Hành tinh nguyên tử, còn gọi là mẫu hành tinh nguyên tử hay mô hình nguyên tử Rutherford, là một mô hình về nguyên tử được nhà vật lý người New Zealand là Ernest Rutherford [1871–1937] đưa ra sau năm 1911.
Trong mẫu hành tinh nguyên tử, hạt nhân mang điện tích dương rất nhỏ bé, tập trung phần lớn khối lượng của nguyên tử ở trung tâm; còn các điện tử mang điện tích âm quay chung quanh hạt nhân trên các quỹ đạo giống như các hành tinh quay chung quanh Mặt Trời.
Bài chi tiết: Thí nghiệm Rutherford
Trước năm 1911, nguyên tử được cho là có cấu trúc tuân theo mô hình mứt mận của J. J. Thomson, gồm các hạt tích điện dương đan xen với các electron, tạo thành một hỗn hợp tương tự như thành phần của mứt mận [Plum pudding model].
Năm 1909, theo sự chỉ đạo của Rutherford, Hans Geiger và Ernest Marsden tiến hành thí nghiệm, mà sau này gọi là thí nghiệm Rutherford, tại Đại học Manchester[1]. Họ chiếu dòng hạt alpha vào các lá vàng mỏng và đo số hạt alpha bị phản xạ, truyền qua và tán xạ. Họ khám phá ra một phần nhỏ các hạt alpha đã phản hồi lại.
Nếu cấu trúc nguyên tử có dạng như mô hình "mứt mận" thì sự phản hồi xảy ra rất yếu, do nguyên tử là môi trường trộn lẫn giữa điện tích âm [của điện tử] và điện tích dương [của proton], trung hòa điện tích và gần như không có lực tĩnh điện giữa nguyên tử và các hạt alpha.
Năm 1911, Rutherford giải thích kết quả thí nghiệm[2], với giả thiết rằng nguyên tử chứa một hạt nhân mang điện tích dương nhỏ bé trong lõi, với những điện tử mang điện tích âm khác chuyển động xung quanh nó trên những quỹ đạo khác nhau, ở giữa là những khoảng không. Khi đó, hạt alpha khi nằm bên ngoài nguyên tử không chịu lực Coulomb, nhưng khi đến gần hạt nhân mang điện dương trong lõi thì bị đẩy do hạt nhân và hạt alpha đều tích điện dương. Do lực Coulomb tỷ lệ nghịch với bình phương khoảng cách nên hạt nhân cần có kích thước nhỏ để đạt lực đẩy lớn tại các khoảng cách nhỏ giữa hạt alpha và hạt nhân.
Mô hình nguyên tử của Rutherford là mô hình đầu tiên đề xuất một hạt nhân nhỏ bé nằm tại tâm của nguyên tử, có thể coi là sự khai sinh cho khái niệm hạt nhân nguyên tử. Sau khám phá này, việc nghiên cứu về nguyên tử được tách ra làm hai nhánh, vật lý hạt nhân nghiên cứu về hạt nhân nguyên tử, và vật lý nguyên tử nghiên cứu cấu trúc của các electron bay quanh.
Tuy nhiên, mô hình Rutherford có cách nhìn cổ điển về các hạt electron bay trên quỹ đạo như các hành tinh bay quanh Mặt Trời; không thể giải thích được cấu trúc quỹ đạo của electron liên quan đến các quá trình hóa học; đặc biệt không giải thích được tại sao nguyên tử tồn tại cân bằng bền và electron không bị rơi vào trong hạt nhân. Mô hình này sau đó được thay thế bằng mô hình bán cổ điển của Niels Bohr vào năm 1913 và mô hình lượng tử về nguyên tử.
Dù cho nó không chính xác, mô hình nguyên tử Rutherford thường được dùng trong các minh họa trong các phương tiện thông tin đại chúng như là biểu tượng cho nguyên tử. Ví dụ như mô hình này được vẽ trên cờ của Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế.
- ^ H. Geiger and E. Marsden, On a Diffuse Reflection of the α-Particles Lưu trữ 2008-04-24 tại Wayback Machine, Proceedings of the Royal Society, 1909 A vol. 82, p. 495-500
- ^ E. Rutherford, The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom, Philosophical Magazine. Series 6, vol. 21. tháng 5 năm 1911
- Thí nghiệm Rutherford
- Nguyên tử
- Hạt nhân nguyên tử
Lấy từ “//vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Hành_tinh_nguyên_tử&oldid=66267233”
bai 6 cau tao vo nguyen tu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây [103.28 KB, 4 trang ]
[1]Tuần 3: Tiết PPCT: 6. Ngày dạy:. Lớp: 10A. Bài 4: CẤU TẠO VỎ NGUYÊN TỬ I] MỤC TIÊU: 1/ Kiến thức: HS biết được: - Các electron chuyển động rất nhanh xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định, tạo nên vỏ nguyên tử - Trong nguyên tử, các electron có mức năng lượng gần bằng nhau tnì được xếp vào một lớp [K, L, M, N]. - Một lớp electron bao gồm một hay nhiều phân lớp, các electron trong mỗi phân lớp có mức năng lượng bằng nhau. - Số electron tối đa trong một lớp, một phân lớp 2/ Kĩ năng: - Xác định được thứ tự các electron trong nguyên tử, số phân lớp [s, p, d] trong một lớp. 3/ Thái độ: - Yêu mến các môn khoa học. - Ham muốn tìm hiểu, say mê khoa học. II] PHƯƠNG TIỆN DẠY HỌC: - Tranh vẽ mẫu hành tinh nguyên tử của Bo, Rơzơfo và obitan nguyên tử hiđro. - Giáo án giảng dạy, tài liệu, sách giáo khoa, dụng cụ lên lớp. III] HOẠT ĐỘNG DẠY HỌC: 1. Ổn định lớp: 2. Kiểm tra bài cũ: 3. Tiến trình bài dạy: Hoạt động của GV. Hoạt động của HS. * Hoạt động 1: 10 phút - GV giới thiệu: Những năm đầu của thế kỉ XX, Hs nghe giảng: người ta cho rằng các e chuyển động xung quanh hạt nhân nguyên tử theo những quỹ đạo tròn hay bầu dục , như quỹ đạo của các hành tinh chuyển động xung quanh Mặt Trời. HS: Nghiên cứu sgk và rút ra. Nội dung chính. I- Sự chuyển động của electron trong nguyên tử. Trong nguyên tử, các e chuyển động rất nhanh trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử..
