原子结构发展史
人类对原子结构发展的历史

人类对原子结构发展的历史原子是物质世界的基本单位,是具有静止电荷和质量的微观粒子。
对原子结构的研究始于古希腊时期,然而,最令人兴奋的进展始于19世纪末和20世纪初。
在19世纪末的时候,英国化学家约翰·道尔顿将原子描述为无法分割的质点,这一假设在很长一段时间内都被认为是正确的。
但是,很快就有科学家开始发现,原子是可分割的,并且具有子结构。
这一思想确立了19世纪晚期和20世纪初期的两个主要原子理论模型:汤姆逊模型和拉瑞模型。
汤姆逊在1897年的实验中首次发现了电子。
他发现,通过磁场作用,带有负电荷的电子可以从气体放电管中的钨丝中释放出来,并对光谱产生影响。
进一步的研究表明,在原子中,正电荷和负电荷是分别分布在不同的小区域内的。
这就是汤姆逊模型,即"面包布丁模型",也被称为"水饺模型"。
然而,这个模型并没有得到普遍认可。
英国物理学家欧内斯特·拉瑞在1911年的实验中提出了另一种原子模型,即拉瑞模型。
他认为,原子是由中心核和负电荷电子组成的。
这个模型被称为"太阳系模型"或"行星模型",得到了广泛认可,并为量子力学的发展奠定了基础。
量子理论在20世纪20年代首次得到广泛应用,它描述了电子的轨道和能级。
在这个模型中,电子被认为不是沿着一条固定的轨道运动的,而是存在于一系列的能级中,并且只有在吸收特定量的能量时,电子才能跳到一个更高的能级。
这些能级和跳跃可以通过放出具有特定波长的光线来识别。
在20世纪50年代,发展出了现代原子理论,它结合了量子理论和相对论。
这样可以更准确地预测原子的能级和性质,也启发了更深一层次的研究,如原子核和更小的粒子研究。
在研究原子结构的历程中,人类的想象力和实验技术一直得到了不断的提高,我们对于微观世界的理解也越来越深刻。
现在,我们知道原子不是基本粒子,它们由质子、中子和电子组成,而这些质子和中子又是由更小的基本粒子组成的。
原子结构的发展史

1927年第五届索尔威会议合影
20世纪初,科学家发现了中子,揭示了微观 世界波粒二象性规律、认识到原子核外电子的 运动不遵循经典力学的原理,建立用量子力学 方法描述核外电子运动的数学模型。
道尔顿模型(1803)
汤姆生模型(1904) 卢瑟福模型(1911) 波尔模型(1913) 电子云模型 (1935)
Mg 2+
O 2-
镁条燃烧
+12 2 8
8 2 +8
Mg2+
MgO
O 2-
镁条燃烧
+17
+12
+17
Cl
Mg
Cl
氯化镁的形成过程
+17
+12
+17
Cl-
Mg2+
Cl-
氯化镁的形成过程
+17
+12
+17
Cl-
MgCl Mg2+2
Cl-
氯化镁的形成过程
1.化学反应中,原子核不发生变化,但原子的核 外电子排布发生变化,元素的化学性质主要决定 于原子的最外层电子。 2.镁等金属元素的原子,最外层电子数较少, 与活泼非金属反应时,易失电子,形成8电子稳 定结构。 3.氧、氯等非金属元素的原子,最外层电子数 较多,与活泼金属反应时,易得电子,形成8电 子稳定结构。
扫描隧道显微镜下的原子影像
1993年,中国科学院 运用纳米技术和超真 空扫描隧道显微镜手 段,通过操纵硅原子写 出“中国”两字.说明 了人类已经进人原子 的时代。
原子是否真的是一个不可再分的球体 呢?
