原子结构介绍.ppt

1、原子结构,发展史和结构介绍,SGZ Workroom 2004,原子的由来,“原子”在希腊文中的意思是“不可分割的”。,几千年前的亚里士多德认为物质是连续的， 并不存在基本粒子。而同样有一群人，坚持物 质由粒子构成。 1803年，英国化学家兼物理学家约翰道尔 顿指出：化合物总是以一定的比例结合而成。 从而为“粒子论”派提供了事实依据。,然而争论真正的结束是到了20世纪初，爱因 斯坦在1905年（相对论发表前）指出：悬浮在液 体中的尘埃小颗粒进行和无规则的随机运动（也 称为“布朗运动”）这可以解释为液体原子和 灰尘粒子碰撞的效应。,原子结构的发展史,一.道尔顿原子模型（1803年）,原子是组成物

2、质的基本粒子，它们是坚实的，不可再 分的实心球。,二.汤姆逊原子模型（1904年）,原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多 电子，中和了正电荷，从而形成中性原子。,注：汤姆逊通过实验证明了电子这种粒子的存在。,三.卢瑟福原子模型（1911年）,在原子中有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子 的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就 像行星环绕太阳运转一样。,原子结构的发展史,四.玻尔原子模型（1913年）,扩展卢瑟福原子模型，指出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。,五.电子云模型（1927-1935年）,基于量子力学中海森伯提出的“测不准原理” 无法同时

3、测定粒子某一个时刻所处的位置和 运动速度，通过电子在原子核外空间内各位置出 现的概率，来描述电子在原子中的存在情况。 同时指出，原子核是由带正电的质子和不带 电的中子组成。,原子结构分析,一.原子核,如果将 一个体 育场比 做整个 原子,则原子核的大 小相当于体育 场中的蚂蚁,原子核在原子中所占的体积极小相当于总体积 的几千万亿分之一，但却包含了原子绝大部分质量。,质子,中子,原子核由 质子和中 子组成,原子结构分析,1.整个原子不带电，但原子核带正电核，一个质子带一个单位正 电荷，并与核外相同数目的负电荷抵消,核电荷数（Z）=核内质子数=核外电子数,2.中子和质子的总质量就是原子核质量，由于

4、电子质量极小，原 子核质量近似于整个原子质量。,质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）,原子结构分析,二.原子核外电子排布,电子出现的概率大,电子出现的概率小,量子力学指出微观粒子的位置存在极大随机性（从微观 过渡到宏观的过程中，随机性降低直到近乎稳定），而测不 准原理认为测量一个粒子的位置势必会改变其速度（观测影 响了物质本身），反之则然。 因此，我们无法准确地描述出一个电子在原子中的位置 和运动轨迹，只能通过电子云的形式，通过疏密的对比来表 现电子在原子核外空间各位置出现的概率。,原子结构分析,能量低的电子通常在离原子核较近的区域运动，能量高的电 子则常在离原子核较远的区域运动。,我们把核外电子运动的不同区域看作不同的电子层，并用 n=1、2、3、4、5、6、7来表示从内至外的电子层，这七个电 子曾又分别称为K、L、M、N、O、P、Q。,通过科学研究证明，核外电子的排布中， 电子总是尽可能先排满能量较低的电