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1、C60分子分子的示意图的示意图一个C60分子由分子由60个碳原子构成个碳原子构成分子是由原子构成的分子是由原子构成的硫硫在在氧氧气气中中燃燃烧烧分子是保持物质化学性质的最小粒子；分子是保持物质化学性质的最小粒子；原子是化学变化中的最小粒子；原子是化学变化中的最小粒子；在化学变化中，分子可以再分，而原子不能再分。在化学变化中，分子可以再分，而原子不能再分。这是中国科学这是中国科学家用一个个铁家用一个个铁原子排列出的原子排列出的世界上最小的世界上最小的“原子原子”二字。二字。1993年，中国科学院科学家通过移动单个年，中国科学院科学家通过移动单个硅原子所写的世界上硅原子所写的世界上最小的最小的“中
2、国中国”二字。二字。扫扫描描隧隧道道显显微微镜镜下下的的金金原原子子原子的质量和体积都很小；原子的质量和体积都很小；原子总是在不停的运动；原子总是在不停的运动；原子之间有间隔；原子之间有间隔；原子可以直接构成物质。原子可以直接构成物质。1964年月年月10月月16日，我国成功爆炸第一颗原子弹，日，我国成功爆炸第一颗原子弹，为维护世界和平做出了重大的贡献。为维护世界和平做出了重大的贡献。有人说原子是一种冻结的能源，你认为对吗？有人说原子是一种冻结的能源，你认为对吗？为什么为什么“原子的爆炸原子的爆炸”会产生如此巨大的能量呢？会产生如此巨大的能量呢？原子可以再分吗？原子可以再分吗？原子的构成原子的
3、构成有关原子的假设之一有关原子的假设之一 公元前公元前5世纪，希腊哲学家德谟克世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为利特等人认为：万物是由大量的万物是由大量的不可分割的微粒不可分割的微粒构构成的，即成的，即原子原子。有关原子的假设之二有关原子的假设之二19世纪初，英国科学家世纪初，英国科学家道尔顿道尔顿提提出近代原子学说，他认为原子是微小出近代原子学说，他认为原子是微小的的不可分割的实心球体不可分割的实心球体。1897年，英国科学家汤姆生发现了电子。年，英国科学家汤姆生发现了电子。有关原子的假设之三：有关原子的假设之三：汤姆逊原子模型汤姆逊原子模型葡萄干葡萄干面包模型。他认为原子是一个带正电的球（
4、面包），面包模型。他认为原子是一个带正电的球（面包），在这个球里面散布着很小的带负电的电子（葡萄干），在这个球里面散布着很小的带负电的电子（葡萄干），这些电子排成一层一层的环。这些电子排成一层一层的环。捕捉电子的人捕捉电子的人汤姆逊汤姆逊英国科学巨匠、英国科学巨匠、剑桥大学卡文迪许实验室主任剑桥大学卡文迪许实验室主任JJ汤姆逊是英汤姆逊是英国的著名物理学家，电子的发现者。国的著名物理学家，电子的发现者。20多年多年来一直试图揭开阴极射线的谜底，为此他进来一直试图揭开阴极射线的谜底，为此他进行了一系列实验。行了一系列实验。克鲁克斯管克鲁克斯管汤姆逊的五个著名实验：汤姆逊的五个著名实验：实验一：实
5、验一：汤姆逊在克鲁克斯管内的阳极上包了汤姆逊在克鲁克斯管内的阳极上包了一层化学制品，这种制品一旦受到阴极射线的撞击一层化学制品，这种制品一旦受到阴极射线的撞击就会发荧光。接着，他在阴极射线的路径上放了一就会发荧光。接着，他在阴极射线的路径上放了一个金属十字架。结果，他在阳极上看到了十字架的个金属十字架。结果，他在阳极上看到了十字架的阴影。从这个实验中，汤姆逊得出阴影。从这个实验中，汤姆逊得出结论：阴极射线结论：阴极射线是直线传播的。是直线传播的。实验二：实验二：汤姆逊在克鲁克斯管周围加上一个磁汤姆逊在克鲁克斯管周围加上一个磁场，把磁铁的北极和南极放在管子的两边。他观察场，把磁铁的北极和南极放在
