原子结构元素周期律.ppt

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1、原子结构元素周期律Atoms：TheQuantumWorld6第六章Matteriscomposedofatoms.Thestructuresofatomscanbeunderstoodintermsofthetheoryofmatterknownasquantummechanics,inwhichthepropertiesofparticlesandwavesmergetogether.第1节近代原子结构理论的确立古希腊哲学家Democritus在公元前5世纪指出，每一种物质是由一种原子构成的；原子是物质最小的、不可再分的、永存不变的微粒。原子“atom”一词源于希腊

2、语，原义是“不可再分的部分”。直到18世纪末和19世纪初，随着质量守恒定律、当量定律、倍比定律等的发现，人们对原子的概念有了新的认识。1805年，英国化学家J.Dalton提出了化学原子论。其主要观点为:1.每一种化学元素有一种原子；2.同种原子质量相同；3.原子不可再分;4.一种原子不会转变为另一种原子;5.化学反应只是改变了原子的结合方式。Dalton的原子论解释了一些化学现象，极大地推动了化学的发展，特别是他提出了原子量的概念，为化学进入定量阶段奠定了基础。但是这一理论不能解释同位素的发现，没有说明原子与分子的区别，不能阐明原子的结构与组成。1879年，英国物理学

3、家W.Crookes发现了阴极射线。随后，在1897年英国物理学家J.J.Thomson进行了测定阴极射线荷质比的低压气体放电实验，证实阴极射线就是带负电荷的电子流，并得到电子的荷质比e∕m=1.7588×108Cg-1。1909年美国科学家R.A.Millikan通过他的有名的油滴实验，测出了一个电子的电量为1.602×10-19C，通过电子的荷质比得到电子的质量m=9.109×10-28g。1907-1913年密立根用在电场和重力场中运动的带电油滴进行实验，发现所有油滴所带的电量均是某一最小电荷的整数倍，该最小电荷值就是电子电荷。放射性的发现是19世纪末自然科学的

4、另一重大发现。1895年德国的物理学家W.C.Rongen首先发现了X射线。这种射线最初是由真空放电管中高能量的阴极射线撞击玻璃管壁而产生的，用高速电子流轰击阳极靶也可产生X射线。X射线能穿过一定厚度的物质，能使荧光物质发光，感光材料感光，空气电离等。1896年法国物理学家A.H.Becquerel对几十种荧光物质进行实验，意外地发现了铀的化合物放射出一种新型射线。法国化学家M.S.Curie以铀的放射性为基础进行研究，陆续发现了放射性元素镭、钋等，发现了放射过程中的α粒子、β粒子和γ射线。1911年，Rutherford根据α粒子散射的实验，提出了新的原子模型，称为原

5、子行星模型或核型原子模型。该模型认为原子中有一个极小的核，称为原子核，它几乎集中了原子的全部质量，带有若干个正电荷。而数量和核电荷相等的电子在原子核外绕核运动，就像行星绕太阳旋转一样，是一个相对永恒的体系。英国物理学家G.J.Mosley在1913年证实了原子核的正电荷数等于核外电子数，也等于该原子在元素周期表中的原子序数。虽然早在1886年德国科学家E.Goldstein在高压放电实验中发现了带正电粒子的射线，直到1920年人们才将带正电荷的氢原子核称为质子。1932年英国物理学家J.Chadwick进一步发现穿透性很强但不带电荷的粒子流，即中子。后来在雾室中证明，中

6、子也是原子核的组成粒子之一。由此，才真正形成了经典的原子模型。第2节氢原子光谱氢原子光谱实验示意图(a)Theinfrared,visible,andultravioletspectrum.(b)Thecompletespectrumofatomichydrogen.Thespectrallineshavebeenassignedtovariousgroupscalledseries,twoofwhichareshownwiththeirnames.Theelectromagneticspectrumandthenamesofitsregions.Theregionwe

7、call“visiblelight”occupiesaverynarrowrangeofwavelengths.Theregionsarenotdrawntoscale.Whenwhitelightshinesthroughavapor,radiationisabsorbedbytheatomsatfrequenciesthatcorrespondtotheirexcitationenergies.InthissmallsectionofthespectrumoftheSun,itispossibletoidentifywhichatom