Content text VẬT LÝ 12 CTST -HS- BÀI 14. HẠT NHÂN VÀ MÔ HÌNH NGUYÊN TỬ.pdf
BÀI 14. HẠT NHÂN VÀ MÔ HÌNH NGUYÊN TỬ Mô hình nguyên tử của Thomson: Nguyên tử giống như một chiếc bánh ngọt có mận khô bên trong, các mẩu mận khô biểu diễn các (1)............... mang điện tích (2)............... có khối lượng và kích thước rất (3)............... so với nguyên tử. Phần còn lại của bánh biểu diễn phần còn lại của nguyên tử mang điện tích (4)..............., nặng (5)............... nguyên tử và chiếm gần như toàn bộ không gian nguyên tử. Mô hình nguyên tử của Rutherford: - Thí nghiệm tán xạ hạt alpha Năm 1911, Ernest Rutherford phát hiện (1)............... khi thực hiện thí nghiệm bắn phá một lá vàng mỏng bằng chùm hạt alpha phát ra từ (2)............... . Ernest Rutherford Hình vẽ phối cảnh Hình vẽ mặt cắt Thí nghiệm về tán xạ hạt alpha Rutherford dùng một nguồn (3)..............., cụ thể là radium, đặt trong một hộp bằng chì có khe hở hẹp để tạo ra (4)............... nhỏ. Ông bắn chùm hạt alpha vào một lá vàng cực mỏng sao cho nó có thể xem như một lớp nguyên tử vàng. Sau lá vàng ông đặt một màn chắn huỳnh quang hình vòng cung phủ hợp chất (5)............... (ZnS). Hợp chất này sẽ phát sáng khi (6)............... với các hạt tích điện – trong thí nghiệm này là (7)............... . Dựa vào vị trí xuất hiện những (8)..............., Rutherford nhận thấy đa số (9)............... bay xuyên qua lá vàng mỏng với hướng di chuyển (10)............... . Một số hạt alpha bị lệch hướng, chứng tỏ có (11)............... trước khi bay ra khỏi lá vàng. Có một số rất ít hạt alpha bật ngược trở lại với góc tán xạ lớn hơn 90 độ do va chạm trực diện với một vật mang khối lượng nào đó. “Điều này giống như bạn bắn súng vào một tờ giấy mỏng và thấy vài viên đạn quay ngược về phía bạn”, Rutherford mô tả lại kết quả thí nghiệm một cách đầy hình tượng. Rutherford cho rằng một số hạt alpha bị (12)............... do chịu tác động của một lượng lớn (13)............... tập trung trong một không gian rất nhỏ ở trung tâm nguyên tử vàng. Các electron của nguyên tử quay quanh (14)..............., giống như các hành tinh quay quanh Mặt trời. Phần lõi này được gọi là (15)............... . Rutherford thực hiện các phép toán để ước lượng (16)............... của hạt nhân. Ông nhận thấy nó chỉ lớn bằng khoảng (17)............... kích thước nguyên tử. Do đó, nguyên tử chủ yếu là (18)............... . - Mô hình nguyên tử của Rutherford: Rutherford đề xuất mô hình hành tinh nguyên tử với nội dung cơ bản như sau: (1) Nguyên tử gồm (19)............... chiếm thể tích cực (20)............... ở chính giữa, tại đó tập trung điện tích (21)............... và gần như toàn bộ khối lượng nguyên tử, (2) Xung quanh hạt nhân có các (22)............... chuyển động theo quỹ đạo giống như các hành tinh quay quanh Mặt trời. GIỚI THIỆU VỀ THÍ NGHIỆM TÁN XẠ HẠT ALPHA