汤姆生的原子结构模型
“葡萄干面包式”
1897年,汤姆生发现原子中存在电子,并用实 验方法测出电子的质量。 正电荷均匀地分布在原子之中,电子则散布在正 电荷之中。
原子结构模型演变史

原子结构模型演变史原子是构成物质的基本单位,其结构模型的演变史可以追溯到古希腊时期。
古希腊哲学家德谟克利特提出了原子论,认为物质是由不可分割的原子构成的。
然而,这个理论没有得到科学实验的支持,直到19世纪才有了实验依据。
1803年,英国化学家道尔顿提出了原子理论,认为所有物质都是由不同种类的原子组成的。
他还提出了混合物和化合物的概念,这些概念为后来的化学研究奠定了基础。
1897年,英国物理学家汤姆逊发现了电子,这是原子结构模型的重要突破。
他提出了“葡萄干布丁模型”,认为原子是由带正电的球体和带负电的电子组成的。
这个模型解释了电子的存在和原子的电性质,但没有解释原子的核心。
1911年,英国物理学家卢瑟福进行了著名的金箔散射实验,发现原子核是由带正电的质子组成的。
他提出了“太阳系模型”,认为原子是由核心和绕核心运动的电子组成的。
这个模型解释了原子的核心和电子的轨道,但没有解释电子的运动方式。
1926年,奥地利物理学家薛定谔提出了量子力学理论,解释了电子的运动方式。
他提出了“波动力学模型”,认为电子是一种波动,存在于原子的空间中。
这个模型解释了电子的运动方式和原子的光谱,但没有解释原子的核子。
1932年,英国物理学家查德威克发现了中子,这是原子结构模型的又一重要突破。
他提出了“液滴模型”,认为原子核是由带正电的质子和带中性的中子组成的。
这个模型解释了原子核的结构和稳定性,但没有解释电子的轨道。
现代原子结构模型是由量子力学和液滴模型组成的。
它认为原子是由核心和绕核心运动的电子组成的,核心是由带正电的质子和带中性的中子组成的。
这个模型解释了原子的结构和性质,为现代化学和物理学的发展奠定了基础。
原子结构模型的演变史是一个不断发展和完善的过程,它反映了人类对自然界的认识和理解。
随着科学技术的不断进步,我们相信原子结构模型会有更深入的认识和探索。
原子结构的演变过程

人类对原子结构的认识
K 、 L、 M、 N、 O、 P、 Q *由进到远: 电子(层)的能量由低到高
2.原子结构示意图
表示原子
氢原子(H) 氧原子(O)
原子结构示意图的含义:
镁原子 (Mg )
原子核 质子数 电子层 该层上的电子数
第一层 倒数第一层 最外层 次外层
核电荷数为1~18的元素的原子结构示意图
金属元素
最外层电子数 一般少于4个
得失电子
讨论完成下表:
三类不同元素的原子结构特点与化学性质的关系
元素分类 最外层 原子结构 电子的 电子数 的稳定性 得失
金属 非金属 稀有气体
少于4 多于4 2或8
不稳定 易失电子 不稳定 易得电子 稳定 不易得失
化学性质
较活泼 较活泼 较稳定
元素的化学性质与最外层电子数关系密切
最外层电子数决定化学性质
核外电子排布的初步知识
原子
1.什么叫原子?它的结构是怎样的? 2.原子为什么会呈电中性?
质子 原子核
中子
核外电子
核电荷数= 核内质子数 = 核外电子数
阅读思考:
• 阅读课本第一框题思考: 电子在核外作高速运动时
有怎样的规律?
原子核外电子是分层排布的
(1)“电子层”表示运动着的电子离核远近的不 *同由进到远:第一 、二、三、四、五、六、七层
练习:
1.复述本课所学重点内容
原子结构模型的发展史

原子结构模型发展史一原子的提出和物质的结构猜想从古希腊时期人们就开始研究物质的理论。
人们对客观世界的研究从神话慢慢过渡到自然哲学的研究中。
在这个阶段发展了“物质”的概念并试图去解释纷繁的事物的表象,从这时起,人们由寻找“世界从哪里来”的问题转变成了“世界是由什么组成的”问题[1]。
原子论的创始人一般认为是同一时期的留基波和德谟克里特这两个人。
留基波认为:“每个整体是由无数粒子组成的,每个粒子刚硬,立体而不可分割。
”而德谟克里特首次提出了原子的概念:“物质由原子组成,虚空而真实的空间是原子运动的场所。
人类的知识来源于原子对感官的影响。