6、管子的两边。他观察到磁场使阴极射线或在阴极作用了下运动粒子的轨到磁场使阴极射线或在阴极作用了下运动粒子的轨道弯曲了。道弯曲了。这表明，粒子是带负电荷的这表明，粒子是带负电荷的。实验三：实验三：汤姆逊在阴极射线的路径上放了一个汤姆逊在阴极射线的路径上放了一个精巧而又能转动的小精巧而又能转动的小“风车风车”（一种像排气扇（一种像排气扇的东西），发现阴极射线能够使的东西），发现阴极射线能够使“风车风车”转动。转动。通过这一实验，汤姆逊了解到通过这一实验，汤姆逊了解到阴极射线是由物阴极射线是由物质的粒子构成的质的粒子构成的，而不仅仅是一束光线。，而不仅仅是一束光线。实验四：实验四：汤姆逊把荷电板放在阴
7、极射线的两边，汤姆逊把荷电板放在阴极射线的两边，测定使之弯曲所需的荷电量，由此他可以算出测定使之弯曲所需的荷电量，由此他可以算出粒子的重量。汤姆逊发现，粒子的重量。汤姆逊发现，阴极粒子的重量约阴极粒子的重量约为已知量轻的元素氢原子的两千分之一为已知量轻的元素氢原子的两千分之一。实验五：实验五：汤姆逊用不同的阴极把微量的不同气汤姆逊用不同的阴极把微量的不同气体放在各个管子内。他发现在每一种情况下，体放在各个管子内。他发现在每一种情况下，粒子所发生的变化都是一样的。因此他猜想，粒子所发生的变化都是一样的。因此他猜想，这些粒子是一切物质所共有的，而且始终是一这些粒子是一切物质所共有的，而且始终是一样
8、的样的。原子不是不可分割的，带负电的粒子能够原子不是不可分割的，带负电的粒子能够在电力作用下从原子里分裂出来。这些粒子不在电力作用下从原子里分裂出来。这些粒子不管是从哪种原子里分裂出来的，质量全都相同，管是从哪种原子里分裂出来的，质量全都相同，而且带同样的负电荷，它们是一切原子的构成而且带同样的负电荷，它们是一切原子的构成部分。部分。1906年，汤姆逊因测出电子的电荷与质量年，汤姆逊因测出电子的电荷与质量而获诺贝物理奖。每一个电子所带的电量称为而获诺贝物理奖。每一个电子所带的电量称为一个单位的负电荷。电子很轻，汤姆逊后来测一个单位的负电荷。电子很轻，汤姆逊后来测出电子仅占原子总重量的出电子仅占
9、原子总重量的1/1400左右左右。有关原子的假设之四：有关原子的假设之四：卢瑟福提出了一个更完整的卢瑟福提出了一个更完整的原子模型：原子模型：1、原子的中央是由很重的带正电的质子构成的核。、原子的中央是由很重的带正电的质子构成的核。2、远离这个核的是很轻的带负电的电子。、远离这个核的是很轻的带负电的电子。3、电子绕着核转，像行星绕着太阳转一样。、电子绕着核转，像行星绕着太阳转一样。1906年，卢瑟福开始研究原子内部结构。卢瑟福年，卢瑟福开始研究原子内部结构。卢瑟福认为，要了解原子内部的情形，最好的办法是把认为，要了解原子内部的情形，最好的办法是把它砸开。他们选择阿尔法粒子的核作为砸开原子它砸开
10、。他们选择阿尔法粒子的核作为砸开原子的子弹。的子弹。在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的出的粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线射到金箔上。线射到金箔上。粒子穿过金箔后，打到荧光屏上粒子穿过金箔后，打到荧光屏上产生一个个的闪光，这些闪光可以用显微镜观察产生一个个的闪光，这些闪光可以用显微镜观察到。到。根据汤姆逊的原子模型，将阿尔法粒子打根据汤姆逊的原子模型，将阿尔法粒子打向金原子表面，就象你想要用一颗小石弹（阿向金原子表面，就象你想要用一颗小石弹（阿尔法粒子）击向一张巨大的弹子台上紧紧地堆尔法粒子）击
