汤姆森发现原子结构
高中化学必修一第8讲：人类对原子结构的认识
容纳 18 个电子；③倒数第三层最多只能容纳 32 个电子。
【例题解析】
1．下列微粒结构示意图中，不正确的是( )
2．根据给出的原子或离子结构示意图，回答下列问题(填字母)：
(1)电子层排布相同的是________。 (2)属于同种元素的是________。 (3)属于金属元素的是________。 (4)属于稀有气体元素的是______，稀有气体一般不参与化学反应的原因是___________________________。 (5)写出 D 参加化学反应后所得离子的结构示意图______________。
【例题解析】 1．提出原子结构模型的科学家，从时间的先后顺序来看，下列排列正确的是( ) A．汤姆生、玻尔、卢瑟福、道尔顿 B．汤姆生、玻尔、道尔顿、卢瑟福 C．卢瑟福、道尔顿、汤姆生、玻尔 D．道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔 2．如图所示的原子结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型，(2)为卢瑟福行星运转式原子模型，
三、原子核的组成
【知识梳理】
1．原子的组成
质子：带 1 个单位正电荷 原子核
原子
中子：不带电
电子：带 1 个单位负电荷
2．质量数
(1)概念：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数加起来所得的数值，用 A 表示。
(2)构成原子的微粒间的两个关系
①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
②质子数＝核外电子数＝核电荷数＝原子序数。
(3)性质
①同一元素的各同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。
②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。
(4)用途 ①放射性的 164C 用于考古断代。 ②21H 和 31H 用于制造氢弹。 ③放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。
九年级化学上册 2.3.1 原子的结构达标训练 (新版)鲁教版
原子的结构【基础达标】1.汤姆森最早发现了原子中存在一种带负电的粒子,证明了原子是可以再分的,汤姆森发现的这一粒子是( )A.原子核B.质子C.电子D.中子【解析】选C。
原子中存在一种带负电的粒子就是电子。
2.在卢瑟福实验中,用α粒子轰击金箔,现象中能证明原子中确实存在坚硬密实且体积很小的原子核的有力证据是( )A.α粒子比金原子质量小得多B.大多数α粒子穿过金箔且不改变方向C.穿过金箔的少数α粒子改变了原来的前进方向D.极少数的α粒子被反弹回来【解析】选D。
α粒子只有碰上了坚硬密实的原子核才有可能被反弹回来,只有原子核体积很小,才有极少数α粒子被反弹回来的现象,α粒子比金原子质量小得多是α粒子被反弹回来的原因之一,但不是实验现象,故选D。
3.下列关于原子的叙述中,错误的是( )A.原子呈电中性B.原子是实心球体C.原子由原子核与核外电子构成D.原子可以构成分子【解析】选B。
由卢瑟福实验可知,原子由原子核与核外电子构成,因其中正电荷数与负电荷数相等,所以原子呈电中性,分子是由原子构成的,A、C、D皆正确。
4.紫薯中含有被誉为“抗癌大王”的硒。
已知硒原子的核电荷数为34,中子数为44,则硒原子的核外电子数为( )A.10B.34C.44D.78【解析】选B。
硒原子的核电荷数为34,根据在原子中,核电荷数=核外电子数,可知硒原子的核外电子数为34。
5.(2013·南京中考改编)下列物质由原子直接构成的是( )A.蒸馏水B.氢气C.金刚石D.氧气【解析】选C。
水、氢气、氧气分别由水分子、氢分子、氧分子构成,只有金刚石由碳原子直接构成。
6.牙膏中的含氟物质对牙齿有保护作用。
一种氟原子的原子核内有9个质子和10个中子,该原子的核电荷数为( )A.7B.9C.10D.19【解析】选B。
解答本题需明确质子数=核电荷数;已知原子中质子数为9,所以核电荷数为9。
7.(2013·淄博中考)下列有关分子和原子的说法不正确的是( )A.分子、原子都是构成物质的基本粒子B.分子、原子的质量和体积都很小C.分子、原子总在不断运动D.分子之间有间隔,原子之间没有间隔【解析】选D。
原子与原子核——知识介绍
原子和原子核 ——知识介绍一．原子结构（一）原子的核式结构人们认识原子有复杂结构是从1897年汤姆生发现电子开始的。
汤姆生通过研究对阴极射线的分析发现了电子，从而知道，电子是原子的组成部分，为了保持原子的电中性，除了带负电的电子外，还必须有等量的正电荷。
因此汤姆生提出了“葡萄干面包”模型：正电荷部分连续分布于整个原子，电子镶在其中。
1909年卢瑟福在α粒子散射实验中，以α粒子轰击重金属箔发现：大多数α粒子穿过薄膜后的散射角很小，但还有八千分之一的α粒子，散射角超过了900，有些甚至被弹回来，散射角几乎达到1800。
1911年卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核称为原子核，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高速旋转。
从α粒子散射实验的数据可以估计出原子核的大小约为10-15——10-14米，原子半径大约为10-10米。
原子核式结构模型较好的解释了α粒子散射实验现象，也说明了汤姆生的“葡萄干面包”模型是错误的。
（二）玻尔的氢原子理论1．1．巴耳末公式1885年，瑞士物理学家巴耳末首先发现氢原子光谱中可见光区的四条谱线的波长，可用一经验公式来表示：)121(122n R -=λ n =3，4，5……式中λ为波长，R =×10 7米-1称为里德伯恒量，上式称为巴耳末公式。
