果用疏密不同的点子表示电子在各个位置出现的概率，画出图来，就像一片云雾一样，可以形象地称之为电子云。 二、天然放射现象 1．天然放射现象——天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。 1895年——汤姆生——电子 1896年——贝可勒尔——天然放射现象 1897年——伦琴——伦琴射线 大于等于83号元素的都具有天然放射性，小于83号的有的也具有天然放射性 2．各种放射线的性质比较 三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较： 如⑴、⑵图所示，在匀 强磁场和匀强电场中 都是β比α的偏转大， γ不偏转；区别是：在 磁场中偏转轨迹是圆 弧，在电场中偏转轨迹 是抛物线。⑶图中γ肯 定打在O点；如果α也打在O点，则β必打在O点下方；如果β也打在O点，则α必打在O点下方。 3、半衰期 描述衰变的快慢 由核内部本身决定，与所处的物理和化学状态无关 ⑵⑶
第三章二、原子与原子核的结构 原子的核式结构模型 1909～1911年，英国物理学家卢瑟福（E．Rutherford，1871-1937）和他的助手们进行了α粒子散射的实验：用α射线照射金箔，由于金原子中的带电微粒对仪粒子有库仑力的作用，一些α粒子穿过金箔后会改变原来运动的方向。卢瑟福希望通过对实验现象的分析，来了解原子内部电荷与质量分布的情形。 实验的结果是，绝大多数α粒子穿过金箔后仍大致沿原来的方向前进，但是少数α粒子发生了较大的偏转（图3.2-1）。 图3.2-1 α粒子的散射 实验中观察到的大角度散射使卢瑟福感到惊奇。α粒子的这种大角度散射，不可能是金箔原子内的电子造成的，因为电子的质量很小。这就像子弹碰到尘埃一样，子弹的方向不会发生什么变化。α粒子一定是由于正电荷的作用而散射，而且正电荷的质量一定很大，碰撞时才能使α粒子改变运动方向。卢瑟福猜想：原子中的正电荷与原子的质量一定集中在一个很小的核上。 卢瑟福精确统计了向各个方向散射的α粒子的数目，在此基础上提出了原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核内，这个核叫做原子核（atomic nucleus），带负电的电子在核外的空间运动着。 按照原子的核式结构模型，原子内部的空间十分空旷。近代研究表明，原子直径的数量级为10-10 m，而原子核直径的数量级仅为10-15m，两者相差十万倍！如果把原子比做直径百米左右的大球，那么原子核只有米粒大小。 原子核的组成 原子核虽然很小，但是也有内部结构。 1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子。根据这种粒子在电场和磁场中的偏转，测出了它的质量和电荷，原来它就是氢原子核，叫做质子（proton），用p表示。以后，人们用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了质子，因而，质子是原子核的组成部分。
电子的发现、原子的核式结构导学案 【新课标学习要求】 1、了解人类发现电子的过程。 2、知道早期的原子结构模型，体会模型化方法。 3、知道α粒子散射实验的原理及实验结果。 4、通过卢瑟福原子核式结构模型的建立过程，体会科学家进行科学探究的方法。 【自主学习】 一、阴极射线 1、电离：（1）条件：在_______中，气体能够被电离而导电。（2）实质：气体分子中的正、负电荷被_______，气体中出现了_______电荷。 2、气体放电：（1）通常大气中分子的_____很大，电离后的自由电荷运动时会与空气分子碰撞，正负电荷重新______，所以难以形成稳定的气体_____电流。（2）阴极射线：稀薄气体导电可以看到______放电现象。将玻璃管内的气体压强降到约0.1Pa以下，也就是管内成为通常所说的_______，这时虽看不到辉光，但在阳极上钻一个小孔后，在孔外的玻璃管壁上可看到______，其实质是由于玻璃受到_______发出的某种射线的撞击而引起，这种射线叫做_______ 二、电子的发现 1、汤姆孙的探究方法：（1）让阴极射线分别通过电场或磁场，根据_______现象，证明它是_______的粒子流并求现了其比荷。（2）换用不同材料的阴极和不同的_______做实验，所得粒子的_______相同。（3）粒子带负电，比荷是氢离子比荷的近两千倍，说明阴极射线粒子的质量远小于氢离子的质量。（4）组成阴极射线的粒子称为_______。 2、结论：（1）研究的新现象：光电效应、_______、β射线。它们都包含电子。（2）结论：强电场电离、正离子轰击、紫外光照射、金属受灼热、入射性物质的自发辐射，都能发射_______的带电粒子—电子。电子是原子的_______，是比原子更_______的物质单元。 