从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型.ppt

第一章打开原子世界的大门1.1从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型,对原子结构认识的几个重要历史阶段,3.汤姆孙葡萄干面包原子模型,1.古典原子论,4.卢瑟福行星模型,5.玻尔以来的电子云模型,2.道尔顿近代原子论,德谟克利特（Democritus,前460年-前370年）,化学元素均是由不可再分的微粒构成，这种微粒称为原子；原子在一切变化中均保持其不可再分性；同一种元素的原子在质量和性质上都相同，不同种元素在质量和性质上都不同；不同种元素化合时，这些元素的原子按简单整数比结合成化合物。,“近代化学之父”,WilhelmKonradRntgen威廉康拉德伦琴德国实验物理学家,1896年3月，贝克勒尔发现，与双氧铀硫酸钾盐放在一起但包在黑纸中的感光底板被感光了。他推测这可能是因为铀盐发出了某种未知的辐射。同年5月，他又发现纯铀金属板也能产生这种辐射，从而确认了天然放射性的发现。获1903年诺贝尔物理学奖。,安东尼亨利贝克勒尔AntoineHenriBecquerel法国物理学家,玛丽亚斯克沃多夫斯卡-居里MariaSklodowska-Curie波兰裔法国物理学家、化学家,JosephJohnThomson约瑟夫约翰汤姆孙发现了电子1906年荣获诺贝尔物理学奖,电子,由于物质在通常情况下显电中性，而物质中既然存在带负电的电子，那么一定存在带正电的部分。因此，英国科学家汤姆孙提出了葡萄干面包原子模型：,欧内斯特卢瑟福ErnestRutherford1908年诺贝尔化学奖获得者,射线：带正电粒子，氦原子失去电子后的正离子（He2+)做了著名的：粒子散射实验提出“原子结构的行星模型”,射线：带负电的电子流射线：波长很短的电磁波,卢瑟福用强磁场作用于放射性元素镭发出的射线，射线被分成三部分：其中将偏转幅度偏小带正电荷的部分称为射线；偏转较大带负电荷的电子流称为射线；在磁场中不偏转且穿透力极强的是射线，是一种波长很短的电磁波。,氦原子核,电子流,波长很短的电磁波,+2,-1,0,很小,很大,最强,在葡萄干面包模型中，粒子应该穿过原子，而不会发生较大偏转甚至反弹。如何解释这个现象呢？,在原子的中心有一个很小的原子核原子的全部正电荷且几乎全部质量均集中在原子核内，带负电的电子在核空间进行绕核运动。原子内部绝大部分是空的；原子核所带的单位正电荷数等于核外电子数，因此，整个原子是电中性的。,玻尔理论的局限性：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.它只能解释氢原子以及类氢原子（如锂离子等）的光谱,在解决其他原子的光谱时就遇到了困难,如把理论用于其它原子时,理论结果与实验不符,且不能求出谱线的强度及相邻谱线之间的宽度.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，不愧为爱因斯坦的评价玻尔的电子壳层模型是思想领域中最高的音乐神韵。,玻尔理论的优点:成功解释了氢原子光谱不连续的特点。,埃尔温薛定谔ErwinSchrdinger奥地利物理学家,由于“玻尔理论”的局限性，1926年奥地利物理学家薛定谔在德布罗伊关系式的基础上，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。电子云是电子在原子核外空间概率密度分布的形象描述，电子在原子核外空间的某区域内出现，好像带负电荷的云笼罩在原子核的周围，人们形象地称它为“电子云”。,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。为此，就以单位体积内电子出现几率，即几率密度大小，用小黑点的疏密来表示。小黑点密处表示电子出现的几率密度大，小黑点疏处几率密度小，看上去好像一片带负电的云状物笼罩在原子核周围。电子云图上的一个小黑点，并不表示一个电子，而是表示电子在某一时刻曾在此处出现一次。小黑点的疏密表示电子在核外空间单位体积内出