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文档简介

1、我们从初中的自然科学开始接触“原子”这一概念,经过初中的学习和高一的加深,我们对这一概念又了解多少呢?其实,我们只知道原子的初步结构原子由原子核和核外电子组成,原子核又由质子和中子组成,原子核十分小,但它却几乎聚集了整个原子的质量而我们对原子的发现者和发现过程几乎一无所知,所以我将在稍后告诉大家! “原子”一词出自古希腊语,意思是不可分的。这就是对原子的最早的解释。以后的一段时间内,原子的发展十分缓慢。直到 1897年,J.J.汤姆逊在研究阴极射线的时候,发现了原子中电子的存在。这打破了从古希腊人那里流传下来的“原子不可分割”的理念,明确地向人们展示:原子是可以继续分割的,它有着自己的内部结构

2、。那么,这个结构是怎么样的呢?汤姆逊那时完全缺乏实验证据,他于是展开自己的想象,勾勒出这样的图景:原子呈球状,带正电荷。而带负电荷的电子则一粒粒地“镶嵌”在这个圆球上。这样的一幅画面,也就是史称的“葡萄干布丁”模型,电子就像布丁上的葡萄干一样。  但是,1910年,卢瑟福和学生们在他的实验室里进行了一次名留青史的实验。他们用粒子(带正电的氦核)来轰击一张极薄的金箔,想通过散射来确认那个“葡萄干布丁”的大小和性质。但是,极为不可思议的情况出现了:有少数粒子的散射角度是如此之大,以致超过90度。对于这个情况,卢瑟福自己描述得非常形象:“这就像你用十五英寸的炮弹向一张纸轰击,结果这炮弹却被

3、反弹了回来,反而击中了你自己一样”。他认识到,粒子被反弹回来,必定是因为它们和金箔原子中某种极为坚硬密实的核心发生了碰撞。这个核心应该是带正电,而且集中了原子的大部分质量。但是,从粒子只有很少一部分出现大角度散射这一情况来看,那核心占据的地方是很小的,不到原子半径的万分之一。  于是,卢瑟福在次年(1911)发表了他的这个新模型。在他描述的原子图象中,有一个占据了绝大部分质量的“原子核”在原子的中心。而在这原子核的四周,带负电的电子则沿着特定的轨道绕着它运行。这很像一个行星系统(比如太阳系),所以这个模型被理所当然地称为“行星系统”模型。在这里,原子核就像是我们的太阳,而电子则是围绕

4、太阳运行的行星们。  但是,这个看来完美的模型却有着自身难以克服的严重困难。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夫。换句话说,就算世界如同卢瑟福描述的那样,也会在转瞬之间因为原子自身的坍缩而毁于一旦。原子核和电子将不可避免地放出辐射并互相中和。如同地球会撞向太阳,整个宇宙都变成一团混沌。不过事实上却不是这样,所以他对原子的新构造受到了质疑。 1912年7月,玻尔完成了他在原子结

5、构方面的第一篇论文,历史学家们后来常常把它称作“曼彻斯特备忘录”。玻尔在其中已经开始试图把量子的概念结合到卢瑟福模型中去,以解决经典电磁力学所无法解释的难题。但是,一切都只不过是刚刚开始而已,在那片还没有前人涉足的处女地上,玻尔只能一步步地摸索前进。没有人告诉他方向应该在哪里,而他的动力也不过是对于卢瑟福模型的坚信和年轻人特有的巨大热情。玻尔当时对原子光谱的问题一无所知,当然也看不到它后来对于原子研究的决定性意义,不过,革命的方向已经确定,已经没有什么能够改变量子论即将崭露头角这个事实了。  1912年,查德威克又发现了中子的存在,这为现代原子论奠定了基础。 时间向后推到了现代,那时

6、的人类已经有了隧道扫描仪,通过它,人们终于见到了原子的真面目。提出了电子云的概念它是一种形象化的比喻。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。电子是一种微观粒子,在原子如此小的空间(直径约0.1纳米)内作高速运动。核外电子的运动与宏观物体运动不同,没有确定的方向和轨迹,只能用电子云描述它在原子核外空间某处出现机会的大小。 这就是原子的简单发现过程。其实原子的发现还经历了许许多多坎坷,有许许多多科学家参与了原子的发现研究,如道尔顿、拉瓦锡等等。各家学说不断被推翻,新的学说不断出现。总之,对于原子的研究是在不断进步的!道尔顿,1766年出生在英

7、国。是一位靠自学成才的伟大科学家。,其最大功绩是创立了科学的原子论。 道尔顿一生科研成果卓著。1794年,他通过对自己的色盲眼研究,第一次指出了人眼视觉色盲现象。他从21岁起,就以满腔热情和坚强的毅力,利用业余时间,天天观察天象,并作日记,50年如一日,记下了多次观测数据。他从气象的研究,扩展到研究大气的成分和性质;从大气的研究又扩展到研究物理学上气体的压力、体积、扩散和溶解等问题;接着又从气体扩散、溶解研究,扩展到研究物质的结构和化学组成,最终引出并确立了他的科学原子论。道尔顿为此获得了崇高的荣誉。 在道尔顿创立科学的原子论之前,法国化学家普罗斯于1799年发现了定比定律,英国化学家戴维于1800年发现了倍比定律。道尔顿在研究中发现这两个定律与自己的气体研究结果相符合,便据之提出了科学的原子论。他说,物质是由具有一定质量的原子构成的,元素是由同一种类的原子构成的,化合物是由该化合物成分的元素的原子结合而成的,原子是化学作用的最小单位,它在化学变化中不会改变。原子是有质量的,因而鉴别不同元素原子的一个重要方法,就应该是去鉴别它们的相对质量即原子量。如果在所有相应事例中,能知道一种元素有几个原子和另一种元素的一个原子化

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