Физика, полный курс для 9 класса

Урок по теме 

Строение атома

1. Атом – мельчайшая частица вещества

Атомы — это мельчайшие частицы, из которых состоят все вещества. Долгое время считалось, что атомы неделимы, но эксперименты конца XIX – начала XX века доказали, что они имеют сложное строение.

2. Исторические модели атома

Модель Томсона («Пудинг с изюмом»)

В 1897 году Дж. Дж. Томсон открыл электрон и предложил первую модель атома:

• Атом — положительно заряженная сфера, в которую вкраплены электроны (как изюм в пудинге).

• Общий заряд атома нейтрален.

Недостаток модели: Не могла объяснить результаты опытов Резерфорда.

Опыт Резерфорда (1911 г.)

Эрнест Резерфорд провел эксперимент с α-частицами и золотой фольгой:

1. Пучок α-частиц направляли на тонкую золотую фольгу.

2. Большинство частиц проходило сквозь фольгу → атом в основном пустой.

3. Некоторые частицы резко отклонялись → в центре атома есть плотное положительное ядро.

Планетарная модель атома Резерфорда

На основе опыта Резерфорд предложил новую модель:

• В центре атома — ядро (положительно заряженное, очень плотное).

• Вокруг ядра по орбитам движутся электроны (как планеты вокруг Солнца).

Проблема модели: Согласно классической электродинамике, электрон должен терять энергию и падать на ядро, но этого не происходит.

Модель Бора (1913 г.)

Нильс Бор усовершенствовал модель Резерфорда:

• Электроны движутся по стационарным орбитам без излучения энергии.

• Излучение или поглощение энергии происходит только при переходе электрона между уровнями.

3. Современные представления о строении атома

Атом состоит из:

1. Ядра (99,9% массы атома):

   • Протоны (p⁺) — заряжены положительно.

   • Нейтроны (n⁰) — не имеют заряда.

2. Электронной оболочки:

   • Электроны (e⁻) — движутся вокруг ядра, заряжены отрицательно.

Основные характеристики атома:

• Заряд ядра (Z) = числу протонов = порядковому номеру в таблице Менделеева.

• Массовое число (A) = число протонов (Z) + число нейтронов (N).

• Число электронов = числу протонов (в нейтральном атоме).

Пример:
Атом углерода ${}_6^{12}\text{C}$:

• Z = 6 (протоны),

• A = 12 ⇒ N = 12 – 6 = 6 (нейтроны),

• e⁻ = 6 (электроны).

4. Выводы

1. Атом состоит из ядра и электронной оболочки.

2. Ядро содержит протоны и нейтроны, электроны движутся вокруг него.

3. Опыт Резерфорда доказал существование ядра.

4. Современная модель атома основана на квантовой теории.

Вопросы для самоконтроля:

1. Какие частицы входят в состав атома?

2. Почему модель Томсона была отвергнута?

3. Какой эксперимент доказал планетарную модель атома?

4. Как определить число нейтронов в атоме?

Задачи:

1. Сколько протонов, нейтронов и электронов в атоме кислорода ${}_8^{16}\text{O}$?

2. Чем отличается модель Бора от модели Резерфорда?

(Иллюстрации: схема опыта Резерфорда, планетарная модель атома, таблица элементов с обозначением Z и A.)