3、电子电荷的量子化：（1）电子电荷可根据密立根油滴实验测定，数值为：e=__________ （2）带电体所带电荷量具有____的特点，即任何带电体所带电荷只能是电子电荷的______。 三、α粒子散射实验 1、实验方法：用从放射源发射的α粒子束轰击_______，利用荧光接收，探测通过金箔后的α粒子_______情况。 2、实验目的：α粒子通过金箔时，由于金原子中的带电粒子对α粒子有_______作用，一些α粒子的_______改变，也就是发生了α粒子散射，统计散射到各个方向的α粒子_______，即可推知原子中_______的分布情况 3、实验结果：实验发现，α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有_______α粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，偏转的角度甚至_______900，也就是说它们几乎被______________。 四、原子核的电荷与尺度 1、原子内的电荷关系：各种元素的原子核的电荷数与含有的_______相等，非常接近于它们的_______。 2、原子核的组成：原子核是由_____和___组成的，原子核的电荷数就是核中的_____数。 3、原子核的大小：实验确定的原子核半径R的数量级为______m，而整个原子半径的数量级是10-10m，可见原子内部是十分“空旷”的。 【典型例题】 例1、如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若 在管的正下方，放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏，
《2 原子的核式结构模型》教学设计 一、教材分析： 这一节是本章的重点，高考的热点，尤其是α粒子散射实验及其现象。让学生认识到实验对理论发展的重要作用，知道物理模型建立的意义及其局限性。从汤姆孙的原子结构模型到卢瑟福的原子的核式结构模型的建立，既渗透科学探究的因素教学，又进行了模型法的教学，并将卢瑟福的原子的核式结构模型与行星结构相类比，使学生有更清晰的直观形象、生动的认识，指出大自然的和谐统一的美，渗透哲学教育。通过学生对α粒子散射实验现象的讨论与交流，顺理成章地否定了枣糕模型，并建立新的模型。 原子的结构非常紧密，用一般的方法是无法探测它的内部结构的，要认识原子的结构，需要用高速粒子对它进行轰击，用高速的α粒子穿过原子的散射情况，是研究原子结构的有效手段。二、教学目标： （一）知识与技能 1．了解原子结构模型建立的历史过程及各种模型建立的依据。 2．知道α粒子散射实验的实验方法和实验现象，及原子核式结构模型的主要内容。 （二）过程与方法 1．通过对α粒子散射实验结果的讨论与交流，培养学生对现象的分析中归纳中得出结论的逻辑推理能力。 2．通过核式结构模型的建立，体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。 3．了解研究微观现象。 （三）情感、态度与价值观 1．通过对原子模型演变的历史的学习，感受科学家们细致、敏锐的科学态度和不畏权威、尊重事实、尊重科学的科学精神。 2．通过对原子结构的认识的不断深入，使学生认识到人类对微观世界的认识是不断扩大和加深的，领悟和感受科学研究方法的正确使用对科学发展的重要意义。 3、让学生参与问题的解决，参与科学研究的良好学习习惯，逐步积蓄探究热情，培养学生勇于探究的精神，探究能力和合作精神。 三、教学重点难点： 重点：1．引导学生小组自主思考讨论在于对α粒子散射实验的结果分析从而否定汤姆孙的枣糕模型，得出原子的核式结构； 2．在教学中渗透和让学生体会物理学研究方法，渗透三个物理学方法：模型方法，黑箱方法和微观粒子的碰撞方法； 难点：引导学生小组自主思考讨论在于对ɑ粒子散射实验的结果分析从而否定葡萄干布丁模型，得出原子的核式结构 四、学情分析： 根据学生的具体情况设计教案、设计难度梯度，努力保证课堂时效性。学生观察ɑ粒子散射实验现象进行讨论和通过观察实验现象推理出卢瑟福的原子的结构模型会有一定的困难，因此对提出的3个问题，前二个问题放手让学生进行小组讨论，对于问题3采用先让学生猜想，师生共同分析