原子是同一的,原子的特殊组合是变换的。
宁宙的一切事物都是由在虚空中运动着的原子构成。
所有事物的产生就是原子的结合,它们的形状像水槽,或是钩子。
它们依靠钩状的和环状的形状相连接。
原子的形状和体积不同,但它们的质量是相同的。
原子在虚空中只有通过直接接触才能相互作用。
”此后原子论并没有得以继续和快速的发展,直到西方文艺复新后,自然科学的研究逐渐受到重视。
在这期间,笛卡尔提出了微粒子理论[1],他假设空间最初充满了物质。
笛卡尔否认原子的不可分割性,他认为最初的宇宙由大小相同的粒子组成,这些粒子沿封闭曲线形成旋涡,结果造成今天的宇宙基本上由三种不同的粒子组成,这些粒子的性质可由质量、速度和运动的量等进行定量的描述。
他和德谟克利特的观点不同,他认为原子可以分成两部分或者更多部分。
对于笛卡尔来说物体没有如坚硬、颜色或者其他的通过感官可以观察到的特征,物体只有物理尺度:长度、宽度和深度。
二科学依据的原子论原子的概念进一步发展,人们逐渐发现不同的原子具有不同的性质。
原子中的相应的化学元素的性质决定着物质的性质。
在这些基础上,道尔顿系统地提出了原子学说[2]:化学元素均由原子组成,原子在一切化学变化中不可再分;同种元素的原子性质和质量都相同。
不同元素原子的性质和质量各不相同,质量是元素原子的基本特征之一;不同元素化合时,原子以简单整数比结合。
原子结构的发展史

原子结构的发展史
原子结构的发展史可以追溯回古希腊时期的苏格拉底,他试图通过某种方式将自然界的实体划分为若干部分。
然而,直至17世纪,古典力学家泰勒仍没有提出一个真正可行的电粒子假说。
直到泰勒死后,当埃斯库罗斯、拉瓦锡和约瑟夫·斯托克森发表了他们对大气电性的研究成果时,人们才开始在电子的学习中涉及原子的研究。
由此,十九世纪的化学家们把它们联系起来,提出原子模型,将各种元素的化学特性归结于其原子结构的不同。
因此,一种不可分割的迷人的概念就出来了,即无限微小的粒子组成了世界上所有的物体,而它们又受到深刻影响,证明了原子的可能性。
随着物理学、化学和数学的发展,原子学也发生了巨大的变化,由Ernest Rutherford提出的核心原子结构又给原子结构发展带来了巨大的变化,他试图解释原子核的结构。
然而费曼的粒子成像工作的发明,原子研究又上了新的台阶,他发明了原子结构的最新模型,即“数字模型”。
他认为,原子核由质子和中子组成,而电子围绕着原子核运动,而通过调控电子层次,他们可以以准确的方式识别和分辨物质。
经历了由苏格拉底到费曼所有历史发展,今天,原子研究已经发展成为一门完整的科学,已经解释了许多科学现象,并用其余分析化学。
总的来说,原子结构的研究不断发展,它的知识和技术将继续广泛地应用于未来。
原子结构发现史范文
原子结构发现史范文原子结构的发现史可以追溯到古希腊时期的原子论。
然而,直到近代科学的发展和技术的进步,原子结构的真正揭示才得以实现。
以下是原子结构发现史的概述:1.古希腊原子论古希腊哲学家德谟克利特和他的学派提出了原子论,认为世界是由不可再分的、永恒的、不可见的原子构成的。
2.化学元素周期律19世纪初,约翰·道尔顿提出了元素的原子论,并发现了元素之间的简单比例关系。
这为后来化学元素周期律的发现奠定了基础。
3.汤姆逊的电子1897年,英国物理学家约瑟夫·汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子的存在。
他提出了“葡萄干糕点模型”,即认为原子是一个正电荷的球体,内部均匀分布着负电的电子。
4.卢瑟福的金箔散射实验1909年,英国物理学家欧内斯特·卢瑟福进行了著名的金箔散射实验。
实验中,他发射了α粒子(带正电的氦离子)穿过金箔,观察到一些α粒子被散射的特殊模式。
这一实验结果表明了原子具有一个重量集中在中心的正电荷核,并且核与电子之间存在着较大的空间。
5.卢瑟福-玻尔模型根据金箔散射实验的结果,卢瑟福提出了原子核和电子的相对位置。
丹麦物理学家尼尔斯·玻尔进一步发展了卢瑟福模型并提出了玻尔理论,认为电子绕着原子核以特定的能级和轨道运动。
