第三单元　人类对原子结构的认识公开课教案

1.1从葡萄干面包模型到原子结构的行星模型

[问题] 物质是由什么构成的？

一、从古典原子论到葡萄干面包原子模型

1、古典原子论

古代哲学家形成了不少有关物质购成的观点。

（1）我国战国时期的惠施说过“一尺之棰，日取其半，万世不竭”，认为物质是____________的；

而同时期的墨子则认为：物质不存在被分割的条件，物质就不能被无限分割，分割到最小的单位叫“端”，到了“端”就不能再分割下去了。古希腊哲学家德谟克利特的观点与墨子不谋而合，只不过在他的学说中“端”被称为了

。

（2）古希腊哲学家德谟克利特（Democritus，约公元前460——公元前370）提出古典原子论，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。

2、道尔顿的近代原子学说

1803年，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是化学变化中不可再分的实心球体。化学成为一门自然科学是以道尔顿提出的原子学说为标志的。其要点：①化学元素由_____________的微粒构成，这种微粒称为原子；②原子在一切

中均保持其不可再分性；③同一元素的原子在

和

上都相同，不同元素的原子在质量和性质上都不相同；④不同元素化合时，比结合成化合物。

3、葡萄干面包原子模型

1903年汤姆生发现了电子，提出了葡萄干面包模型，认为原子中的

是均匀分布在整个____的球形体内，

则均匀地分布在这些

之间。

这些元素的按最简整数

二、从X射线的发现到元素放射性的发现

1、X射线的发现

1895年德国物理学家伦琴发现了看不见的射线-X射线。

2、元素放射性的发现

法国物理学家贝克勒尔在“哪里还会有看不见的射线？”的好奇心的驱动下实验发现了铀的放射性，并获得了1903年诺贝尔物理学奖。

什么是元素的放射性现象？

放射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线，（如α射线、β射线、γ射线等）而衰变形成稳定的元素而停止放射（衰变产物），这种现象称为放射性。

3、α、β和γ射线的发现

英国物理学家卢瑟福从“放出的射线是什么？”出发进一步研究发现了铀能产生两种不同的辐射，即α辐射、β辐射，于1908年获得诺贝尔化学奖。

（1）一部分辐射偏向连接电源负极的极板：α射线是He2+

（2）另一部分辐射偏向连接电源正极的极板：β射线是电子

（3）第3种辐射：

γ射线：波长很短的电磁波

三、原子结构的行星模型

α粒子轰击金箔（α粒子的散射实验）

现象1：绝大部分α粒子都穿过了金箔

说明：原子是

的

现象2：极少数α粒子穿过金箔时发生了偏转，个别α粒子偏转了180°，弹了回来。

说明：原子中存在一个

，

，

的核。

卢瑟福通过实验推断出：

1、原子大部分是空的。

2、中间有一个几乎集中了所有原子的质量且体积很小的粒子——原子核。

3、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。

体积很小相对质量为4的带正电粒子

结论：说明了原子结构并不像葡萄干面包模型的那样。1911年卢瑟福提出了原子结构的行星模型：原子是由带正电的、质量很集中的、很小的原子核和在它周围运动着的、带负电的电子组成的，就像行星绕太阳运转一样。澄清了人们长期以来对原子结构的错误认识，为以后原子结构现代模型的提出打下了基础。

四、现代原子结构学说

（1）、轨道原子结构模型：1913年丹麦物理学家玻尔引入量子论观点，提出原子核外，电子不是随意占据在原子核的周围，而是在固定的层面上运动，当电子从一个层面跃迁到另一个层面时，原子便吸收或释放能量。

（2）、电子云模型：用电子在给定时间内在空间的几率分布的图像来描述电子的运动，这些图像就是电子云。电子出现几率密度大的地方，电子云“浓密”一些；几率密度小的地方，电子云“稀薄”一些。但电子云的正确意义并不是说电子真的像云那样分散，电子云只是一种几率云。