课时跟踪检测（三十八） 原子结构与原子核 对点训练：原子的核式结构 1．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在( ) A ．电子 B ．中子 C ．质子 D ．原子核 2．如图所示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M 、N 、P 、Q 是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止。图中所标出的α粒子在各点处的加速度方向正确的是( ) A ．M 点 B ．N 点 C ．P 点 D ．Q 点 3．(多选)物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是( ) A ．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论 B ．查德威克用α粒子轰击 714N 获得反冲核 817O ，发现了中子 C ．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构 D ．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型 4．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子。例如在某种条件下，铬原子的n ＝2能级上的电子跃迁到n ＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n ＝4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电 子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为E n ＝－A n 2，式中n ＝1,2,3，…表示不同能级，A 是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是( ) A.1116 A B.716A C.316A D.1316 A 5．(多选) 19世纪初，爱因斯坦提出光子理论，使得光电效应现象得以完美解释，玻尔的氢原子模型也是在光子概念的启发下提出的。关于光电效应和氢原子模型，下列说法正确的是( ) A ．光电效应实验中，入射光足够强就可以有光电流 B ．若某金属的逸出功为W 0，该金属的截止频率为W 0h C ．保持入射光强度不变，增大入射光频率，金属在单位时间内逸出的光电子数将减小 D ．一群处于第四能级的氢原子向基态跃迁时，将向外辐射六种不同频率的光子 6．(多选)已知氢原子的基态能量为E 1，n ＝2、3能级所对应的能量分别为E 2和E 3，大
《核力与结合能》 本节教材是在学生已经掌握了原子核是由质子和中子组成的基础上，探究是什么作用使得质子和中子可以有机地组成一个稳定的整体。为此，教材首先安排了“核力与四种基本相互作用”，在教授这部分内容时，注意引导学生《物理必修1》第三章第1节的知识，同时突出
科学家的大胆“猜想”在研究中的作用。再利用核力的性质解释“原子核中质子与中子的比例”时，首先注意读懂教科书图19.5-2所揭示的稳定核中核子的组成情况，再结合核力和电磁里的共同作用，借鉴经典的动力学理论，寻求稳定原子核中核子按不同比例组成的原因。从力的角度认识了原子核后，“结合能”的教学实际上是从能量的角度再次认识原子核，结合能和比结合能的教学，是本节的难点，也是重点，注意结合教科书的例题和教科书图19.5-3讲清楚其物理意义。 【知识与能力目标】 1．知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用； 2．知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小； 3．理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损； 4．知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。 【过程与方法目标】 1．会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能； 2．培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。 【情感态度价值观目标】 1．使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力；2．认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。 【教学重点】 质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。 【教学难点】 结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系 多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 （一）引入新课 复习提问：氦原子核中有两个质子，质子质量为m p=1.67×10-27kg，带电量为元电荷e=1.6×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍?