这是第一个成功描述原子结构的模型,并解释了氢原子光谱线的存在。
6.波尔理论的量子化20世纪初,量子力学的发展推翻了经典物理学的观念。
玻尔的模型只适用于氢原子,无法解释其他原子的光谱线。
1913年,玻尔发展了所谓的“量子化”概念,即电子在能级之间跃迁产生光谱线。
这一概念为后来量子力学的发展奠定了基础。
7.约翰逊和波茨的发现1925年,美国物理学家沃德·约瑟夫·约翰逊和大卫·波茨通过对氢原子的光谱进行实验研究,发现氢原子光谱中存在一些奇特的线条,这些线条难以用波尔模型解释。
他们的发现表明原子内部存在着更复杂的结构。
8.施罗丹格和海森堡的量子力学1926年,奥地利物理学家埃尔温·施罗丹格和德国物理学家维尔纳·海森堡提出了量子力学的基本原理。
对原子结构认识的发展史
对原子结构认识的发展史哎呀,原子结构的认识历史可真是一段神奇的旅程啊!从古希腊时代开始,哲学家们就像小孩子一样,对万物的本质充满了好奇。
你想,那个时候的亚里士多德居然说什么,物质是由水、火、土、风四种元素构成的。
这就像是说,咱们的身体其实是由菜汤和大气组成的,听上去就特别奇葩,对吧?随着时间的推移,人们对原子的理解逐渐深入,像小溪流向大海,慢慢汇聚成河。
到了17世纪,科学家们开始对物质进行更细致的研究。
约翰·道尔顿这个名字你肯定听过,他像个小侦探一样,发现了原子的存在,并提出了“原子论”。
他认为,每种元素都是由独特的原子组成的,这个想法一出,简直让人眼前一亮,像发现了新大陆一样。
然后啊,19世纪的到来,真是给科学界带来了轰动。
道尔顿的原子模型被不断修正,咱们迎来了著名的汤姆森。
他用阴极射线管做实验,发现了电子!哇哦,电子这小家伙可真是个调皮捣蛋鬼,居然能在原子中游来游去。
汤姆森就像是个家长,给原子装上了“电子”这个玩意儿,开创了新的局面。
轮到卢瑟福出场了。
这个老兄就像个探险家,做了一个令人惊讶的实验。
他用金箔实验发现,大多数的α粒子都能穿透金箔,但少数却被反弹了回来。
他心里一惊,原子居然是空的,中心有个超小的核!这就像发现了冰山一角,原来原子并不是个紧凑的球,而是有着空洞的结构,真的很令人惊叹。
而后,波尔又来了,给原子结构带来了新的理解。
他提出了波尔模型,电子在固定的轨道上转动,这就像是宇宙中的行星一样,真是让人叹为观止。
不过,他的模型也不是万无一失,随着量子力学的出现,科学家们开始深入探讨原子的神秘之处。
量子力学这玩意儿就像黑暗中的灯塔,让科学家们发现原子并不是那么简单。
海森堡的不确定性原理简直让人目瞪口呆,原子中的电子不是一个固定的位置,而是一个概率云。
这个概念就像是你在寻找袜子时,永远找不到配对的那只,总是在某个概率范围内徘徊。
再说到现在,原子结构的认识已经变得越来越复杂,真的是一步一个脚印。
原子结构认识的发展史
原子结构认识的发展史原子结构的认识发展史就像一部精彩的科幻小说,真是让人目不暇接。
想象一下,早在几千年前,古希腊的哲学家德莫克里特就开始思考物质的基本组成。
他提出了“原子”这个概念,虽然当时他没法像我们现在这样用显微镜看见原子,但他那种探索未知的精神,简直像是科学界的开山鼻祖。
德莫克里特那时说,物质是由极小的、不再可分的颗粒组成,这些颗粒就像小豆子一样,嘿,那可真是个大胆的想法!时间跳到18世纪,约翰·道尔顿来了,像是一位魔法师,把德莫克里特的理论带入了新的时代。
道尔顿用自己的实验数据,验证了原子的存在。
他认为每种元素的原子都是独一无二的,像是不同的拼图块。
道尔顿的原子理论,简直像是给科学界打开了一扇窗,大家纷纷涌进来研究原子,真是热闹非凡。
进入19世纪,巧妙的科学家们开始用更先进的实验手段,试图揭开原子的神秘面纱。
比如,J.J.汤姆森通过阴极射线实验发现了电子,这小家伙简直像是原子里的“飞人”,让大家对原子有了新的认识。
汤姆森还提出了著名的“葡萄干蛋糕模型”,想象一下,一个大蛋糕上面满是葡萄干,葡萄干就是电子,蛋糕则是正电荷的“面团”。
这画面,哈哈,简直太形象了!然而,科学从来不乏质疑。
厄尼斯特·卢瑟福可不买账,他通过金箔实验发现,原子大部分是空的,中心有个小小的核,像个超级迷你版的太阳。