[2] - GV: Cho HS quan sát sơ đồ mẫu hành tinh nguyên tử Bo, Rơzơfo và Zom-mơ-phen [H1.6] để rút ra kết luận về sự chuyển động của electron.?. các kết luận: + Mô hình này có tác dụng rất lớn đến sự phát triển lí thuyết cấu tạo nguyên tử, nhưng không đầy đủ để giải thích mọi tính chất của nguyên tử. + Ngày nay, người ta đã biết các e chuyển động rất nhanh trong khu vực xung quanh hạt nhân nguyên tử không theo những quỹ đạo xác định tạo nên vỏ nguyên tử. + Số e ở vỏ nguyên tử của một nguyên tố đúng bằng số proton trong hạt nhân nguyên tử và cũng bằng số hiệu nguyên tử [ Z] hay số thứ tự của nguyên - Gv cho vd: vỏ nguyên tố đó trong bảng tuần hoàn. tử hidro [Z=1] có 1e, vỏ - Hs trả lời: chúng phải phân của nguyên tử clo [Z=17] bố theo những quy luật nhất có 17e,.. định. Vậy, các electron được phân bố như thế nào? * Hoạt động 2: 15 phút II] Lớp electron và phân lớp GV cho HS nghiên cứu HS nghiên cứu SGK và rút ra electron: SGK sau đó yêu cầu HS các kết luận theo yêu cầu. 1.Lớp electron: rút ra các kết luận sau Các e trong nguyên tử ở trạng thái đây: Sự sắp xếp các cơ bản lần lượt chiếm các mức electron ở trạng thái cơ năng lượng từ thấp đến cao và bản và ảnh hưởng của sắp xếp thành từng lớp. lực hút hạt nhân với các Các electron ở gần hạt nhân có electron. mức năng lượng thấp, bị hạt nhân hút mạnh, muốn bứt ra khỏi GV cho HS nghiên cứu HS: các electron trên cùng nguyên tử rất khó, e xa hạt nhân tiếp các nội dung và cho một lớp có mức năng lượng hơn có mức năng lượng cao biết thêm: Lớp electron; gần bằng nhau.Xếp theo thứ tự hơn,bị hạt nhân hút yếu hơn, do cách ghi và tên gọi của mức năng lượng từ thấp đến đó dễ tách ra khỏi vỏ nguyên tử. các lớp electron trong cao, các lớp electron được ghi Các electron trên cùng một lớp có nguyên tử. bằng các số nguyên theo thứ mức năng lượng gần bằng nhau. tự n= 1,2,3,4... với tên gọi Lớp electron được ghi bằng các số nguyên theo thứ tự.
[3] K,L,M,N,.... n= 1,2,3,4... với tên gọi tương ứng K, L, M, N.... GV nhấn mạnh: số electron ở lớp vỏ nguyên tử bằng số thứ tự của Hs ghi chép. nguyên tố trong bảng tuần hoàn, các electron được xếp thành từng lớp.. Lớp e 1 2 3 4 5 6 7 [n] Tên K L M N O P Q lớp. Số electron của vỏ nguyên tử bằng số thứ tự của nguyên tố trong bảng tuần hoàn. Các electron được xếp thành từng lớp trong vỏ nguyên tử. * Hoạt động 3: 10 phút 2. Phân lớp electron - Mỗi lớp electron lại chia thành GV: Hướng dẫn HS đọc HS: Đọc SGK và rút ra nhận các phân lớp. xét. SGK để rút ra nhận xét. - Các electron trên cùng một phân lớp có mức năng lượng bằng nhau. - Các phân lớp được kí hiệu bằng chữ cái thường s, p, d, f. - Số phân lớp trong mỗi lớp bằng số thứ tự của lớp đó. +] Lớp thứ nhất [Lớp K, n = 1] có một phân lớp ,đó là phân lớp 1s +] Lớp thứ 2 [Lớp L, n = 2] có hai phân lớp , đó là phân lớp 2s và 2p. +] Lớp thứ 3 [Lớp M, n = 3] có ba phân lớp, đó là các phân lớp 3s, 3p và 3d,.. - Các e ở phân lớp s được gọi là các electron s, ở phân lớp p được gọi là các electron p… IV. CỦNG CÓ, ĐÁNH GIÁ: 6 phút - Sự chuyển động của các electron trong nguyên tử? V. DẶN DÒ: 4 phút -Về nhà học bài cũ và xem trước phần còn lại của bài. -Làm bài tập sau: 1, 2 sgk/22. VI. RÚT KINH NGHIỆM, BỔ SUNG:.
[4] .............................................................................................................................................................. ...............................................................................................................................................................
[5]