原子结构的发现史
原子结构的历史与发展
原子结构的历史与发展在科学发展的历史上，原子结构的研究一直是一个重要的领域。
通过对原子结构的研究，我们才能更好地理解物质的本质和性质。
本文将回顾原子结构的历史发展，并探讨一些重要的里程碑和突破。
一、古代对原子的探索在古代，有许多不同文化中的哲学家和科学家对原子的存在提出了一些假设。
例如，古希腊的莱克希泽斯和德谟克利特提出了“原子”这个概念，他们认为物质由不可分割的原子构成。
虽然这些假设没有经过科学实验的验证，但它们在原子理论的发展中起到了重要的推动作用。
二、道尔顿的原子理论19世纪初期，英国科学家约翰·道尔顿提出了著名的原子理论。
他认为，原子是物质的基本单元，并且具有不可分割的性质。
他进一步提出了一些规则，如反应中的原子比例和化学反应中原子的重新组合。
道尔顿的理论为后来对原子结构的研究奠定了基础。
三、卢瑟福的金箔散射实验20世纪初，英国科学家欧内斯特·卢瑟福进行了一系列的金箔散射实验，这些实验对原子结构的理解产生了重大影响。
他发现，大部分的α粒子可以穿透金箔，但有少数粒子会发生反向散射。
通过这些实验，卢瑟福提出了原子具有一个小而带正电荷的核心，并且绝大多数的原子体积是由电子构成的空间所占据的。
这项发现为后来的原子模型提供了重要线索。
四、波尔的量子理论20世纪早期，丹麦物理学家尼尔斯·波尔提出了著名的波尔模型。
他基于卢瑟福的研究成果，将电子的能级理论与经典力学相结合，并提出了电子围绕原子核的轨道。
这个模型解释了原子光谱的特征，为量子力学的发展打下了基础。
五、量子力学的诞生量子力学的诞生可以追溯到20世纪20年代。
在这个时期，许多科学家，如斯海尔、德布罗意和海森堡，共同努力，推动了量子理论的发展。
量子力学提供了一种全新的解释和理解原子结构的框架，其中最著名的是薛定谔方程。
量子力学的出现彻底颠覆了经典力学的观念，为后来的原子结构研究提供了更深入、更准确的解释。
六、现代原子结构理论随着科技的发展和实验技术的进步，科学家对原子结构的理解变得更加完善和精确。
原子结构模型发展历程
原子结构模型发展历程古希腊哲学家提出的原子理论是原子结构模型的起源，公元前5世纪的苏格拉底、柏拉图和亚里士多德都曾提到原子的概念。
根据他们的理论，物质由不可再分的粒子组成，这些粒子被称为原子。
然而，由于当时缺乏实验证据，这个模型一直停留在哲学的层面上。
到了19世纪，科学家开始通过实验方法探索原子结构。
1803年，约翰·道尔顿提出了道尔顿原子理论，认为物质由不可再分的小球体组成，每种元素都有自己独特的原子。
虽然这个模型成功解释了许多化学现象，但它没有考虑到原子内部的结构。
接下来的几十年里，科学家通过一系列的实验，逐渐发现了原子内部的复杂结构。
1897年，英国物理学家汤姆孙发现了电子，提出了第一个原子内部结构模型，“西瓜糖葫芦模型”。
他将原子想象成一个正电荷均匀分布的球体，电子则像西瓜籽一样分散在球体内。
1909年，欧内斯特·卢瑟福进行了著名的金箔散射实验，发现了原子的绝大部分质量集中在中心的一个小区域。
这证实了原子具有集中的正电荷，同时也揭示了原子内部有一个巨大的空间。
为了解释这些实验结果，卢瑟福提出了“卢瑟福模型”，也被称为“行星模型”。
他认为，原子由一个带正电荷的核心和绕核心运动的电子组成，电子的轨道类似于行星围绕着太阳运动。
尽管卢瑟福模型得到了广泛的认可，但它无法解决一些问题，比如无法解释电子为什么不会坠落到核心。
1926年，奥地利物理学家艾尔温·薛定谔提出了量子力学的基本原理，并建立了薛定谔方程，为原子结构模型的发展提供了新的思路。
根据量子力学，电子不能简单地看作在固定轨道上移动，而是存在于由概率波函数描述的一个特定能级上。
