Модели атома

Содержание и основные понятия

Опыт Резерфорда показал, что положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в малом ядре, а электронная оболочка занимает основной объём.
ФГОС · 9 класс
ФОП · базовый уровень
интерактивная модель
атом
ядро
электрон
протон
нейтрон
изотоп
01
Физическая картина
Что происходит и какие границы имеет модель.
Главная идея
Опыт Резерфорда показал, что положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в малом ядре, а электронная оболочка занимает основной объём.
Большинство альфа-частиц проходит сквозь фольгу почти без отклонения — атом в основном пуст.
Редкие сильные отклонения указывают на компактное положительное ядро.
Современная квантовая модель описывает вероятности, а не классические орбиты электронов.
Как рассуждать
Сначала назовите систему и взаимодействия, затем выберите величины и только после этого записывайте закон. Формула работает в пределах допущений модели.
02
Законы и величины
Символы следует читать как связь величин, а не как рецепт подстановки.
Z
=
N
p
Z=N_p
Z
=
N
p
​
зарядовое число
A
=
Z
+
N
A=Z+N
A
=
Z
+
N
массовое число
Разбор ситуации
Изотопы одного элемента имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов и поэтому разные массовые числа.
04
Связи и применение
В реальном мире
Изотопы одного элемента имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов и поэтому разные массовые числа.
Проверка модели
Сравнивайте предсказание с наблюдением, оценивайте единицы, порядок величины и влияние неучтённых факторов. Расхождение не всегда означает ошибку закона: часто идеализация перестаёт быть достаточной.
Ц
Что нужно понимать
Результат 1
Объяснять физический смысл темы «Модели атома» через модель, а не только через формулу.
Результат 2
Различать и корректно использовать термины: атом, ядро, электрон.
Результат 3
Указывать условия применимости закона, проверять единицы и предельные случаи.
Т
Термины темы
Определение должно указывать физический смысл, а не заменяться бытовым синонимом.
атом
Электрически нейтральная система из положительного ядра и электронной оболочки.
ядро
Центральная часть атома, состоящая из протонов и нейтронов и содержащая почти всю его массу.
электрон
Стабильная элементарная частица с отрицательным элементарным электрическим зарядом.
протон
Положительно заряженный нуклон, заряд которого по модулю равен заряду электрона.
нейтрон
Электрически нейтральный нуклон, входящий вместе с протонами в состав атомных ядер.
изотоп
Разновидность элемента с тем же числом протонов, но другим числом нейтронов.
Ф
Происхождение и вывод формул
Фундаментальный закон нельзя «доказать» алгеброй: для каждой записи указано, является ли она определением, экспериментальным законом или следствием модели.
Z
=
N
p
Z=N_p
Z
=
N
p
​
следствие модели
Зарядовое число.
Ниже показано, из какого определения, опыта или закона возникает эта запись и где она применима.
q
ядра
=
N
p
e
q_{\text{ядра}}=N_p e
q
ядра
​
=
N
p
​
e
Каждый протон несёт положительный элементарный заряд e, поэтому заряд ядра определяется числом протонов.
q
ядра
=
Z
e
q_{\text{ядра}}=Ze
q
ядра
​
=
Z
e
Зарядовое число Z вводят как число элементарных положительных зарядов ядра.
Z
e
=
N
p
e
⇒
Z
=
N
p
Ze=N_pe\Rightarrow Z=N_p
Z
e
=
N
p
​
e
⇒
Z
=
N
p
​
Сопоставление двух записей даёт определительное равенство зарядового числа и числа протонов.
Условия:
Атомное ядро; N_p — целое число протонов, Z — порядковый номер химического элемента.
Контроль:
Размерности обеих частей должны совпадать; результат проверяют на знак, порядок и предельный случай.
A
=
Z
+
N
A=Z+N
A
=
Z
+
N
определение
Массовое число.
Ниже показано, из какого определения, опыта или закона возникает эта запись и где она применима.
N
нуклонов
=
N
p
+
N
n
N_{\text{нуклонов}}=N_p+N_n
N
нуклонов
​
=
N
p
​
+
N
n
​
Ядро состоит из нуклонов двух видов: протонов и нейтронов.
A
≡
N
нуклонов
,
Z
=
N
p
,
N
=
N
n
A\equiv N_{\text{нуклонов}},\quad Z=N_p,\quad N=N_n
A
≡
N
нуклонов
​
,
Z
=
N
p
​
,
N
=
N
n
​
Массовое число A вводят как общее число нуклонов; Z и N обозначают числа протонов и нейтронов.
A
=
Z
+
N
A=Z+N
A
=
Z
+
N
Подстановка обозначений даёт определительную связь, не являющуюся приближением массы ядра в килограммах.
Условия:
Конкретный нуклид; A, Z и N — неотрицательные целые счётные числа, причём A не равно точной относительной атомной массе.
Контроль:
Размерности обеих частей должны совпадать; результат проверяют на знак, порядок и предельный случай.
!
Границы модели и типичные ошибки
Ошибка: забыть условие модели
Нельзя переносить формулу на любую ситуацию только из-за совпадения букв. Ключевое условие этой темы: Большинство альфа-частиц проходит сквозь фольгу почти без отклонения — атом в основном пуст.
Как проверить рассуждение
Редкие сильные отклонения указывают на компактное положительное ядро. Затем проверьте единицы, направление векторов и поведение результата при нулевом или очень большом параметре.
Σ
Вывод по теме
Модели атома
Опыт Резерфорда показал, что положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в малом ядре, а электронная оболочка занимает основной объём.
Большинство альфа-частиц проходит сквозь фольгу почти без отклонения — атом в основном пуст.
Редкие сильные отклонения указывают на компактное положительное ядро.
Любой численный результат сопровождается единицей, знаком и объяснением его физического смысла.
Содержание сверено с ФРП по физике ООО/СОО 2025 года и тематикой действующих линий ФПУ: И. М. Пёрышкин и соавторы (7–9), Г. Я. Мякишев и соавторы (10–11); углубления — с линиями «Инженеры будущего» и В. А. Касьянова. Формулировки оригинальные, тексты учебников не воспроизводятся.