第十章

從粒子到宇宙第1節(jié)

探索微觀1.知道物質(zhì)都是由分子組成；2.知道分子是保持物質(zhì)化學性質(zhì)不變的最小微粒；3.知道分子由原子組成，了解原子結(jié)構(gòu)的兩種模型；4.掌握原子的結(jié)構(gòu)；5.知道原子核的結(jié)構(gòu)。為什么會“水滴石穿”？年代久遠的銅像的手為什么會變小？知識點一：關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的猜想為什么鐵鏟用久會變薄？當人走近花園時，為什么很遠就能聞到花香？

古希臘的哲學家德謨克里特，通過不斷觀察這些現(xiàn)象，不斷思考。他認為，石塊銅像的手、花粉.....他們都是很微小地一點一點散失的。因此，他猜想，大塊物體是由極小的物質(zhì)粒子組成的。

德謨克里特把這鐘物質(zhì)叫做“原子”，這個詞的意思是“不可再分割的顆粒”。德謨克里特

我國古代思想家對物質(zhì)結(jié)構(gòu)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(zhì)構(gòu)成的。戰(zhàn)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。知識點二：物質(zhì)是由分子和原子構(gòu)成的1811年，意大利物理學家阿伏伽德羅首先把自然界中保持物質(zhì)化學性能不變的最小微粒叫做分子。我們常見的物體，例如固體、液體或氣體，無論大小、輕重有何不同，也無論是否有生命，都是由分子組成的。DNA（脫氧核糖核酸大分子結(jié)構(gòu)圖）大多數(shù)分子直徑尺度的數(shù)量級為10-10m(0.1nm)。10-10m=0.1nm分子質(zhì)量也很小，如一個水分子的質(zhì)量為3×10-26kg。

分子不是組成物質(zhì)的最小微粒，還可以再分割;

19世紀初，英國科學家道爾頓證明了原子的存在。道爾頓例如，一個水分子由一個氧原子和兩個氫原子組成,一個二氧化碳分子由一個碳原子和兩個氧原子組成。大多數(shù)的分子是由多個原子組成的，叫做多原子分子。

有些分子是由單個原子構(gòu)成的，叫做單原子分子。鐵、銅、金、鉑等大多數(shù)金屬，它們的分子也就是原子。還有比原子更小的粒子嗎？思考19世紀末，科學家用真空管進行放電實驗時，發(fā)現(xiàn)真空管的陰極能發(fā)出一種射線。1897年，英國科學家湯姆孫（J.J.Thomson，1856—1940）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(gòu)成的，它們來自原子的內(nèi)部，他把這種微粒叫做電子。知識點三：把原子“切開”

電子的發(fā)現(xiàn)否定了原子不可再分的神話，使人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)有了更深入的認識原子是否還再分？思考知識點四：原子結(jié)構(gòu)的兩種模型

電子、原子都很小，無法用儀器對他們直接觀察，只能借助實驗，利用已有知識，通過想象、類比等方法，構(gòu)建出他們的模型。其中最有影響的是湯姆孫和他的學生盧瑟福提出的兩種原子結(jié)構(gòu)模型。湯姆孫”棗糕模型

湯姆孫認為，原子像一個實心球體，均勻分布著帶著正電的粒子，電子鑲嵌在其中，猶如糕中的棗兒，因此被稱為“棗糕模型”。α粒子散射實驗1911年，盧瑟福和他的助手進行了α粒子散射實驗盧瑟福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(jié)構(gòu)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(zhì)量，帶負電的電子在核外繞核運動，這一模型被稱為“核式結(jié)構(gòu)模型”。盧瑟福(1871-1937)α粒子散射實驗示意圖盧瑟福的“核式模型”否定了湯姆孫的“棗糕模型”，但是它也并不是完美的。現(xiàn)代社會更認可的“電子云模型”知識點五：原子核的構(gòu)成部分

科學家發(fā)現(xiàn)，氫原子結(jié)構(gòu)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(zhì)子。實驗表明，質(zhì)子是原子核的組成部分。氫原子結(jié)構(gòu)圖

英國物理學家查德威克發(fā)現(xiàn)原子核中還有一種不帶電的粒子，它的質(zhì)量跟質(zhì)子差不多，這種粒子叫做中子。

質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子。原子核中的質(zhì)子和中子的數(shù)目稱為核子數(shù)。各種元素原子核的質(zhì)子數(shù)和核子數(shù)一般是不同的。查德威克知識點六：原子的結(jié)構(gòu)

原子中央有一個很小的原子核；電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)。

原子核是由質(zhì)子和中子組成的，質(zhì)子帶正電，中子不帶電。

質(zhì)子和中子的質(zhì)量差不多。

進一步的研究表明，大多數(shù)原子的直徑約為10-10m，而原子核的直徑只有10-15～10-14m。如果把原子想象成籃球一樣大，那么原子核就比一粒細沙子還小。

通過進一步探索發(fā)現(xiàn)，科學界已普遍確認質(zhì)子、中子等也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)，它們是一種叫做夸克的更小微粒組成的。

從17世紀開創(chuàng)近代物理后的幾百年來，人們對物質(zhì)結(jié)構(gòu)的探索日益深入。人們認識到的微觀世界的尺度1.刮大風時塵埃在空中飛舞，對于塵埃，下列說法正確的是（）A．它和一個分子差不多大小B．可以借助光學顯微鏡觀察到塵埃分子C．它的直徑大約為10-10mD．它是由許多分子構(gòu)成的D2.關(guān)于盧瑟福提出的原子結(jié)構(gòu)的核式模型，下列說法中正確的是（

）A.原子是由原子核和中子組成的B.原子是由原子核和核外電子組成的C.原子是由質(zhì)子和中子組成的D.原子的質(zhì)量幾乎集中在原子核外B3.大千世界，從宏觀到微觀，從天體到原子，似乎都有那