随后，一批科学家对薛定谔方程进行了研究，并提出了各种原子结构模型，如“轨道模型”、“轨道云模型”、“分子轨道模型”等。
这些模型通过对电子在原子内部的行为和特性进行描述，为理解电子轨道、能级和化学键等提供了重要的理论基础。
20世纪中叶以后，随着计算机技术的飞速发展，原子结构模型的研究进入了计算科学的时代。
原子的构成
极难发生 化学反应 、性质稳 定
最外层电子数决定化学性质
1、判断是哪个原子，是金属还是非金属的原子，化 学应中电子变化趋势？
5
6
2、在化学反应里，原子的结构发生变化的是（） B A 、质子数 B、最外层电子数 c、中子数 D、核电荷数
1、离子：带电的原子或原子团。 2、分类 阳离子：(带正电荷） 离子
电子层数：1、2、3、4、5、6… 电子能量： 低 近 离核远近：
高 远
能量越低，离核越近；能量越高，离核越远。
资料：一个钠原子的原 子核内11个质子和12个 中子。核外有11个电子， 其中2个电子能量相近 都较低，8个电子能量 相近且能量稍高，还有 1个电子的能量相近且 能量最高，这些电子占 据核外的广大的空间， 以近似光速同时绕原子 核运动。 如何把核外电子 层排布形象地表 示出来？
中子
-
质子
原子 核 -
原子核 原子 核外电子
质子 （不带电） 中子
一、原子的结构
质子（1个质子带1个单位正电荷） 1.6726×10-27Kg 原子核 原子 （核电荷数） 中子 1.6748×10-27Kg
电子 （1个电子带1个单位负电荷） 质子质量的1/1836 核电荷数=质子数=核外电子数 原子的质量主要集中在原子核上。
3．一个碳原子的质量是1．993× 10千克，碳的相对原 子质量为 （ C ） （A）12克（B）14 （C）12 （D）16 4．已知原子的核电荷数，可以确定它的（ B） （A）相对原子质量 （B）质子数 （C）中子数 （D）电子层数 5.原子中决定相对原子质量大小的主要微粒是( B) A.质子数和电子数 B.质子数和中子数 C.中子数和电子数 D.核电荷数 7、在同一原子里，其数目相同的是（ B ） A、中子数和质子数 B、电子数和质子数 C、中子数和电子数 D、质子数和原子质量
原子的核式结构的发现
•一、原子结构的发现过程
19世纪末20世纪初 •1897年发现阴极射线是 电子流 •光电效应
•都从物体中击出电子来
•设想? •原子 (中性)
•电子(一) •正电荷? •汤姆生原子模型
汤姆生原子模型
正电荷 电子
•原子是一个球体，正电荷均 匀分布在整个球内，电子像枣 那样镶嵌在原子里面。
2.少数α粒子穿过金箔后前进方向发生了较大的偏转； 3.极少数α粒子发生大角度偏转，有的甚至被弹回。
粒子散射实验
1、绝大多数α 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进． 2、少数α 粒子发生了较大的偏转． 3、极少数α粒子的偏转超过90°． 4、有的甚至几乎达到180 °．
第一条现象说明，原子中绝大部分是空的；
汤姆生原子枣糕结构模型遭遇挑战 汤姆生原子枣糕结构模型遭遇挑战
电子 α粒子
结论： 由此可见： 新的原子结构 汤姆生原子枣糕模型 质量小 质量大 要解释α 粒子散射实验 不能解释 α粒子散射实验。 (7000倍) 应是怎样的呢 只有建立新的原子模型。
？ ？
？…
像尘埃
实 验 现 象Leabharlann 像子弹√××
1.绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进；
原子核的核式结构
根据卢瑟福的原子结构模型，原子内部是十分“空 旷”的，举一个简单的例子： 体育场 原子
