1、第二节 原子与原子核的结构第三章 核 能目标导航1.知道卢瑟福的粒子散射实验和原子的核式结构2知道原子核的组成及同位素的概念3知道什么叫质量亏损，理解质能方程4知道什么是核能并能计算核反应中放出的核能新知初探自学导引 一、原子的核式结构模型1.粒子散射实验用粒子照射金箔后，_粒子仍大致沿原来的方向前进，但少数粒子发生了_的偏转绝大多数较大2.核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核，原子的全部_和几乎全部_都集中在核内，这个核叫做原子核，带负电的_在核外的空间绕核运动正电荷质量电子想一想1你知道原子、原子核有多大吗？提示：原子直径的数量级为1010 m，原子核直径的数量级为1015 m.二、原
2、子核的组成1.质子：1919 年_用镭放射出的 粒子轰击氮核，打出一种粒子，并测定出了它的电荷与质量，知道它是氢原子核，把它叫做质子，用符号_表示2.中子：质量非常接近质子的_粒子，用符号_表示卢瑟福p不带电n3.核子：质子和中子通称为核子，原子核由_组成 4.同位素：具有相同_数而_数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置互称为同位素同位素具有相同的_核子质子中子化学性质想一想2原子核外的电子数与原子核内的质子数有什么关系？提示：相等因为通常情况下原子不显电性三、质能方程 1.核反应：如果某种粒子与原子核发生相互作用，导致核的组成或核的状态发生了变化的过程叫核反应 2.核能：蕴藏在_中的能量
3、称为核能原子核3.质能方程：E_，其中c表示_ 4.质量亏损：原子核的质量比组成它的所有质子和中子的质量之和略_的现象mc2光速小想一想3核反应释放的能量十分巨大，你能举例说明吗？提示：太阳释放的能量只有非常小非常小的一部分传给地球，就使地球产生勃勃生机和风雨雷电，而太阳已经产生了几十亿年并且还将这样工作几十亿年，从而说明太阳通过核反应释放的能量是十分巨大的要点探究讲练互动 粒子散射实验与核式结构的建立19091911年卢瑟福和他的助手做粒子轰击金箔的实验，获得了重要的发现 1.实验装置：(如图 321)由放射源、金箔、荧光屏等组成图3212.实验现象与结果绝大多数 粒子穿过金箔后基本上仍沿原
4、来的方向前进，但是有少数 粒子发生了较大角度的偏转；极少数 粒子偏转角超过 90，有的几乎达到 180，沿原路返回3.核式结构对散射实验现象的解释粒子穿过原子时，如果离核较远，受到的库仑斥力就很小，运动方向也就改变很小只有当粒子与核十分接近时，才会受到很大的库仑斥力，发生大角度的偏转由于原子核很小，粒子十分接近它的机会很小，因此绝大多数粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数接近原子核的粒子才发生大角度的偏转关于粒子散射实验，下述不正确的是()A粒子发生大角度散射的主要原因是原子中有正电荷的作用B粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用例1C只有少数粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正
5、电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D相同条件下，换用原子序数越小的物质做实验，沿同一偏转角散射的粒子越少【精讲精析】原子显电中性，电子带负电，所以原子中一定存在带正电的物质，但是汤姆生的原子模型就不能解释 粒子的散射现象，所以 粒子发生大角度散射的主要原因不能直接说是原子中有正电荷的作用，而是正电荷集中在原子核中的原因，故 A 选项错误，B 选项正确；只有少数 粒子发生大角度散射，证明原子存在一个集中全部正电荷和几乎全部质量的很小的原子核，即 C 选项正确；【答案】A使 粒子发生大角度散射的原因是受到原子核的库仑斥力，所以为使散射实验现象更明显，应采用原子序数大的物质，若改用原子序数小的物
6、质做实验，粒子受到原子核的库仑斥力小，发生大角度散射的 粒子越少，则 D 选项正确，所以符合题意的选项是 A.变式训练1.在粒子散射实验中，我们并没有考虑到粒子跟电子碰撞，这是因为()A电子体积非常小，以至于粒子碰不到它B电子质量远比粒子的小，所以它对粒子运动的影响极其微小C粒子跟各个电子碰撞的效果相互抵消D电子在核外均匀分布，所以粒子受到电子作用的合外力为零解析：选B.粒子的质量大约是电子质量的7300倍，它们之间发生相互作用时，动量的改变相等，因此粒子与电子碰撞就像飞行的子弹碰到一粒尘埃，电子对粒子的作用是微不足道的，可以忽略1.原子核由质子和中子组成质子和中子统称核子2.质子数：原子核中
7、的质子个数，叫做原子核的质子数3.电荷数：原子核所带的电荷等于核内质子所带电荷的总和，所以原子核所带的电荷都是质子电荷的整数倍，这个整数叫做原子核的电荷数用Z表示原子核的组成4.质量数：原子核的质量等于核内质子和中子的质量之和，质子和中子的质量几乎相等，所以原子核的质量近似等于核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数，用 A 表示5.原子核的常用符号是AZX；X 为元素符号，Z为电荷数，A 为质量数核电荷数质子数(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元素X的原子核可用符号X表示，其中a、b为正整数，下列说法中正确的是()Aa等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的中
8、子数Ba等于此原子核中的中子数，b等于此原子核中的质子数例2Ca等于此元素的原子处于中性状态时核外电子数，b等于此原子核中的质子数加中子数Da等于此原子核中的质子数，b等于此原子核中的核子数【答案】CD【精讲精析】这是原子核表述的基本形式，很容易识别 a 等于此原子核中的质子数，b 等于此原子核的质量数，既是原子核中的质子数加中子数之和，又是原子核中的核子数，故 C、D 两项正确【方法总结】知道原子核的表示符号及各个字母所代表的物理量，是解题的依据变式训练 2.136C-NMR(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析，有关136C 的说法正确的是()A质子数为 6 B电子数为 13C中子数为 6 D质量数为 6解析：选 A.因为对于原子核的常用符号是AZX；X 为元素符号，Z 为质子数，A 为质量数核电荷数质子数(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，由此可以判定 A 正确