这个发现让人惊呆了,原来原子并不是汤姆森想象中的那样,结构可谓天翻地覆。
卢瑟福的模型就像是一颗行星系统,中心是原子核,周围环绕着电子,真是个精妙的宇宙。
尼尔斯·玻尔又来了,带着他的新模型。
玻尔提出,电子在固定的轨道上运动,就像是小卫星在绕着行星转。
这个模型让很多人恍然大悟,原来原子的世界竟然如此有序。
玻尔的理论不仅解决了许多问题,还激发了更多科学家的想象,大家纷纷想要进一步探索原子的秘密,简直热火朝天。
但这还没完,20世纪初,量子力学的崛起让一切变得更加复杂。
海森堡的“不确定性原理”就像是给了我们一记重拳,让人不得不面对现实:在微观世界,很多东西都是模糊的,想要精确知道电子的位置和动量,几乎是不可能的。
原子结构发展史
在原子中心有一个
很小的核,都集中在
原子核里;带负电的电
子在核外空间绕核旋转。
就像行星环绕太阳运转 一样。
卢瑟福获1908年 诺贝尔化学奖
原 子 结 构 模 型 的 演 变
钟王子
提出原子论
--道尔顿
• 创立原子学说。 • 化学元素由不可分的微粒—原子构成,它在一切
化学变化中是不可再分的最小单位。
• 同种元素的原子性质和质量都相同,不同元素 原子的性质和质量各不相同,原子质量是元素 基本特征之一。
• 不同元素化合时,原子以简单整数比结合。推 导并用实验证明倍比定律。如果一种元素的质 量固定时,那么另一元素在各种化合物中的质 量一定成简单整数比。
• 最先从事测定原子量工作,提出用相对比较的 办法求取各元素的原子量,并发表第一张原子 量表,为后来测定元素原子量工作开辟了光辉 前景。
1897年,英国 科学家汤姆逊发现了“电 子”:电子带负电荷,是 所有物质原子共有的组 成部分。
汤姆逊1906年获 诺贝尔物理学奖
汤姆逊认为: 原子是一个平均分布着正电荷的
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宇宙没有开始,没有结束,没有边界,更没有诞生与毁灭,只有一个个阶段的结束与开始,我们现阶段的宇宙大概形成于137亿年以前。
在一次无比壮观的大爆炸中,这阶段的宇宙开始了!爆炸2小时后,产生了大量的氢,所以氢是最丰富的元素,是所有元素之母,然后经过或长或短的发展过程,以上元素发生原子核的熔合反应,分期分批的合成了其它元素。
地球上的元素绝大多数是金属,非金属(包括稀有气体)仅22种。
对原子的认识是从1803年道尔顿提出的第一个原子结构模型开始,经过一代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型的过程
英国自然科学家约翰·道尔顿提出原子是一个坚硬的实心球体。
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"
1879年汤姆生模型原子是一个带正电荷的球,电子镶嵌在里面,原子好似一块"葡萄干布丁或是"枣糕模型"或"葡萄干蛋糕模型";或是像西瓜子分部在西瓜瓤中,所以也叫"西瓜模型"。
1911年汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验(散射实验),提出行星模型,原子的大部分体积是空的,电子随意的围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。
,否认了葡萄干面包式模型的正确性,可谓青出于蓝而胜于蓝
1913年玻尔模型电子不是随意占据在原子核的周围,而是在固定的层面上运动,当电子从一个层面跃迁到另一个层面时,原子便吸收或释放能量。
1926年奥地利学者薛定谔建立了原子结构的量子力学模型。
20世纪20年代以来现代模型(电子云模型)电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,在一个确定电子的时刻不能精确测定电子的确切位置
所以,任何理论的得出都不是轻而易举的,任何理论也不是亘古不变的,敢于发现,敢于创新,勇于验证,下一位名留青史的就是你哦。