归纳：原子结构理论发展史

五、科学探索原子结构的过程：科学探索的一般过程

提出假设——设计实验——对照事实——再假设——再实验——再对照事实，循环往

复。

科学发展

假想阶段

实践阶段

惠施：一尺之锤，日取其半，永世不竭

墨子：物质被分割是有条件的

德谟克利特：物质由极小的“原子”组成

道尔顿原子论

汤姆孙：发现电子、葡萄干面包模型

贝克勒尔：铀盐的放射性现象

卢瑟福：原子结构行星模型

实践

物质结构的思想基础

【典题解悟】

例1.下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是（

）

①电子分层排布模型

②“葡萄干布丁”模型

③量子力学模型

④道尔顿原子学说

⑤核式模型

A、①③②⑤④

B、④②③①⑤

C、④②⑤①③

D、④⑤②①③

例2.为揭示原子光谱是线状光谱这一事实，玻尔提出了核外电子的分层排布理论。下列

说法中，不符合这一理论的是（

）

A.电子绕核运动具有特定的半径和能量

B.电子在特定半径的轨道上运动时不辐射能量

C.电子跃迁时，会吸收或放出特定的能量

D.揭示了氢原子光谱存在多条谱线

例3．下列关于电子云的说法不正确的是(

) A. 电子云是描述核外某空间电子出现的几率密度的概念; B. 电子云是电子在核内外空间出现的几率和几率密度

C. 电子云有多种图形,黑点图只是其中一种; D. 电子就象云雾一样在原子核周围运动,故称为电子云.

原子结构的理论形成阶段

例4. 下列说法正确的是





A．原子是不可再分的粒子

B．相对原子质量就是原子的实际质量

C．分子是保持物质性质的最小粒子

D．与元素化学性质关系密切的是原子的最外层电子数

例5. 许多科学家在化学的发展方面起了重大作用。其中，研究空气成分，得出“空气是由氧气和氮气组成”结论的科学家是

，提出分子概念的科学家是

，提出近代原子学说的科学家是

，最早发现电子的科学家是

。

例6. 在1911年前后，物理学家卢瑟福把一束变速运动的α粒子（相对原子质量约为4的带2个单位正电荷的质子粒），射向一片极薄的金箔。他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，竟能让大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的。但也有极少数的α粒子发生偏转，或被笔直地弹回。根据以上实验现象能得出关于金箔中Au原子结构的一些结论。试写出其中的三点：

（1）______________________________________________________________ （2）______________________________________________________________ （3）______________________________________________________________

例7 “法轮功”魔头李洪志在某次“带功”报告会上吹嘘，“一次我拿一根纯铝棒经意念发功后，经高能物理研究所测试，铝棒的成分都发生了变化，变成了铁，还有铜和金的成分……”试用化学的观点从能量和核变化的角度分析其荒谬之处。

【课堂随练】

1. 自从下列哪项发现或学说开始，化学才开始成为一门科学（

）

A．阿伏加德罗提出原子——分子学说

B．拉瓦锡确定空气的组成

C．道尔顿提出近代原子学说

D．汤姆逊发现电子

2．发现电子和利用光谱提出原子结构模型的科学家分别是 （ ）

A．卢瑟福、汤姆孙 B．汤姆孙、玻尔

C．道尔顿、玻尔 D．卢瑟福、道尔顿

3. 1998年诺贝尔化学奖授予科恩（美）和波普尔（英），以表彰他们在理论化学领域作出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化。下列说法正确的是(

)