第20单元：原子核的人工转变 原子核的组成 教学要求：●知道原子核的人工转变，了解原子核的组成。 1、 知道原子核的人工转变，知道质子和中子是如何被发现的。 2、 了解原子核的组成，知道核子和同位素等概念。 3、 了解核力的简单特性。 教学重点： 质子中子的发现方程，原子核的组成，用原子核的组成解释α衰变、β衰变对 原子核结构的改变实质 教学过程： （一）复习提问： 天然放射性元素能放出几种射线？这些射线的本质是什么？ （二）引入：天然放射现象说明某些元素的原子核可以自发的产生核转变（α衰变β衰变γ 衰变），而用由人工控制的某些粒子轰击原子核也可以使其发生转变，即原子核可以发生人工转变。 （三）新授： 1、原子核的人工转变：人为的用高速运动的粒子（如α粒子）轰击原子核而产生新的原子核的方法叫原子核的人工转变。 ◆1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验 装置：（引导学生阅读课本P278图9-12） 过程：（引导学生阅读课本P278第二段文字） 现象：从荧光屏S 上发现了闪光。 分析：闪光点的产生不是α粒子的效应，因为铝箔F 的厚度能阻挡（或吸收）所有 的α粒子，肯定是α粒子与氮气作用所产生的新粒子而引起的闪光，那么， 它是什么性质的粒子？它是否带电？质量多大？ 结论：用α粒子轰击氮原子核后产生了新的粒子。 为了证实上述实验的结果，英国物理学家布拉凯特实验照片分析： α粒子径迹碰后分叉：（图片P279图9-13） 分叉后的细长径迹---质子的径迹 另一条短粗 径 迹---新核径迹 发现质子的方程：H O H N e 1117842147+→+ 2、中子的发现： 思维过程：质子是原子核的组成部分已被人接受，最初有人认为，原子核可能是由质子组成的。但不久就知道这种想法是不正确的。如果原子核只是由质子组成，它的电荷数应该与质量数相等。实际上原子核的电荷数只是质量数的一半或者还少一些，卢瑟福根据这一事实，预言原子内可能还存在着质量跟质子相等的不带电的中性粒子，他把它称为中子。
《原子的核式结构》教学设计 一、教材分析 “原子的核式结构”是高中原子物理的重要内容，传统的教学设计虽然也能让学生掌握原子的核式结构内容，但不难看出传统教学模式仍为“师传生受”，学生还是被动地接收知识，即使学会了，也不能算会学，无法让学生体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化及其在物理学发展过程中的作用。面对新课程改革的要求，为营造一个让学生自主学习的良好环境，本人结合平时的实践，对本节内容采用通过让学生小组讨论：用汤姆生的葡萄干布丁模型能否解释ɑ粒子散射实验现象，一步一步得出卢瑟福的原子核式结构模型，在教学中虽然不能进行真实的实验，但同样处处渗透着新课程理念的科学探究思想，从而利于提高学生的逻辑推理能力，观察能力，有利用培养学生勇于攀登科学高峰，不怕苦、不怕累的科学精神，这种通过让学生自己动眼观察、动脑思考，引导他们自己获取知识，不仅活跃了课堂气氛，还发展了学生的思维能力和创新能力。本节课的设计旨在追寻前人的足迹，通过对粒子散射实验分析，从而否定汤姆孙的原子模型，建立卢瑟福的原子核式结构模型。让学生了解在科学研究中，科学家们通过对实验事实的分析，提出模型或假说，这些模型或假说又在实验中经受检验，正确的被肯定，经不起检验的被否定，在新的基础上再提出新的假说。科学的研究这样螺旋上升和不断深入发展的。 内容分析 粒子散射实验和原子核式结构的内容是本节教学重点。其中粒子散射实验是常用的获取微观世界信息的方法，在原子结构的研究中有非常重要的作用，以后的质子和中子的发现都与粒子散射实验有关。本节对于原子核式结构的建立，粒子散射实验更是起到决定性的作用，所以重点在于对粒子散射实验观察、现象的分析以及从现象中猜测合理的结构。“原子的核式结构”是高中原子物理的重要内容，除了让学生掌握原子的核式结构内容，让学生体会建立模型研究物理问题的方法，理解物理模型的演化也很重要。通过让学生小组讨论：用汤姆生的枣糕模型能否解释ɑ粒子散射实验现象，一步一步得出卢瑟福的原子核式结构模型，在教学中虽然不能进行真实的实验，但同样处处渗透着新课程理念的科学探究思想，从而利于提高学生的逻辑推理能力和分析能力。 学情分析 对于原子的结构其实学生早已经知道，初中的物理、化学中都已经清楚。所以原子结构如何不是本节课要教授的目的，如何从粒子散射实验现象中得出合理的原子结构模型才是本节要关注的重点。前面光的波动性、光的粒子性的学习使学生对于从现象找本质，建模型或假说的过程已不再陌生，所以对学生进行适当的引导、提问即可理解原子核式结构模型。前一节学习了电子的发现过程，学生已经知道原子是有结构的，那么结构如何分布呢学生在化学中已经学习了原子核外的电子排布，绝大多数学生都已经知道了原子由原 子核和电子组成但一般都尚未清楚原子大小与原子核大小的比例关系，而这一比例必将对 学生认识微观世界产生巨大的冲击，从而激发学生的学习热情。