原子核
原子如果相当于直径约 为百米的体育场大小； 则原子核的直径相当于 毫米大小的露珠；
原子核的组成 1919年，卢瑟福用a粒子轰击氮核，得到了质 子，进而猜想原子核内存在不带电的中子，这一猜 想在十年后被他的学生查德威克用实验证实，并得 到公认． 质子
核子
中子
质子数 电荷数
鲁教版九年级化学上册 原子的结构 物质构成的奥秘
A．①⑤
B．②⑦
C．③④
D．②⑥⑦
5、构成氧原子的微粒有（ C）
A．8个质子，8个中子，16个电子 B．8个质子，8个电子
C．8个质子，8个中子，8个电子 D．8个原子核，8个中子，8个电子
6、某原子的质子数为26，中子数比质子数多4，则该原子中所含微粒总数为（
）
82
15
1
盘点收获
学习目标你到达成了吗？ （1）能说出原子的构成； （2）会解释原子不显电性的原因； （3）知道原子的质量为什么主要集中在原子核上？
4
1 原子构成的发现史
2.汤姆森对原子中带正电部分的 猜想 汤姆森的“葡萄干布丁”模型。 3、卢瑟福和他的研究团队对猜想 的实验验证 α粒子轰击金箔实验推翻了“葡萄 干布丁”模型，建立了新的“卢瑟 福”原子模型
5
我们把体积很小、质量很大（相对而言）、 带正电的部位称之为原子核
思考提示：1.α粒子带正电荷、质量比电子大得 多 2.结合生活中类似的现象
实验现象
实验结论
绝大多数的α粒子能顺畅地穿透金箔，没受到阻碍 这个地方体积很小、外面有很大的空间
极少部分粒子反个地方质量比α粒子大得多 这个地方带正电荷
6
2
原子的结构
1 自主学习
阅读课本51页两段内容，独立思考并完成： 1.说一说原子是由哪两部分构成的？
原子核又是怎样结构的？ 说一说各部分的带电情况？ 2.原子核所带的正电荷数简称什么好？ 推一推核电荷数与质子数的关系？为什么？ 3.电子为什么又叫核外电子？ 原子核和核外电子都带电，为什么整个原子却不显电性？ 推一推核电荷数与核外电子数的关系？ 4.说出原子的质量几乎全部集中在原子核上的原因？ 阅读52页最后一段， 了解原子也是构成物质的一种基本微粒，它有哪些性质？
人类研究原子结构的历史发展历程
人类研究原子结构的历史发展历程解滨泽一．道尔顿原子学说各种物质的原子，它们各自的形状、大小、重量一定是相同的，不同物质的原子，其形状、大小及重量必不相同。
为此，他曾经作出这样的推理：假如水的某些原子比其他的水原子重，再假如某一体积的水恰恰由这些较重的水原子组成，那么这一体积的水的比重必然较其他水的比重要大（这显然与事实不符，因为我们知道无论从什么地方得来的纯水的比重都是相同的）。
由此及彼，其他物质也是如此。
道尔顿又指出，不同气体的原子的大小必然各异。
他说，如果将一体积氮与一体积氧进行化合，则会生成二体积的氧化氮，这二体积的氧化氮的数目一定不能多于一体积氮或氧的原子数。
因此，他说氧化氮的原子一定比氧、氮的原子大。
在这这种见解的基础上，道尔顿为了进一步解释一种气体扩散于他种气体的理由以及混合气体的压力问题，他又提出：同一化学物质的原子相互排斥。
道尔顿又推理说，当两种有弹性的流体混合在一起时，同一种微粒相互排斥，但并不排斥另一种微粒，因此，加在一个微粒上的压力，完全来自与它相同的微粒。
由此，他解释了他的分压定律。
正如他的一位朋友所说的那样，一种气体对别的任何气体来说都是一种真空。
以后，道尔顿进一步考虑到对各种原子的相对质量进行测量的问题，虽然进行了许多研究工作，但是依据当时的水平所测得的原子量是很不准确的，甚至无法计算各种元素的原子量，因而他不得不作了一些大胆的猜测和假设。
他首先为复杂原子进行了命名：二元化合物、三元化合物和四元化合物。
然后，他又很武断地作出了这样的结论：如果两种元素彼此化合，其化合时则遵循从最简单的方式开始，其层次分为4个。
