探索微观
10.1
第十章从粒子到宇宙
（沪粤版）八年级
下
物质是由分子和原子构成的
把原子“切开”
01
学习目标
原子结构的两种模型
原子核的构成部分
原子的结构
02
激趣导入
德谟克里特把这种物质微粒叫做“原子”，这个词在希腊语里的意思是“不可再分割的颗粒”。尽管德谟克里特猜想的“原子”不是现代意义上的原子概念，但这是人类探索微观世界的开始。
德谟克里特经过长期观察，不断地思考：
屋檐滴水时间长了，为什么能水滴石穿？
年代久远的铜像的手被人摸多了，为什么会变小？
铁铲用久了，为什么会变薄？
走近花园，为什么能闻到花香？
古代的思想家曾对物质的结构做过许多猜想，其中有影响力的是古希腊的哲学家德谟克里特
02
激趣导入
我国古代思想家对物质结构曾提出过很多猜想。
早在公元前11世纪，我国古代就有一种“五行说”，认为自然界是由金、木、水、火、土五种基本物质构成的。战国时期成书的《中庸》里写道：“语小，天下莫能破焉。”
意思是说，世界上存在着很小很小、不可能再分割的东西。
其实，这就是原子思想的萌芽。
知识点1——物质是由分子和原子构成的
继德谟克里特的猜想之后，历史的脚步又跨越了两千多年，化学家终于从实验中发现，自然界中确实存在着能保持物质化学性质不变的最小微粒。1811年，意大利物理学家阿伏伽德罗首先把它叫做分子。
物理学中，把构成物质的仍能保持其化学性质不变的最小微粒叫做分子
DNA分子模型
蛋白质分子模型
水分子模型
我们常见的物质，例如固体、液体和气体，无论大小、轻重有何不同也无论是否有生命，都是由分子构成的。
物质都是由分子构成的
一滴水
石头
植物
人与动物
分子很小，无法用肉眼看到，甚至用普通显微镜也无法看到，需要用电子显微镜进行观察。
研究指出，大多数分子直径的数量级为10-10m（0.1nm）,分子的质量也很小。
单个水分子
直径4×10-10m（0.4nm）
质量约为3×10-26kg
一滴水里面约有1021个水分子
分子的发现并没有终止科学家探究物质结构的步伐。很快，人们发现
分子是由原子构成的
多分子原子：由多个原子构成的分子
单分子原子：由单个原子构成的分子
因此，分子保持物质化学性质的最小微粒，但不是组成物质的最小微粒
由多个原子构成的水分子、二氧化碳分子
电子显微镜下的金原子、铂原子
铂原子
金原子
知识点2——把“原子”切开
19世纪末，科学家用真空管进行放电实验时，发现真空管的阴极能发出一种射线。1897年，英国科学家汤姆孙进行了认真的实验研究，确定这种射线是由一种带负电的微粒构成的，它们来自原子的内部，他把这种微粒叫做电子
电子是比分子、原子更小的物质粒子
它的质量约为9.11×10-31kg
约等于氢原子质量的
半径小于10-16m
它是一种带负电的微粒
电子的发现否定了原子不可再分的理论
原子内部有带负电的电子，整个原子却不对外显示电性，并且十分稳定
原子是否还有带正电的部分？原子内部是什么样的？
知识点3——原子结构的两种模型
汤姆孙认为，原子像一个实心球体，均匀分布着带正电的物质，电子镶嵌在其中，犹如糕中的枣子，因此被称为“枣糕模型”
这一模型很快被新的实验事实否定
英国科学家汤姆孙
1911年，卢瑟福基于α射线（带正电的粒子流）轰击金箔的实验，提出了他的原子结构模型：原子中间有一个带正电的核，它只占有极小的体积，却几乎集中了原子的全部质量，带负电的电子在核外绕核运动，这一模型被称为“核式结构模型”
英国科学家卢瑟福
这一模型是后期人们普遍认可的原子结构，但它也并非完美
知识点4——原子核的构成部分
根据卢瑟福的核式结构模型，很自然会提出问题：原子核内有些什么？
科学家发现，氢原子的结构最简单
核外只有一个电子，如果把电子的电荷量作为一个单位的负电荷量，则氢原子核的电荷量便是一个单位的正电荷量
这种具有单位正电荷量的氢原子核叫做质子
实验表明，质子不仅是氢原子的核，也是其他任何原子核的构成部分
质子
中子
1932年，英国物理学家查德威克从实验中发现，原子核中还有一种不带电的粒子，它的质量跟质子差不多，这种粒子叫做中子
质子和中子统称核子
核子
知识点5——原子的结构
现在，我们知道
原子
原子核
核外电子(不带电)
质子（带正电）
中子（不带电）
原子是由原子核和核外带负电的电子构成的
原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成的
既然原子核也是有结构的，那么，质子和中子能不能再分呢？
质子、中子也有内部结构，它们是由一种叫做夸克的更小微粒构成的。
夸克
夸克
17世纪以来，人们对物质结构的探索日益深入，人们认识到的微观世界的尺度大致如图所示
而我们目前所知的原子结构关系也如下图所示
04
课堂小结
物