第1节 原子核的组成与核力 学习目标 核心提炼 1.知道质子、中子的发现。 2个发现——质 子、中子的发现 2个概念——核子、核力 2.知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。 3.会写核反应方程。 4.了解原子核里的核子间存在着相互作用的核力。 一、原子核的组成 1.组成：质子和中子(统称为核子)。 (1)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子。 (2)1932年，查德威克用α粒子轰击铍核发现了中子。 2.原子核的表示方法 3.同位素 原子序数相同而中子数不同的原子核，互称为同位素。 例如：氢有三种同位素，分别是11H 、21H 、3 1H 。 思考判断 (1)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。( ) (2)原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。( ) (3)同位素具有不同的化学性质。( ) (4)原子核内的核子数与它的核电荷数不可能相等。( )
答案(1)×(2)√(3)×(4)× 二、核力 1.定义：核子之间的相互作用力，称为核力，也称强力。 2.核力的特征 (1)在核的线度内，核力比库仑力大得多； (2)核力是短程力，当两核子中心相距大于核子本身线度时，核力几乎完全消失； (3)核力与电荷无关，质子与质子、质子与中子以及中子与中子之间的核力是相等的。 思考判断 (1)原子核中的质子是靠自身的万有引力聚在一起的。() (2)在原子核的线度内，核力比库仑力大得多。() (3)核力与电荷有关，质子与质子、质子与中子之间的核力是不相等的。() (4)只要原子核中的质子数与中子数相等，原子核就可以无限地增大。() 答案(1)×(2)√(3)×(4)× 三、核反应 1.核反应：用一定能量的粒子轰击原子核，改变了核的结构，我们把这样的过程叫做核反应。 2.核反应的实质：以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核(靶核X)，从而促使原子核发生变化，生成了新原子核(Y)，并放出某种粒子。 3.常见的人工转变的核反应有 (1)卢瑟福发现质子：14 7N＋42He―→17 8O＋11H (2)查德威克发现中子：94Be＋42He―→12 6C＋10n (3)居里夫妇人工制造同位素：42He＋2713Al―→10n＋3015P 30 P具有放射性：3015P―→3014Si＋0＋1e。 15 4.遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。 思考判断 (1)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。() (2)核反应过程是不可逆的，核反应方程中只能用单向箭头表示反应方向。()
§22.1原子的核式结构原子核 1．关于α粒子散射实验的下列说法中正确的是 A．在实验中观察到的现象是绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向前进，少数发生了较大偏转，极少数偏转超过90o，有的甚至被弹回接近180o B．使α粒子发生明显偏转的力是来自带正电的核和核外电子，当α粒子接近核时，是核的斥力使α粒子发生明显偏转，当α粒子接近电子时，是电子的吸引力使之发生明显偏转 C．实验表明原子中心有一个极小的核，它占原子体积的极小部分 D．实验表明原子中心的核带有原子的全部正电及全部质量 2．卢瑟福α粒子散射实验的结果 A．证明了质子的存在 B．证明了原子核是由质子和中了组成的 C．证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D．说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动 3．在α粒子散射实验中，我们并没有考虑α粒子跟电子的碰撞，这是由于A．α粒子并不跟电子相互作用 B．α粒子跟电子相碰时，损失的能量很少，可以忽略 C．α粒子跟众多电子相碰撞的效果互相抵消 D．由于电子是均匀分布的，α粒子受电子作用的合力为零 4．下列对原子结构的认识中，错误的是 A．原子中绝大部分是空的，原子核很小 B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力 C．