原子结构演变史ppt课件.pptx

《原子结构演变史ppt课件.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《原子结构演变史ppt课件.pptx（26页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、物质是否可以无限分割？,物质是由什么构成的？,ATOM STRUCTURE,T,A,O,M,原子结构发展史,CONTENTS,原子概念的提出,CHAPTER ONE,CHAPTER ONE 原子概念,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。,CHAPTER ONE 原子概念,上古时代的原子论不是科学理论，它只是一种哲学的推测。,CHAPTER TWO,近代原子学说,CHAPTER TWO 近代原子学说,CHAPTER TWO 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：原子都是不能再分的粒子;同种元素的原子

2、的各种性质和质量都相同;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，道尔顿也因此被后人誉为近代化学之父,CHAPTER TWO 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？,CHAPTER TWO 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

3、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。,CHAPTER TWO 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

4、带负电荷，西瓜瓤带正电荷。,CHAPTER TWO 卢瑟福行星模型散射实验,实验用准直的射线轰击厚度为微米的金箔，发现绝大多数的粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数粒子发生角度比汤姆生模型所预言的大得多的偏转，大约有1/8000 的粒子偏转角大于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 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,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。,C

5、HAPTER TWO 卢瑟福行星模型散射实验,实验结果： 绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了较大的偏转，并有极少数粒子的偏转超过90，有的甚至几乎达到180而被反弹回来，这就是粒子的散射现象。,实验结论：（1）原子内大部分是空的，所以粒子可以穿过原子（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。,CHAPTER TWO 卢瑟福行星模型散射实验,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

6、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夫。显然原子在常态下是稳定的，这一推论与现实不符。,CHAPTER TWO 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： 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。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。轨道量子化原子的不同能量状态与电

7、子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应，电子的轨道分布不连续。,CHAPTER TWO 玻尔行星模型的修正者,但这个理论本身仍是以经典理论为基础，且其理论又与经典理论相抵触。它只能解释氢原子的光谱，在解决其他原子的光谱是就遇到了困难，如把理论用于非氢原子时，理论结果与实验不符，且不能求出谱线的强度及相邻谱先之间的宽度。这些缺陷主要是由于把微观粒子(电子,原子等)看作是经典力学中的质点，从而把经典力学规律强加于微观粒子上(如轨道概念)而导致的。 “玻尔理论”的提出，打破了经典物理学一统天下的局面，开创了揭示微观世界基本特征的前景，为量子理论体系奠定了基础，这是一种了不起的创举。,CHAPTER THR

8、EE,现代原子学说,CHAPTER THREE 海森堡电子云模型,一个微观粒子的某些物理量（如位置和动量，或方位角与动量矩，还有时间和能量等），不可能同时具有确定的数值，其中一个量越确定，另一个量的不确定程度就越大。即p* Xh/2（h是普朗克常数），它反映了微观粒子运动的基本规律，是物理学的重要原理。这也就是说明了在原子中，电子没有确定的运行轨迹，显然行星模型违背了这一点。,因此薛定谔在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。这个方程式的解，如果用三维坐标以图形表示的话，就是电子云。,CHAPTER THREE 海森堡电子云模型,电子有

9、波粒二象性，我们不能预言它在某一时刻究竟出现在核外空间的哪个地方，只能知道它在某处出现的机会有多少。就以单位体积内电子出现几率，即几率密度大小，用小白点的疏密来表示。看上去好像一片带负电的云状物笼罩在原子核周围，因此叫电子云。,CHAPTER THREE 更小的微粒夸克,1967年，三位科学家用此加速器进行实验，并最终证明夸克的存在。,质子和中子的组成:一个质子由两个上夸克和一个下夸克组成，一个中子由两个下夸克和一个上夸克组成。,SUMMARY,总结,SUMMARY,科学的探索和研究永无止境,SUMMARY,纵观人类对原子结构的探索，不难发现：人们对于物质的认识总是从宏观到微观，一代代科学家在前人的基础上不断反思总结，或验证或推翻前人的理论。而科学的理论也就在这样的建立推翻的进程中不断得以修正完善。因此，我们对于科学也要抱着虔诚而又怀疑的立场。,THANK YOU,T,A,O,M,感谢聆听,