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1、1.1 从葡萄干面包原子模型 到原子结构的行星模型,第一章打开原子世界的大门,“非半弗,则不动,说在端”,一.从古典原子论到葡萄干面包模型,“一尺之棰,日取其半,万世不竭”,惠施即惠子,1.我国战国时期,墨翟即墨子,万物是由大量的不可分割的极小微粒构成的,即由“原子”构成,物质只能分割到原子为止。,德谟克利特,2.公元前5世纪,2、德谟克利特 :古希腊哲学家 古典原子论,英国 物理学家和化学家 , 近代原子论,近代化学之父,道尔顿,3.十九世纪初,道尔顿,1803年,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体。,道尔顿的原子论: 化学元素均由不可再分的微粒构成,这种
2、微粒称为原子; 原子在一切化学变化中均保持其不可再分性; 同一元素的原子在质量和性质上都相同,不同元素的原子在质量和性质上都不相同; 不同元素化合时,这些元素的原子按简单整数比结合成化合物,阿伏伽德罗提出了分子学说,其基本论点是: (1)许多气体分子是由两个原子组成的,如氧气、氮气,它们绝非是单原子的。 (2)在同温、同压下,同体积的气体有同数个分子。,1904, J.J.Thomson,1897年,J.J.Thomson 发现了原子中存在电子,人们认识到原子是由更小的微粒构成的,汤姆逊的原子模型葡萄干面包模型,原子是一个小球体,内部充满均匀分布的带正电的流体,球内液体中掺杂有若干电子,这些电
3、子等间隔地排列在与正电球同心的圆周上,并以一定的速度作圆周运动。电子的总电量与液体的总电量等值反号,原子对外显电中性。,二、从X射线到元素放射性的发现,X射线的发现1895年伦琴天然放射性的发现 1896年贝克勒尔(暗示出原子也存在内部结构)电子的发现1897年汤姆逊(明确地揭示了原子是可分割的)粒子的发现1905年卢瑟福 (进一步揭示了原子的内部结构),5.十九世纪末,伦琴 德国物理学家 发现X射线,6. 十九世纪末,贝克勒尔 法国 物理学家 发现铀的放射性,电子的发现和元素的放射性现象说明了原子不是不可再分的微粒,原子还可以再分,原子是有结构的。,卢瑟福 英国物理学家 1.射线(带正电)
4、粒子:氦原子失去电子后的正离子(He2+) 射线(带负电) 电子流 2.做了著名的: 粒子散射实验 3.提出“原子结构的行星模型”,7.二十世纪初,原子是有结构的,原子可以再分为带正电的粒子与带负电的电子。,放射性实验结论一,放射性实验结论二,(1)原子内部并非是充满的,它的大部分空间是空虚的; (2)它的中间有一个体积很小质量较大的带正电的核,原子的全部正电荷以及它99%以上的质量都集中在这个核上; (3)带负电的电子则以某种方式分布于核外的空间中。,卢瑟福的原子模型行星模型,原子是由带正电的质量很集中的很小的原子 核和核外面运动着的带负电的电子组成的体 系,就象行星绕太阳运转一样。,发展历
5、程,发展历程,科学的发展就是一部历史,人类在认识自然的过程中,经历了无数的艰辛,正是因为有了无数的探索者,才使人类对事物的认识一步步地走向深入,也越来越接近事物的本质。,补充,虽然,卢瑟福的行星模型能成功地解释一些现象,但它立即遭到全世界大多数科学家反对。因为根据经典物理理论,任何作加速运动的电荷都要辐射电磁波,这必然引起两种后果:,新的问题:,两个问题?,2、电子不停的,连续的辐射电磁波,电磁波的波长会发生连续的变化,因此,所有的原子都应发射连续光谱。,1、不断辐射能量,电子将沿螺旋线渐渐趋近原子核,最后落到核中而湮没。,波尔原子模型,电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。,波尔模型示意图,玻尔原子轨道模型,薛定谔电子云模型:现代物质结构学说,现代量子力学模型,著名的薛定谔方程式:,电子云,现代量子力学学说,现代科学家们在实验中发现,电子在原子核周围有的区域出现的次数多,有的区域出现的次数少,就像“云雾”笼罩在原子核周围。因而提出了“电子云模型”。 电子云密度大的地方,表明电子在核外单位体积内出现的机会多,反之,出现的机会少。,电子云,