BẰNG CHỨNG Thí nghiệm với (21)............... và phát hiện ra (22)..............., một loại hạt nhỏ hơn nhiều so với nguyên tử. Thompson nhận ra rằng nguyên tử không thể là hạt cơ bản không thể chia cắt như người ta từng nghĩ. Thí nghiệm tán xạ hạt alpha: Bắn các (23)............... vào một lá vàng mỏng và quan sát sự (24)............... của chúng. Rutherford nhận ra rằng phần lớn khối lượng của nguyên tử tập trung ở một (25)............... nhỏ, tích điện dương. Quang phổ của hydro: Mô hình của Bohr đã giải thích chính xác các (26)............... của nguyên tử hydro bằng cách sử dụng các (27)............... rời rạc của các electron. Giải thích chính xác các vạch quang phổ của các nguyên tử và phân tử phức tạp. - Các thí nghiệm tán xạ và (28)............... phù hợp với dự đoán của mô hình cơ học lượng tử. HẠN CHẾ - Không thể giải thích tại sao các (29)............... không bị hút vào trung tâm tích điện dương của nguyên tử. - Không giải thích được hiện tượng (30)............... . - Không giải thích được tính (31)............... của nguyên tử. - Không giải thích được các mức năng lượng của electron và sự tạo thành quang phổ vạch. - Gặp khó khăn khi áp dụng cho các nguyên tử phức tạp có nhiều (32)............... . - Thiếu cơ sở lý thuyết của vật lý lượng tử hiện đại - Khó hình dung hơn các mô hình cổ điển như của Bohr hay Rutherford vì nó dựa trên xác suất và (33)............... . Cấu tạo hạt nhân: Cấu tạo hạt nhân Silic gồm 14 neutron và 14 proton Hạt nhân của nguyên tử nào có kí hiệu (1)............... với kí hiệu của nguyên tử đó. Tổng quát A ZX Trong đó Z là số (2)............... ; A là số (3)............... của nguyên tử; X là kí hiệu của nguyên tố. Cấu tạo hạt nhân: Hạt nhân A ZX gồm Z proton mang điện tích dương và (A – Z) neutron không mang điện. Proton và neutron gọi chung là (4)............... . Hạt nhân có (5)............... nucleon. Điện tích của hạt nhân là +Ze HẠT NHÂN CỦA NGUYÊN TỬ
Đồng vị: Đồng vị là những nguyên tử có (6)...................................→ số khối A cũng khác nhau. Những hạt nhân đồng vị có tính chất (7)............... hoàn toàn giống nhau nhưng tính chất (8)............... thì khác nhau. Đồng khối là những nguyên tử có (9).................................................... . Hydrogen có (10)............... đồng vị đó là hydrogen thường 1 1H, hydrogen nặng hay còn gọi là hạt deuterium 2 1H (hay 2 1D) và hydrogen siêu nặng hay còn gọi là hạt (11)............... 3 1H (hay 3 1T). Số khối trung bình 1 1 2 2 3 3 n n 1 n x A x A x A ... x A A 100 x ... x 100% + + + + = + + = Trong đó 1 2 3 n x x x , , ,..., x là tỉ lệ phần trăm của đồng vị A , A , A ,..., A . 1 2 3 n Ví dụ: Trong tự nhiên clo có 2 đồng vị là 35 17Cl chiếm 75, 4% và 37 17Cl chiếm 24,6% thì clo có số khối trung bình là Cl 75,4.35 24,6.37 A 35,5. 100 + = = Đơn vị khối lượng hạt nhân: 1 amu = 1 12 khối lượng nguyên tử đồng vị 12 6C (amu viết tắt là u). 27 2 MeV 1 amu 1,66054.10 kg 931,5 . c − = = Bán kính hạt nhân: Công thức tính bán kính hạt nhân 1 R 1, 2.10 A m −15 3 = Hạt quark: Hạt nucleon vẫn chưa phải là hạt (12)............... , còn có các hạt nhỏ bé hơn cấu tạo lên các nucleon gọi là hạt (13)............... . Tinh thể 10-2 m Phân tử 10-9 m Nguyên tử 10-10 m Hạt nhân 10-14 m Proton 10-15 m Electron 10-18 m Kích thước của một số hạt vi mô