A

化学不再是纯实验科学

B

化学不再需要实验

C

化学不做实验，就什么都不知道

D

未来化学的方向还是经验化

4. 以下命题，违背化学变化规律的是

A．石墨制成金刚石

B．煤加氢变成人造石油

C．水变成汽油

D．干冰气化

5. 首次将量子化概念应用到原子结构,并解释了原子稳定性的科学家是(

) A. 道尔顿

B. 爱因斯坦

C. 玻尔

D. 普朗克

6. 在饮用水中添加含钙、镁、锌、硒等的矿物质，可以改善人体营养，增强体质。其中的“钙、镁、锌、硒”是指（

）

A．分子

B．原子

C．离子

D．元素

7. 下列说法正确的是





A．原子是不可再分的粒子

B．相对原子质量就是原子的实际质量

C．分子是保持物质性质的最小粒子

D．与元素化学性质关系密切的是原子的最外层电子数

8. 下列说法错误的是

（

）

A．铅笔不含铅 B．水银不含银

C．白金不是金

D．火碱不是碱

9．卢瑟福的α粒子散射实验的现象说明了

（

）

①

葡萄干面包原子模型的理论是错误的

②

原子中绝大部分都是空的

③

原子中存在着很小的带正电荷的核

A．①②③

B．②③

C．①③

D．①②

10.在化学的发展史上，许多科学家创建的理论对化学科学的发展起到重大的作用。有关科学家与其创建的理论对应不匹配的是

A．墨子：物质的分割是有条件的

B．汤姆生：葡萄干面包模型

C．德谟克利特：古典原子论

D．贝克勒尔：原子结构的行星模型

11. 下列现象能证明分子在化学变化中可分的是





A 100 mL水和100 mL酒精混合后总体积小于200 mL

B

打开盛装浓盐酸瓶盖，浓盐酸逐渐减少

C

气态氧在加压降温时变为淡蓝色的液态氧

D

在1000℃时，甲烷可分解为石墨和氢气

12. 下图是表示物质分子的示意图，图中“●”和“○”分别表示两种含有不同质子数的原子，则图中表示单质的是

（

）

A、

B、

C、

D、

13. 在原子中，下列关系中一定正确的是





A

质子数＝核电荷数

B

相对原子质量＝质子数＋中子数

C

质子数≠中子数

D

相对原子质量＝质子数＋核外电子数

14. 以下是人们对原子结构的认识所经历的几个重要历史阶段，其中先后顺序正确的是

①道尔顿提出的原子论 ②汤姆孙提出的葡萄干面包原子摸型

③德谟克里特的古典原子论 ④卢瑟福的原子结构行星模型

A.①②③④

B.③①②④

C.③②①④

D. ③④②①

15．下列关于原子的叙述中，正确的是

（

）

A．原子是不可再分割的微粒

B．原子是一个实心的刚性小球，在化学反应中性质保持不变

C．原子是化学变化中的最小微粒

D．原子最早是由中国哲学家墨子所提出的

16．下列说法中不属于道尔顿近代原子论的要点的是

（

）

A．原子在化学变化中保持其不可再分性

B．化合物中各种原子按简单整数比结合

C．物质分割只能到原子

D．原子中正电荷是均匀分布在整个原子中的

17．英国科学家汤姆孙在打开原子结构大门中的伟大贡献是

（

）

①发现了电子

②提出了原子结构的模型

③打破了原子不可分的传统观念

④提出原子是由带正电的物质和电子构成的

A．①②④

B．③

C．①②③④

D．①②③

18．汤姆孙提出原子的葡萄干面包模型的主要依据是

（

）

①原子的构成中有电子；②原子的构成中有质子；③原子的构成中有中子；④整个原子是电中性的。

A．①②

B．①④

C．①③

D．②④

19．道尔顿的原子学说曾经对化学的发展起了很大的作用，他的学说中，包含下述三个论点：①原子是不可再分的粒

②同种元素的原子的所有性质和质量都相同③原子是微小的实心球体。从现代的观点看，你认为不确切的是（

）

A．只有③

B．只有①③

C．只有②③

D．有①②③

20. 许多科学家在化学的发展方面起了重大作用。其中，研究空气成分，得出“空气是由氧气和氮气组成”结论的科学家是

，提出分子概念的科学家是

，提出近代原子学说的科学家是

，最早发现电子的科学家是

。

21．卢瑟福因其在科学上作出的巨大的贡献而获得诺贝尔奖。

（1）在研究原子结构时，对汤姆生的葡萄干面包模型，他进行了思索，如果这个模型的假设是正确的，那么用质量大而体积小、且高速运动的微粒轰击金属薄膜，这一微粒应该是 （填“直线穿过”或“折线穿过”）金属薄膜。

（2）根据上述想法，卢瑟福用α粒子轰击金箔，α粒子是 ，实验的结果是绝大部分α粒子 ，说明原子是 （填“实心的”或“中空的”）；极少数α粒子穿过金箔时发生了 ，有个别的α粒子竟然偏转了180°，被 ，说明

原子中存在着体积很 （填“小”或“大”）的、质量很 （填“小”或“大”）的 。

22．人类认识原子结构的历史经历了以下几个重要发展阶段，请填写下表：

发展阶段

（1）

（2）

（3）

原子结构模型

近代原子论

原子行星模型

重要科学家

汤姆孙

提出模型的主要依据

气体实验与观察