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探索微觀
10.1
第十章 從粒子到宇宙
（滬粵版）八年級
下
物質是由分子和原子構成的
把原子“切開”
一
二
01
學習目標
原子結構的兩種模型
三
原子核的構成部分
四
原子的結構
五
02
激趣導入
德謨克里特把這種物質微粒叫做“原子”，這個詞在希臘語里的意思是“不可再分割的顆粒”。盡管德謨克里特猜想的“原子”不是現代意義上的原子概念，但這是人類探索微觀世界的開始。
德謨克里特經過長期觀察，不斷地思考：
屋檐滴水時間長了，為什么能水滴石穿？
年代久遠的銅像的手被人摸多了，為什么會變小？
鐵鏟用久了，為什么會變薄？
走近花園，為什么能聞到花香？
古代的思想家曾對物質的結構做過許多猜想，其中有影響力的是古希臘的哲學家德謨克里特
02
激趣導入
我國古代思想家對物質結構曾提出過很多猜想。
早在公元前11世紀，我國古代就有一種“五行說”，認為自然界是由金、木、水、火、土五種基本物質構成的。戰國時期成書的《中庸》里寫道：“語小，天下莫能破焉。”
意思是說，世界上存在著很小很小、不可能再分割的東西。
其實，這就是原子思想的萌芽。
知識點1——物質是由分子和原子構成的
一
繼德謨克里特的猜想之后，歷史的腳步又跨越了兩千多年，化學家終于從實驗中發現，自然界中確實存在著能保持物質化學性質不變的最小微粒。1811年，意大利物理學家阿伏伽德羅首先把它叫做分子。
物理學中，把構成物質的仍能保持其化學性質不變的最小微粒叫做分子
DNA分子模型
蛋白質分子模型
水分子模型
我們常見的物質，例如固體、液體和氣體，無論大小、輕重有何不同也無論是否有生命，都是由分子構成的。
物質都是由分子構成的
一滴水
石頭
植物
人與動物
分子很小，無法用肉眼看到，甚至用普通顯微鏡也無法看到，需要用電子顯微鏡進行觀察。
研究指出，大多數分子直徑的數量級為10-10m（0.1nm）,分子的質量也很小。
單個水分子
直徑4×10-10m（0.4nm）
質量約為3×10-26kg
一滴水里面約有1021個水分子
分子的發現并沒有終止科學家探究物質結構的步伐。很快，人們發現
分子是由原子構成的
多分子原子：由多個原子構成的分子
單分子原子：由單個原子構成的分子
因此，分子保持物質化學性質的最小微粒，但不是組成物質的最小微粒
由多個原子構成的水分子、二氧化碳分子
電子顯微鏡下的金原子、鉑原子
鉑原子
金原子
知識點2——把“原子”切開
二
19世紀末，科學家用真空管進行放電實驗時，發現真空管的陰極能發出 一種射線。1897 年，英國科學家湯姆孫進行了認真的實驗研究，確定這種射線是由一種帶負電的微粒構成的， 它們來自原子的內部，他把這種微粒叫做電子
電子是比分子、原子更小的物質粒子
它的質量約為9.11×10-31kg
約等于氫原子質量的
半徑小于10-16m
它是一種帶負電的微粒
1837
1
電子的發現否定了原子不可再分的理論
原子內部有帶負電的電子，整個原子卻不對外顯示電性，并且十分穩定
原子是否還有帶正電的部分？原子內部是什么樣的？
知識點3——原子結構的兩種模型
三
湯姆孫認為，原子像一個實心球體，均勻分布著帶正電的物質，電子鑲嵌 在其中，猶如糕中的棗子，因此被稱為“棗糕模型”
這一模型很快被新的實驗事實否定
英國科學家湯姆孫
1911年，盧瑟福基于α射線（帶正電的粒子流）轟擊金箔的實驗，提出了他的原子結構模型：原子中間有一個帶正電的核，它只占有極小的體積，卻幾乎集中了原子的全部質量，帶負電的電子在核外繞核運動，這一模型被稱為“核式結構模型”
英國科學家盧瑟福
這一模型是后期人們普遍認可的原子結構，但它也并非完美
知識點4——原子核的構成部分
四
根據盧瑟福的核式結構模型，很自然會提出問題：原子核內有些什么？
科學家發現，氫原子的結構最簡單
核外只有 一個電子，如果把電子的電荷量作為 一個單位的負電荷量，則氫原子核的電荷量便是一 個單位的正電荷量
這種具有單位正電荷量的氫原子核叫做質子
實驗表明，質子不僅是氫原子的核，也是其他任何原子核的構成部分
質子
中子
1932年，英國物理學家查德威克從實驗中發現，原子核中還有一種不帶電的粒子，它的質量跟質子差不多，這種粒子叫做中子
質子和中子統稱核子
核子
知識點5——原子的結構
五
現在，我們知道
原子
原子核
核外電子(不帶電)
質子（帶正電）
中子（不帶電）
原子是由原子核和核外帶負電的電子構成的
原子核是由帶正電的質子和不帶電的中子構成的
既然原子核也是有結構的，那么，質子和中子能不能再分呢？
質子、中子也有內部結構，它們是由一種叫做夸克的更小微粒構成的。
夸克
夸克
17世紀以來，人們對物質結構的探索日益深入，人們認識到的微觀世界的尺度大致如圖所示
而我們目前所知的原子結構關系也如下圖所示
04
課堂小結
物質是由分子和原子構成的
原子的結構
核外電子（帶負電）
原子核
中子（不帶電）
質子（帶正電）
合稱質子，都是由夸克組成
原子的結構兩種模型
