1. 探究原子结构的奥秘:

【情景提供】19世纪以前,人们一直以为原子是不可分的,直到1897年,汤姆生发现了带负电的电子后,才引起人们对原子结构模型的探索。

【提出问题】电子带负电,原子不带电,说明原子内存在带正电荷的部分,它们是均匀分布还是集中分布的呢?

【进行实验】1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。实验做法如图甲所示:

①α粒子源——放射性物质放出α粒子(原子核带2个单位正电荷),质量是电子质量的7000倍;

②金箔——作为靶子,厚度1μm,重叠了3000层左右的原子;

③荧光屏——α粒子打在上面发出闪光;

④显微镜——通过显微镜观察闪光,且通过360度转动可观察不同角度α粒子的到达情况。

【收集证据】绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°,像是被弹了回来如乙图所示。

【猜想与假设】α粒子遇到电子后,就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变,而结果却出乎意料,除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上,否则大角度的散射是不可能的。

【解释与结论】

(1) 若原子质量、正电荷在原子内均匀分布,则极少数α粒子就(填“会”或“不会”)发生大角度散射。
(2) 1μm金箔包含了3000层金原子,绝大多数α粒子穿过后方向不变,说明____。 A. 原子的质量是均匀分布的 B. 原子内部绝大部分空间是空的
(3) 1919年,卢瑟福用加速了的高能α子轰击氮原子,结果有种微粒从氮原子被打出,而α粒子留在了氮原子中,使氮原子变成了氧原子,从现代观点看,被打出的微粒是
【考点】
原子的构成;
【答案】

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1. 1911年,英国科学家卢瑟福进行了著名的a粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型,为原子模型的建立做出了重大贡献。小科同学在项目化学习中,使用若干辐射环磁体(如图乙所示,两个磁极分别位于内外两环)、金属板、橡皮筋等器材制作了一个演示模型,用以模拟α粒子散射的动态过程,演示模型的制作过程如下:

①如图甲所示,将长条金属板弯折成环形(保留 10cm的缺口),并固定在桌面上;

②在环形金属板中央放置一块直径 5cm、重40g的辐射环磁体;

③在环形金属板的缺口处连接一段橡皮筋(图中未画出),用以向环内“发射α粒子”。

根据演示模型并结合所学知识回答:

(1) 固定在环形金属板中央的磁体,用来模拟的是原子中的哪一结构?
(2) 下列四个辐射环磁体中最适合用作模拟被发射的“α粒子”的是____(填字母编号)。 A. 直径2cm、重5g、内环N极、外环S极 B. 直径5cm、重40g、内环S极、外环N极 C. 直径2cm、重5g、内环S极、外环N极 D. 直径5cm、重40g、内环N极、外环S极
(3) 该实验很好地模拟了卢瑟福α粒子散射实验的现象,即α粒子穿过金属箔后的运动情况为:
(4) 小科同学通过环形金属板的缺口处向内依次发射12颗“α粒子”,这些“α粒子”最终会吸附在环形金属板上。在模拟实验完成后,将环形金属板展平,下图中最符合实际情况的是(填字母编号,金属板上的点代表被吸附的“α粒子”)。

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