原子的全部正电荷都集中在原子核里 D．原子核的直径大约为10－10m 5．卢瑟福α粒子散射实验的意义在于 A．说明了原子中正电荷是均匀分布的 B．揭示了原子核也有其本身结构 C．可以估算出原子核大小 D．奠定了原子核式结构的实验基础 6．对α粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有 A．实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜 B．金箔的厚度对实验无影响 C．如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象 D．实验装置放在空气中和真空中都可以
原子核的组成与核力教案 教学目标 1．知道原子核的组成及质子和中子的发现情况,掌握原子核的表示方法及质量数、质子数（核电荷数）、中子数的关系,同位素的概念。 2．知道质子和中子统称为核子,并了解核子间存在核力及核力的性质 3．掌握什么叫核反应并学会书写核反应方程 重点难点 重点：原子核的组成及表示方法、质量数、质子数（核电荷数）、中子数的关系 难点：核反应方程的书写 设计思想 本节主要讲原子核的组成,是这一章的重点,虽然是微观世界的知识,但初中已有了一定的 基础,要求也比较低,所以学生接收起来并不太难,难点主要在核反应方程的书写上。所以这节课主要以识记的思想来设计教学,更多的让学知道是什么。另外通过“实验事实—猜想（预言）—实验验证”的过程,让学生在情感上体验科学家科学探索的艰辛历程。 教学资源多媒体课件 教学设计 【课堂引入】 问题1：前面我们学习了卢瑟福的原子的“核式结构学说”和玻尔的原子模型,知道原子是有结构的,那么组成原子的原子核有没有结构呢？ 【课堂学习】 （一）原子核的组成 1．原子核的组成 （1）质子的发现：1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核,发现了质子。后来又从许多轻元素中打出了质子,质子是原子核的组成部分。 ★卢瑟福预言中子的存在：卢瑟福发现原子核的质量与质子质量不等,但电荷数相同,由此卢瑟福预言在原子核中还在一种中性的粒子。 （2）中子的发现：1932年,查德威克用α粒子轰击铍原子核得到中子（查德威克用实验验证）。（3）核子：原子核是由质子和中子组成的,它们统称为核子。 （4）电荷数：原子核的电荷数等于核内的质子数。 （5）质量数：原子核的质量数就是核内的质子数和中子数之和。 ★基本关系：核电荷数=质子数（Z）=元素的原子序数=核外电子数 质量数（A）=核子数=质子数+中子数 ★原子核的表示方法：A Z X（X是元素符号；A是“核质量数”；Z是“核电荷数”） 2．同位素 （1）同位素：具有相同的质子数而中子数不同的原子核统称为同位素。 问题2：互称为同位素的两原子核质量数一样吗：（不一样） （2）同位素因质子数相同,具有相同的化学性质,因中子数不同,具有不同的物理性质。 ★氢的三种同位素,叫氕、氘、氚,分别用11H、21H、31H表示。 （二）核力 问题3：核内有大量的质子,而质子带正电且距离很小,因此有很大的库仑斥力,为什么它们还
高中原子的核式结构物理知识点 1、原子的核式结构 1 粒子散射实验结果：绝大多数粒子沿原方向前进，少数粒子发生较大偏转。 2原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转. 3原子核的大小：原子的半径大约是10-10米，原子核的半径大约为10-14米～10-15米. 2、玻尔理论有三个要点： 1原子只能处于一系列的不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的.电子虽然绕核旋转，但并不向外辐射能量，这些状态叫定态. 2原子从一种定态跃迁到另一定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定.即hν=E2-E1 3原子的不同能量状态对应于电子沿不同圆形轨道运动.原子的定态是不连续的，因而电子的可能轨道是分立的. 在玻尔模型中，原子的可能状态是不连续的，各状态对应的能量也是不连续的，这些不连续的能量值的能量值叫做能级。 3、原子核的组成核力 原子核是由质子和中子组成的.质子和中子统称为核子. 将核子稳固地束缚在一起的力叫核力，这是一种很强的力，而且是短程力，只能在2.0X10-15的距离内起作用，所以只有相邻的核子间才有核力作用. 4、原子核的衰变 1天然放射现象：有些元素自发地放射出看不见的射线，这种现 象叫天然放射现象. 2放射性元素放射的射线有三种：、射线、射线， 这三种射线可以用磁场和电场加以区别，如图15.2-1 所示