探索微觀
湯姆生——棗糕模型（被否定）
盧瑟福——核式結構模型（普遍認可）
05
隨堂練習
1、下列說法中，正確的是（　　）
A．空氣中細小的灰塵就是分子
B．大霧天，我們看到空氣中許多極小的小水珠就是一個個水分子
C．由于分子非常小，人們無法直接用肉眼進行觀察
D．將一鐵塊銼成極細的鐵粉就是鐵分子
D
2、下列關于構成物質的微粒的敘述錯誤的是（　　）
A．保持水的化學性質的最小微粒是水分子
B．湯姆生發現電子，說明原子是可分的
C．原子可以分為質子和中子
D．電子的尺度小于質子的尺度
C
3、在探究微小粒子的過程中，人們認識到“原子是有結構的”，這是源于發現了（　　）
A．α粒子 B．質子 C．中子 D．電子
D
4、2025年3月11日，我國宣布“冰上絲綢之路”——北極航道正式通航，船員工作之余，還可以欣賞極光。極光是由太陽風中的高能帶電粒子與地球大氣中的分子或原子相互作用而產生的一種發光現象，這種高能帶電粒子可能是（　　）
A．分子 B．原子 C．中子 D．質子
05
隨堂練習
D
5、科學家近期發現，人體通過腎臟能排出140nm的鐵氧化物和納米粒子組群。140nm等于（　　）
A．1.4×10﹣10m B．1.4×10﹣9m
C．1.4×10﹣8m D．1.4×10﹣7m
D
6、如圖所示，甲、乙表示氧原子及其組成粒子的結構圖。氧原子和各粒子分別用a到e符號表示，則（　　）
A．a表示氧原子核 B．b表示氧原子
C．c表示電子 D．d表示夸克
C
10、人類對物質結構的認識是不斷進步的，　 在1889年發現電子，認識到原子是可分的，進而提出原子結構的“棗糕”模型（如圖甲）；1911年，　 通過實驗發現原子核的存在，進而建立類似行星繞日結構（如圖乙）的　 結構模型。
05
隨堂練習
7、“一尺之棰，日取具半，萬世不竭”承載著中國古代物質無限可分的思想。常見的物質都是由大量　 組成的，分子由原子構成，原子由　 　 和原子核構成。
分子、原子
8、我國從2011年12月份開始，發布主要城市空氣質量指數中的PM2.5監測數據，PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5　 （填長度單位符號）的顆粒物，也稱為可入肺顆粒物，由此可判斷PM2.5顆粒 單個分子。（選填“是”或“不是”）
9、分子由原子構成，原子由帶　 電荷的原子核和帶　 電荷的核外電子組成，它們所帶的電荷數　 （填“相同”或“不同”），因而原子對外不顯電性。
核外電子
μm
不是
正
負
相同
湯姆生
盧瑟福
核式
11、人類對原子結構的認識永無止境。請根據所學知識回答下列問題。
（1）道爾頓最早提出原子的概念并認為原子是“不可再分的實心球體”，1897年，湯姆生發現了　 ，說明了原子是　 ；
（2）盧瑟福進行α粒子散射實驗后，認為原子是“行星模型”。如圖甲是盧瑟福用α粒子轟擊原子而產生散射的實驗，在分析實驗結果的基礎上，他提出了圖乙所示的原子核式結構，盧瑟福的這一研究過程是一個　 。
A．建立模型的過程
B．得出結論的過程
C．提出問題的過程
D．驗證證據的過程
05
隨堂練習
電子
可分的
A
12、如圖所示是盧瑟福進行的α粒子散射實驗，結果發現，絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進，但是有少數α粒子卻發生了較大的偏轉，并且有極少數的α粒子偏轉超過90°，有的甚至幾乎達到180°，像是被金箔彈了回來。
（1）根據實驗現象，盧瑟福提出：“原子的大部分質量集中到了一個很小的結構上”，這個“很小的結構”指的是　 ；
（2）1μm金箔包含了3000層金原子，絕大多數α粒子穿過后方向不變，下列有關該現象的解釋中合理的是　 ；
A．原子的質量是均勻分布的 B．原子內部絕大部分空間是空的
（3）由圖分析可得α粒子帶　 （選填“正電”或“負電”）。
05
隨堂練習
原子核
B
正電
13、組成物體的分子很小，肉眼是看不見的，但我們可以通過身邊的器材用油膜法來估測分子的直徑。實驗步驟和原理如下：
（1）實驗的研究對象是油酸分子，我們在實驗前可以通過注射器測量出每一滴油酸的體積為7.5×10-6cm3。
（2）把一滴油酸滴入盛水的淺盤里，待水面穩定后，將玻璃板放在淺盤上，在玻璃板上描出油膜的輪廓。隨后把玻璃板放在坐標紙上，其形狀如圖甲所示，坐標紙中正方形方格的邊長為1.5cm。我們可以數出輪廓內的方格數（未滿半格的不計入個數，超過半格的算一格），從而估測出油膜的面積是　 cm2（結果保留3位有效數字）。
（3）如圖乙所示，假設這層油膜是由每個油酸分子緊密排列組成的，則我們就可以估測出油酸分子的直徑大約為　 m（結果保留2位有效數字）。
05
隨堂練習
128
5.9×10﹣10
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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