2．2．里德伯公式1889年，里德伯发现氢原子光谱德所有谱线波长可用一个普通的经验公式表示出来：)11(122n m R -=λ式中n=m+1，m+2，m+3……，上式称为里德伯公式。
对于每一个m ，上式可构成一个光谱系： m=1，n=2，3，4……赖曼系（紫外区）m=2，n=3，4，5……巴尔末系（可见光区）m=3，n=4，5，6……帕邢系（红外区）m=4，n=5，6，7……布喇开系（远红外区）3．3．玻尔的氢原子理论卢瑟福的原子核式结构模型能成功地解释α粒子散射实验，但无法解释原子的稳定性和原子光谱是明线光谱等问题。
原子结构模型的五个阶段
原子结构模型的五个阶段原子结构模型的五个阶段，真的是一个挺有趣的话题！咱们都知道，原子就像是物质的基石，真心不可小觑。
想想古希腊那个时候，人们都觉得世界是由一些基本的东西构成的，这些小东西就叫“原子”。
老亚里士多德和他的朋友们，觉得这个小家伙是无穷无尽的，永远分割不完。
他们的想法简单又天真，像小孩子在沙滩上玩耍，只顾着堆沙堡，完全不知道沙子其实是由无数颗粒组成的。
不过，这个想法在当时真的是画龙点睛，给了后来的人一些启示。
到了19世纪初，咱们的朋友道尔顿（Dalton）站出来了。
他像是个科学界的魔术师，把原子变得更有趣。
他提出，每种元素都有自己的原子，这些原子就像不同的角色，每个角色都有自己的性格和特点。
比如，氢原子就像个活泼的小家伙，而氧原子则是个稳重的老大哥。
道尔顿的模型就像一部经典的电影，每个角色都有自己的戏份，缺了谁都不行。
虽然他的想法有点儿简单，但那时候的科学家们可乐坏了，原来世界是这么简单的嘛！然后，咱们要提到那个炸裂的时刻——汤姆森（Thomson）发现了电子！哇，这可真是个大新闻。
汤姆森就像是打开了一个潘多拉的盒子，揭示了原子的秘密。
他发现，原子里面还有一些小小的负电荷的粒子，这就是电子。
他的“葡萄干布丁模型”把原子比作一块布丁，电子就像布丁里的葡萄干，漂浮在布丁中。
想象一下，吃一块美味的布丁，嘴里咬到小葡萄干，嘿嘿，那感觉可真不错！不过，这个模型也是有点问题的，后来又有人说，这样不够严谨，毕竟布丁里可不能光是葡萄干呀！再后来，那个著名的卢瑟福（Rutherford）出现了。
他就像个探险家，冲进原子内部，发现了更多的秘密。
卢瑟福的金箔实验真是个神奇的故事，他用粒子轰击金箔，结果发现大部分粒子竟然能穿过去，只有少数被反弹。
他心里一惊，原来原子里有个密集的小核心，我们称之为原子核。
原子就像个迷你太阳系，核子像个太阳，电子则在周围像行星一样旋转。
想象一下，宇宙间的星星都在围绕着太阳转，这样的画面真让人神往！咱们得提到波尔（Bohr）模型。
人类对原子结构发展的历史
人类对原子结构发展的历史原子是物质世界的基本单位，是具有静止电荷和质量的微观粒子。
对原子结构的研究始于古希腊时期，然而，最令人兴奋的进展始于19世纪末和20世纪初。
在19世纪末的时候，英国化学家约翰·道尔顿将原子描述为无法分割的质点，这一假设在很长一段时间内都被认为是正确的。
但是，很快就有科学家开始发现，原子是可分割的，并且具有子结构。
这一思想确立了19世纪晚期和20世纪初期的两个主要原子理论模型：汤姆逊模型和拉瑞模型。
汤姆逊在1897年的实验中首次发现了电子。
他发现，通过磁场作用，带有负电荷的电子可以从气体放电管中的钨丝中释放出来，并对光谱产生影响。
进一步的研究表明，在原子中，正电荷和负电荷是分别分布在不同的小区域内的。
这就是汤姆逊模型，即"面包布丁模型"，也被称为"水饺模型"。
然而，这个模型并没有得到普遍认可。
英国物理学家欧内斯特·拉瑞在1911年的实验中提出了另一种原子模型，即拉瑞模型。
他认为，原子是由中心核和负电荷电子组成的。
这个模型被称为"太阳系模型"或"行星模型"，得到了广泛认可，并为量子力学的发展奠定了基础。
量子理论在20世纪20年代首次得到广泛应用，它描述了电子的轨道和能级。
在这个模型中，电子被认为不是沿着一条固定的轨道运动的，而是存在于一系列的能级中，并且只有在吸收特定量的能量时，电子才能跳到一个更高的能级。
这些能级和跳跃可以通过放出具有特定波长的光线来识别。
在20世纪50年代，发展出了现代原子理论，它结合了量子理论和相对论。
这样可以更准确地预测原子的能级和性质，也启发了更深一层次的研究，如原子核和更小的粒子研究。
在研究原子结构的历程中，人类的想象力和实验技术一直得到了不断的提高，我们对于微观世界的理解也越来越深刻。
现在，我们知道原子不是基本粒子，它们由质子、中子和电子组成，而这些质子和中子又是由更小的基本粒子组成的。
原子核式结构的发现
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原子的核式结构的发现
19C以前
原子是组成物 质是最小微粒
•1897年汤姆 生发现了电子
•电子是原 子的组成
部分
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原子的核式结构的发现
一、汤姆生原子模型
•原子是一个球体， 正电荷均匀分布在整 个球内，电子则镶在 球里，原子受到激发 后，电子振动，产生 光•谱—。—枣糕模型
•绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原 来的方向前进。
2、少数α粒子发生了较大角度的偏转 。
3、极少数α粒子偏转角度超过900，有 的甚至被弹回，偏角几乎达1800。
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结果分析
1、电子不可能使α粒子产生大角度的散射。 •2、汤姆生模型也不可能产生大角度偏转。 •3、1m厚的金箔包含有10-6/10-10=104个原子层 。 •4、大角度（几乎1800）偏转，说明α粒子 受到很大的库仑力的作用。
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原子的核式结构学说