11、向一张巨大的弹子台上紧紧地堆在一起的弹子（金原子），你想会怎么样？你在一起的弹子（金原子），你想会怎么样？你也许会认为石弹一定会穿不过，这原本是卢瑟也许会认为石弹一定会穿不过，这原本是卢瑟福他们所预计的实验结果。福他们所预计的实验结果。可是，这却不是卢瑟福和盖革在这个试验可是，这却不是卢瑟福和盖革在这个试验里所得到的答案。他们照样看到了荧光屏上的里所得到的答案。他们照样看到了荧光屏上的闪光，阿尔法粒子能够穿过去！其中绝大部分闪光，阿尔法粒子能够穿过去！其中绝大部分是笔直穿过去的。但是，有极少数的粒子偏移是笔直穿过去的。但是，有极少数的粒子偏移过大。过大。原来原子的大部分是一个空壳，这就说明原来
12、原子的大部分是一个空壳，这就说明了阿尔法粒子为什么能够穿透金箔。了阿尔法粒子为什么能够穿透金箔。1911年，英国卢瑟福采用年，英国卢瑟福采用a粒子散射实验证明粒子散射实验证明了原子的大部分质量集中在原子中心，并且这个了原子的大部分质量集中在原子中心，并且这个原子中心带有正电荷之后，一个不争事实就确立原子中心带有正电荷之后，一个不争事实就确立了。原子是由原子核构成，并且带有正电荷，原了。原子是由原子核构成，并且带有正电荷，原子核外存在带负电的电子。子核外存在带负电的电子。在这个基础上，卢瑟福提出原子的有核结构。在这个基础上，卢瑟福提出原子的有核结构。1919年，卢瑟福在用年，卢瑟福在用a粒子轰击
13、氮原子核的试验的粒子轰击氮原子核的试验的时候，确定了质子的存在。时候，确定了质子的存在。1932年，英国物理学年，英国物理学家查德维克在研究博特和贝克尔发现的穿透力很家查德维克在研究博特和贝克尔发现的穿透力很强的射线中确定了中子的存在。强的射线中确定了中子的存在。这样原子核是由这样原子核是由质子和中子构成则被人们所公认，并且不同类的质子和中子构成则被人们所公认，并且不同类的原子核内质子数是不同的原子核内质子数是不同的;每一个质子带一个电位每一个质子带一个电位的正电荷，中子不带电。的正电荷，中子不带电。从此拉开了揭示原子核从此拉开了揭示原子核结构的序幕。结构的序幕。阅读课文，回答下列问题：阅读课
14、文，回答下列问题：用其他方法能否将原子继续分下去？用其他方法能否将原子继续分下去？若能，它可以分为哪几部分？若能，它可以分为哪几部分？原子是一个实心球体吗？原子是一个实心球体吗？相对于原子来说，原子核所占空间有多大？相对于原子来说，原子核所占空间有多大？原子核带电吗？电子带电吗？原子核带电吗？电子带电吗？整个原子显电性吗？为什么？整个原子显电性吗？为什么？原子核还能再分吗？原子核还能再分吗？如果能再分，它又是由什么粒子构成的呢？如果能再分，它又是由什么粒子构成的呢？这些粒子有区别吗？这些粒子有区别吗？不同类的原子内部在组成上有什么不同？不同类的原子内部在组成上有什么不同？从表从表2-1中的数据
15、，能发现有什么规律？中的数据，能发现有什么规律？结论：原子的构成、原子核的构成是怎样的结论：原子的构成、原子核的构成是怎样的?原子原子核核外电子 质子 中子原子原子是化学变化中的最小粒子是化学变化中的最小粒子,但不是一个简单不可分但不是一个简单不可分割的实心球体，而是由居于原子中心的带正电的原子核割的实心球体，而是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。和核外带负电的电子构成。原子核原子核也不是简单不可分割的，也不是简单不可分割的，它由质子和中子两种粒子构成。它由质子和中子两种粒子构成。质子、中子、电子的电性和电量怎样？质子、中子、电子的电性和电量怎样？粒子粒子种类种类电性电性质
