原子结构模型发展史

(整期优先)网络出版时间:2011-12-22
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原子结构模型发展史

陈之普

河北省河间市第一中学陈之普

(1)1808年,道尔顿模型:原子是一个坚硬的小球。

英国自然科学家约翰·道尔顿提出了世界上第一个原子的理论模型。

他的理论主要有以下三点:

①原子都是不能再分的粒子;②同种元素的原子的各种性质和质量都相同;③原子是微小的实心球体。

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”。

(2)1897年,汤姆逊模型: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”。

“葡萄干布丁”模型由汤姆逊提出,是第一个存在着亚原子结构的原子模型。

汤姆逊在发现电子的基础上提出了原子的“葡萄干布丁”模型。

汤姆逊认为:

①电子是平均分布在整个原子上的,就如同散布在一个均匀的带正电荷的海洋之中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消;②在受到激发时,电子会离开原子,产生阴极射线。

汤姆逊的学生卢瑟福的α粒子轰击金箔实验(散射实验),否认了“葡萄干布丁”模型的正确性。

(3)1911年,卢瑟福模型:原子的大部分体积是空的,电子按照一定轨道围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。

行星模型是由卢瑟福提出的,以经典电磁学为理论基础,主要内容有:

①原子的大部分体积是空的;②原子的中心有一个很小的原子核;③原子的全部正电荷在原子核内,且几乎全部质量集中在原子核内部;带负电的电子在核空间进行绕核运动。

(4)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。

为了解释氢原子线状光谱这一事实,玻尔在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。玻尔原子结构模型的基本观点是:

①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道上绕原子核运动,不辐射能量。

②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量,且能量是量子化的,轨道能量值依n(1,2,3……)的增大而升高,n称为量子数。而不同的轨道则分别被命名为K(n=1)、L(n=2)、M(n=3)、N(n=4)、O(n=5)……。

③当且仅当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来,就形成了光谱。

(5)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。