道尔顿又据以上原则，以氢原子量为1，以此作为标准，规定了其他元素原子的相对质量。
道尔顿确定的化合物组成的规则是没有什么科学依据的，不能不说是过于主观、随意和武断之举。
因此，很多化合物复杂原子的组成被他弄错了，比如水是H2O，而他误作HO，随之氧的原子量也就错了。
1803年，10月18日，道尔顿在曼彻斯特的学会上第一次宣读了他的有关原子论的论文。
原子内部结构模型发展史
原子内部结构模型发展史在古代，对于原子这一概念的提出可以追溯到古希腊时代。
希腊哲学家德谟克利特首次提出了原子是构成物质的基本单位，并认为原子是不可再分割的。
然而，这一观点并没有得到科学实验证实。
古希腊的原子理论被视为哲学范畴，直到近代科学实验的发展和研究。
19世纪初，英国化学家道尔顿提出了现代原子理论，他认为原子是物质的基本单位，各种元素由不同种类的原子组成。
此后，人们在实验研究中对道尔顿原子理论进行了一系列验证，并发现一些例外情况。
例如，在一些化学反应中，元素的原子可以相互结合，形成化合物。
这一观察结果挑战了道尔顿的原子理论，使得人们开始对原子内部结构进行深入的研究。
在19世纪50年代，英国科学家约翰·巴德霍里发现了阴极射线管的存在，并发现它们是由一种被称为电子的粒子组成的。
这一发现为揭示原子内部结构的研究提供了重要线索。
随后，其他科学家开始对电子进行进一步的研究，包括对其性质、质量和电荷等方面的探究。
到了20世纪初，英国物理学家汤姆逊提出了“杏仁糖布丁模型”，即原子是一个正电荷均匀分布的球体，类似于杏仁糖布丁，而电子则嵌入其中。
他的观点得到了广泛的认可，并通过对阴极射线的偏转等实验证实了电子的存在。
这个模型虽然描述了原子中存在着正电荷和负电荷的结构，但未能解释为什么相邻的原子能够稳定地结合成分子。
不久后，新西兰物理学家欧内斯特·卢瑟福在进行阿尔法射线实验时提出了“太阳系模型”。
他发现，绝大多数的阿尔法粒子直接穿过金属箔而无任何偏转，少数的阿尔法粒子发生了明显的大角度散射。
根据这一观察，卢瑟福提出了太阳系模型，即原子是由一个非常小且带正电荷的核心（后来被称为原子核）和围绕核心运动的电子组成。
随着原子核的发现，人们开始对一个原子中的质子数目进行研究。
化学家亨利·莫塞利发现了质子的存在，并通过实验证实了质子的电荷和质量。
这一发现加强了卢瑟福的太阳系模型，并提供了一种解释原子内部结构的新视角。
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。
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原子结构的发现史
现代原子结构的发现历程可以追溯到19世纪中叶，以下是主要的发现和贡献：
1、约瑟夫·普朗克（1900年），提出能量量子化假设，解释黑体辐射问题；
2、雅各布斯·约翰·巴尔末林（1913年），提出原子模型，太阳系类比原子结构，电子以轨道运动；
3、亨利·莫塞莱（1913年），基于波动性提出原子模型，电子在原子核周围沿着波浪形运动；
4、罗伯特·密立根（1902年），实验证明末梢阴极发射出高速电子束，被称为电子；
5、欧内斯特·卢瑟福（1911年），进行了阿尔法粒子轰击金箔实验，证实原子结构中有一个小而致密的原子核；
6、小岛正治（1917年），提出了原子核的结构模型，包括质子和中子两种基本粒子；
7、詹姆斯·查德威克（1932年），通过散射实验发现中子，完善了原子核结构模型。
这些重要的发现和贡献帮助人们理解了原子结构中电子、原子核等基本粒子的本质和行为特征，进而推动了更多相关领域的发展，如量子力学、核物理和化学等。