16、量质量质子质子1个单位个单位正电荷正电荷1.672610-27kg中子中子不带电不带电1.674910-27kg电子电子1个单位个单位负电荷负电荷质子质量的质子质量的1/18361、由于核内的、由于核内的数与核外的数与核外的数相等，数相等，所以原子不显电性。所以原子不显电性。2、不同种类的原子，核内、不同种类的原子，核内数不同，数不同，核外的核外的数也不同。数也不同。核内的质子数不一定核内的质子数不一定等于核内的中子数等于核内的中子数质子质子电子电子质子质子电子电子核电荷数核电荷数=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数有关原子的假设之五有关原子的假设之五：波尔的原子结构模型：波尔的原子结
17、构模型有关原子的假设之六有关原子的假设之六：薛定谔的电子云模型：薛定谔的电子云模型电子云并不表示电子的实际运动轨迹，小黑点电子云并不表示电子的实际运动轨迹，小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的机会的疏密表示电子在核外空间单位体积内出现的机会的多少。的多少。电子的质量很小，只有电子的质量很小，只有9.1110-31千克；其质量千克；其质量通常忽略不计；通常忽略不计；电子在原子里有很大的运动空间，在这个空间电子在原子里有很大的运动空间，在这个空间里作高速运动；（里作高速运动；（P69）核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而核外电子的运动范围很小（相对于宏观物体而言）；言）；电子的微观特
18、征：电子的微观特征：科学家是怎样移动单独的一个一个的原子科学家是怎样移动单独的一个一个的原子从而使之规则的排列的呢？从而使之规则的排列的呢？20世纪世纪80年代初期，年代初期，IBM公司苏黎世实验室的两位科学家公司苏黎世实验室的两位科学家GBinnig和和HRoher发明了扫描隧道显微镜。发明了扫描隧道显微镜。STM针尖针尖纳米算盘纳米算盘硅原子硅原子不同的原子所含的质子、中子、电子数目不同，所以不同的原子所含的质子、中子、电子数目不同，所以它们的质量不同，它们的质量不同，1个氢原子为个氢原子为1.6710-27kg，1个氧个氧原子为原子为2.65710-26kg，可见，原子质量数值太小，书，
19、可见，原子质量数值太小，书写和使用都不方便。写和使用都不方便。原子的质量又该怎样衡量呢？原子的质量又该怎样衡量呢？相对原子质量：相对原子质量：指对指对12C原子（原子核内有原子（原子核内有6个质子和个质子和6个中子的碳原子）个中子的碳原子）质量的质量的1/12（1.66110-27kg）为标准，其他原子的质）为标准，其他原子的质量跟它相比较所得的比，作为这种原子的相对原子质量。量跟它相比较所得的比，作为这种原子的相对原子质量。跟质子、中子相比，电子质量很小，通常忽略不计，跟质子、中子相比，电子质量很小，通常忽略不计，原子的质量主要集中在原子核上。原子的质量主要集中在原子核上。质子和中子的质量跟质子和中子的质量跟相对原子质量标准相比较，均约等于相对原子质量标准相比较，均约等于1。相对原子质量相对原子质量=质子数质子数+中子数中子数几种原子的构成：几种原子的构成：原子原子种类种类质子质子数数中子中子数数核外核外电子数电子数核电核电荷数荷数相对原子相对原子质量质量氢氢1 10 0碳碳6 66 6氧氧8 88 8钠钠12121111氯氯1818171711166128816111123171735核电荷数核电荷数=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数相对原子质量相对原子质量=质子数质子数+中子数中子数