3放射性元素的衰变：放射性元素放射出粒子或粒子后，衰变成新的原子核，原子核的这种变化称为衰变. 衰变规律：衰变中的电荷数和质量数都是守恒的. 4半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间称为半衰期.不同的放射性元素的半衰期是不同的，但对于确定的放射性元素，其半衰期是确定的.它由原子核的内部因素所决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关. 5同位素：具有相同质子数，中子数不同的原子在元素周期表中处于同一位置，互称同位素。 感谢您的阅读，祝您生活愉快。
原子核的组成与核力 (建议用时：45分钟) [学业达标] 1．关于质子与中子，下列说法正确的是( ) A．原子核(除氢核外)由质子和中子构成 B．质子和中子统称为核子 C．卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在 D．卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在 E．查德威克用α粒子轰击铍发现了质子 【解析】原子核(除氢核外)由质子和中子构成，质子和中子统称为核子，卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在，查德威克用α粒子轰击铍发现了中子，故A、B、C正确，D、E错误． 【答案】ABC 2．用高能8636Kr(氪)离子轰击208 82Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核，关于新核的推断正确的是( ) A．其质子数为118 B．其质量数为293 C．其原子序数为118 D．其中子数为90 E．其质子数为122 【解析】核反应方程为208 82Pb＋8636Kr―→10n＋293118X，新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为A、B、C. 【答案】ABC 3．某种元素的原子核用A Z X表示，下列说法中正确的是( ) 【导学号：11010035】A．原子核的质子数为Z B．原子核的中子数为A－Z C．原子核的质子数为A D．原子核的质子数为A－Z E．原子核的质量数为Z 【解析】根据原子核的符号的含义：A表示质量数，Z表示质子数，则中子数为A－Z，所以A、B、E正确． 【答案】ABE 4．由原子核符号235 92U，可知( ) A.235 92U原子核中有质子92个 B.235 92U原子核中有电子92个
C.235 92U原子核中有中子235个 D.235 92U原子核中有中子143个 E. 235 92U原子核中有核子235个 【解析】原子核符号为A Z X，A为核子数，Z为质子数，可见23592U原子核中核子数是235个，质子数是92个，中子数为235－92＝143个，故B、C错误，A、D、E正确．【答案】ADE 5．以下说法中正确的是( ) A．原子中含有带负电的电子，所以原子带负电 B．原子核中的中子数一定跟核外电子数相等 C．用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分 D．绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子 E．同种元素的原子质子数相同，中子数可能不同 【解析】原子中除了有带负电的电子外，还有带正电的原子核，故A错；原子核中的中子数不一定跟核外电子数相等，故B错；正是用α粒子轰击原子核的实验才发现了质子，故C正确；因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，才确定原子核内还有别的中性粒子，故D正确；由同位素知识知E正确．【答案】CDE 6．已知228 88Ra是226 88Ra的一种同位素，则下列说法正确的是( ) A．它们具有相同的质子数和不同的质量数 B．它们具有相同的中子数和不同的原子序数 C．它们具有相同的核电荷数和不同的中子数 D．它们具有相同的核外电子数和不同的化学性质 E．它们具有相同的核外电子数和相同的化学性质 【解析】原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核内的质量数(核子数)等于核内质子数与中子数之和．由此知这两种镭的同位素核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，因为它们的核外电子数相同，所以它们的化学性质也相同．故正确答案为A、C、E. 【答案】ACE 7．对原子核的组成，下列说法正确的是( ) A．核力可使一些中子组成原子核 B．核力可使非常多的质子组成原子核