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实验解释
•1、电子的作用可以忽略。 •2、由于核很小，故绝大多 数粒子接近它的机会很少 。 •3、只有当粒子与核接近 时，才会产生大角度的偏转 。
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三、原子核的大小
•1、原子核所带的单位正电荷数等于它 的原子序数。 •2、原子核的大小：10-14 m以下。
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原子和原子核原子结构1电子的发现和汤姆生的原子模型1
原子和原子核一、原子结构：1、电子的发现和汤姆生的原子模型：（1）电子的发现：1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列的研究，从而发现了电子。
电子的发现表明：原子存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。
（2）汤姆生的原子模型：1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中。
2、α粒子散射实验和原子核结构模型（1）α粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完成①装置：②现象：a. 绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。
b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度，有的几乎达到180度，即被反向弹回。
（2）原子的核式结构模型：由于α粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使α粒子运动方向发生明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对α粒子的运动产生明显的影响。
如果正电荷在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的α粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡，α粒了运动将不发生明显改变。
散射实验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。
1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。
原子核半径小于10-14m，原子轨道半径约10-10m。
3、玻尔的原子模型（1）原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾（两方面）a. 电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。
b. 电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱，这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。
原子发展史概括
原子结构的发展史及过程如下：
人类对原子的认识史可以大致划分为5个阶段：古代原子论。
道尔顿原子论。
汤姆森原子模型和卢瑟福原子模型。
波尔原子模型。
原子结构（核外电子运动）的量子力学模型。
1803年道尔顿提出了原子模型,他认为：原子是组成物质的基本的粒子,它们是坚实的、不可再分的实心球。
101年后汤姆生在1904年提出：原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电子,中和了正电荷,从而形成了中性原子。
然后二十世纪最伟大的物理学家卢瑟福在1911年提出了他的原子模型：在原子的中心有一个带正电荷的核,它的质量几乎等于原子的全部质量,电子在它的周围沿着不同的轨道运转,就像行星环绕太阳运转一样。
两年之后他的学生玻尔将量子学说引入了原子结构模型：电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。
现在,科学家已能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜拍摄表示原子图像的照片。
随着现代科学技术的发展,人类对原子的认识过程还会不断深化。
卢瑟福行星
汤姆森的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验（散射实验），否认了葡萄干面包式模型的正确性。
1911年卢瑟福提出行星模型：原子的大部分体积是空
的，电子按照一定轨道围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。
行星模型由卢瑟福在提出，以经典电磁学为理论基础，主要内容有：原子的大部分体积是空的。
在原子的中心有一个很小的原子核。
原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。
带负电的电子在核空间进行绕核运动。
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汤姆森发现原子结构
英国物理学家汤姆逊（J.J. Thomson）在1897年发现了电子，这一发现为他提供了揭示原子结构的线索。
他认为，原子可以看作是一个带正电的球体，里面散布着一些带负电的电子，就像西瓜里的籽一样均匀地散布在球体内部。
汤姆逊通过研究阴极射线（电子）的运动情况，发现其可以被磁场偏转。
因此，他得出结论，阴极射线中包含电子，电子带有负电荷。
这项发现被认为是原子结构研究的里程碑之一，它证明了原子不是不可分割的最小单位，而是由更小的负电荷粒子电子组成，从而催生了后来的原子结构理论。