化学概论原子结构

1、魅力科学论文 题 目 化学概论|原子结构 姓 名 刘 兵 专 业 交通运输 学 号 201334018 指导老师 张志强 郑州科技学院辆与交通工程系 二一六年六月学习是一种信仰超星是个很不错的学习软件，在这个软件上通过对魅力科学的学习，让我了解了很多科学学问，丰富了阅历，使我们对这个世界又布满了更多的求知欲，更加坚决了要在求知路上脚踏实地地走好每一步。通过最近一段时间的学习，我对“化学概论原子结构”课题很感爱好。通过对这门课的学习，我生疏到了原子的结构组成，以及电子的发觉，电子发觉以后,人们普遍生疏到电子是一切元素的原子的基本组成部分.但通常状况下原子是呈电中性的,这表明原子中还有与电子的电荷

2、等量的正电荷,所以,争辩原子的结构首先要解决原子中正负电荷怎样分布的问题.从1901年起,各国科学家提出各种不同的原子模型.一、汤姆逊的原子模型 第一个比较有影响的原子模型,是JJ汤姆逊于1904年提出的“电子浸浮于均匀正电球”中的模型.他设想,原子中正电荷以均匀的密度连续地分布在整个原子中,原子中的电子则在正电荷与电子间的作用力以及电子与电子间的斥力的作用下浮游在球内.这种模型被俗称为“葡萄干布丁模型”.汤姆逊还认为,不超过某一数目的电子将对称地组成一个稳定的环或球壳；当电子的数目超过肯定值时,多余电子组成新的壳层,随着电子的增多将造成结构上的周期性.因此他设想,元素性质的周期变化或许可用这

3、种电子分布的壳层结构作出解释.汤姆逊的原子模型很快地被进一步的试验所否定,它不能解释射线的大角度散射现象.二、粒子散射试验 卢瑟福从1904年到1906年6月,做了很多射线通过不同厚度的空气、云母片和金属箔（如铝箔）的试验.英国物理学家WH布拉格（Bragg,W.H.1862-1942）在19041905年也做了这样的试验.他们发觉 ,在此试验中射线速度减慢,而且径迹偏斜了（即发生散射现象）.例如,通过云母的某些射线,从它们原来的途径约偏斜2°,发生了小角度散射.1906年冬,卢瑟福还生疏到粒子在某一临界速度以上时能打入原子内部,由它的散射和所引起的原子内电场的反应可以探究原子内部结

4、构.而且他还预见到可能会消灭较大角度的散射.19071908年间,在卢瑟福指导下盖革也进行了粒子散射试验争辩,发觉粒子射入金属箔时散射角与材料的厚度和原子量有关；又发觉大多数粒子散射角度很小,但有少数粒子偏角很大.卢瑟福敏锐地生疏到精确地观看大角度粒子散射对于了解原子内部的电场和结构格外重要.在卢瑟福的指导下,盖革和青年争辩生马斯顿（Marsden,E.1889-?）于1909年3月用镭作放射源,进行粒子穿射金属箔（先后用了金箔和铂箔）的试验,细心测量数量极少的大角度散射粒子.结果发觉约有八千分之一的入射粒子发生大角度偏转,偏转角平均为90°,其中有的甚至反弹回来.粒子的这种超过90

5、°的反常的散射现象,使卢琴福格外惊异,虽然他事前对大角度散射做过一些推想.多年以后,他在1925年的一次讲演中曾讲到1909年3月这次试验后的心情.他说：“假如将一张金叶放在一束射线的径迹上,某些射线进入金的原子并被散射,那只是所期望的.但是,一种明显而未料相想到的观看是一些快速的粒子的速度和能量之大,那是一张极其惊人的结果.正好象一个炮手将一颗炮强射在一张纸上,而由于某种其他缘由弹头再弹回来一样”.在卢瑟福的指导下,盖革和马斯顿对试验进行总结并写成论文,交英国皇家学会发表.三、卢瑟福发觉原子核,建立有核原子模型 盖革和马斯顿由于对自己的发觉的意义了解不深,论文发表后又回到小角度散射

6、试验方面.卢琴福则不同,他1909年讲学时谈到大角度散射时说：“这一结果对于了解原子四周或原子内部的电场强度,带来了巨大光明.”又说：“原子处于一个强电场中的结论是不行避开的,否则粒子通过象一个分子直径这样小的距离而转变方向是不行能的.”此后一二年内,卢瑟福以他敏锐的直觉和深邃的洞察力,紧紧抓住这个简洁被人们忽视的反常现象,从原子内存在强电场的观点,探究粒子大角度散射的缘由,从而发觉了原子的有核结构.1910年12月,卢瑟福对大角度散射过程的受力关系进行计算,得出一个新的原子结构设想.经过反复思考、争辩,于1911年4月下旬写出论文和粒子被物质散射和原子结构,于5月发表.他认为粒子是在同作为靶

7、的金属箔的原子一次碰撞中转变其方向的,因此原子中有一个体积很小、质量很大的带正电荷的原子核,它对带正电荷的粒子的很强的排斥力使粒子发生大角度偏转；原子核的体积很小,其直径约为原子直径的万分之一至十万分之一,核外是很大的空的空间,带负电的、质量比核轻得多的电子在这个空间里绕核运动.卢瑟福在论文中提出他的原子有核模型可从几个方面验证,盖革和马斯顿1912年所做的试验证明白原子核的存在.1913年莫斯莱定律的发觉以及1919年阿斯顿（Ast-on,F.W.1877-1945）用质谱仪测定各种元素的同位素进一步证明白卢琴福的原子模型.但是,卢瑟福原子模型由于同经典电磁理论存在着尖锐冲突而遇到困难,所以发表后没有很快引起国内外的重视.1913年玻尔把量子论用于原子,与卢瑟福有核原子模型结合起来,使它进展成为卢瑟福玻尔原子模型,快速受到各国科学界的高度重视,大大提高了卢瑟福和玻尔的声誉.从1898年发觉镭到1911年发觉原子核和原子有核结构,消灭了根本变革以往的原子论的划时代科学硕果.原