原子结构演变史ppt课件.pptx

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1、物质是否可以无限分割？物质是由什么构成的？ATOMSTRUCTURETAOM原子结构发展史CONTENTS哲学时代希腊哲学家德谟克利特提出：万物是由大量不可分割的微粒构成，即原子近代历经道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔、佩兰等科学家的不懈研究，人类对原子结构有了进一步认识。现代薛定谔在海森堡提出的德布罗意关系式的基础上，对电子的运动做了适当的数学处理，提出了二阶偏微分的的著名的薛定谔方程式。原子概念的提出CHAPTERONECHAPTERONE原子概念原子概念的提出公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特提出：万物是由大量不可分割的微粒构成，即原子。CHAPTERONE原子概念上古时代的原

2、子论不是科学理论，它只是一种哲学的推测。CHAPTERTWO近代原子学说CHAPTERTWO近代原子学说道尔顿11803实心球模型汤姆生21904枣糕模型阴极射线实验卢瑟福31911行星模型α粒子散射实验玻尔31913玻尔量子化轨道量子论CHAPTERTWO道尔顿原子说英国化学家，道尔顿，1803年继承古希腊朴素原子论和牛顿微粒说，提出原子学说：①原子都是不能再分的粒子;②同种元素的原子的各种性质和质量都相同;③原子是微小的实心球体。虽然，经过后人证实，这是一个失败的理论模型，但道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中，明确了今后化学家们努力的方向，化学真正从古老的炼金术中摆脱出来

3、，道尔顿也因此被后人誉为"近代化学之父"CHAPTERTWO汤姆生枣糕模型——阴极射线实验验证道尔顿的原子说时，汤姆生发现在做α散射实验中气体在X射线照射下会变成电的导体。据汤姆生的推测：这种导电性，可能是由于在X射线的作用下，产生了某种带正电的和带负电的微粒所引起的。可是怎么往称量那么小的粒子呢？CHAPTERTWO汤姆生枣糕模型——阴极射线实验汤姆生利用电场和磁场来丈量这种带电粒子流的偏转程度，以推测粒子的重量。他说，粒子愈重，愈不易被偏折；磁场愈强，粒子被偏折愈厉害。丈量这些粒子被偏折的程度和磁场强度，就能间接地测出它们的质量，亦即能得出粒子所带电荷与其质量之比。CHAPT

4、ERTWO汤姆生枣糕模型——阴极射线试验结论：（1）阴极射线由极小的带负电的电子组成（2）电子应该来自管中气体的原子内部或者金属电极中的原子内（3）由于任何材料的射线之荷质比相同，所以电子是所有原子内的一种基本粒子（4）由于荷质比很大，所以电子一定非常小。这种原子模型很像枣糕葡萄干，所以也叫作枣糕模型。是人类第一次发现并命名电子！缺陷：保留了道尔顿认为原子是实心的观点，认为原子像西瓜一样，电子好比西瓜子带负电荷，西瓜瓤带正电荷。CHAPTERTWO卢瑟福行星模型——α散射实验实验用准直的α射线轰击厚度为微米的金箔，发现绝大多数的α粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数α粒子发生

5、角度比汤姆生模型所预言的大得多的偏转，大约有1/8000的α粒子偏转角大于90°，甚至观察到偏转角等于150°的散射，称大角散射，这种大角度偏转的α粒子对各种角度的分布并不遵守预期的概率定律。更无法用汤姆森模型说明。因此卢瑟福提出了另一种原子模型——行星模型α粒子是某些放射性物质衰变时放射出来的氦原子核，由两个中子和两个质子构成，质量为氢原子的4倍，速度每秒可达两万公里，带正电荷。穿透力不大，在遇到物体时会发生偏转或反弹。CHAPTERTWO卢瑟福行星模型——α散射实验实验结果：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过

6、90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，这就是α粒子的散射现象。实验结论：（1）原子内大部分是空的，所以α粒子可以穿过原子（2）原子所有正电荷和质量几乎全部集中在一个很小的区域，即原子核。CHAPTERTWO卢瑟福行星模型——α散射实验缺陷：虽然行星模型能够很好的解释散射实验，也提出了原子核的概念，但是没有很好的解释核外电子的排布。因为物理学家们很快就指出，带负电的电子绕着带正电的原子核运转，这个体系是不稳定的。两者之间会放射出强烈的电磁辐射，从而导致电子一点点地失去自己的能量。作为代价，它便不得不逐渐缩小运行半径，直到最终“坠毁”在原子核上为止，整个过程用时不过一眨眼的工

7、夫。显然原子在常态下是稳定的，这一推论与现实不符。CHAPTERTWO玻尔——行星模型的修正者在卢瑟福模型的基础上，玻尔通过研究氢光谱，他提出了电子在核外的量子化轨道，解决了原子结构的稳定性问题，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说。波尔模型的三条假设：①定态——原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然作加速运动，但并不向外辐射能量。②跃迁——原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射一定频率的光子。③轨道量子化——原子的不同能量状态与电子沿不同的圆