(1.27)--第五章 原子结构--第1，2节.pdf

第五章原子结构和元素周期律

近代原子结构理论的确立

微观粒子运动的特殊性

核外电子运动状态的描述

核外电子的排布

元素周期表

元素基本性质的周期性

5.1近代原子结构理论的确立

一、原子结构模型

古希腊哲学家在公元前5世纪指出，每一种物

质是由一种原子构成的；原子是物质最小的、不可再

分的、永存不变的微粒。原子atom一词源于希腊语，

原义是“不可再分的部分”。

直到18世纪末和19世纪初，随着质量守恒定

律、当量定律、倍比定律等的发现，人们对原子的概

念有了新的认识。

1803年，英国化学家J.Dalton提出了化学原子

论。其主要观点为

Ø每一种元素有一种原子；

Ø同种元素的原子质量相同，不同种元素的原子质量

不相同；

Ø物质的最小单位是原子，原子不能再分；一种原子

不会转变成为另一种原子；

Ø化学反应只是改变了原子的结合方式，是使反应前

的物质变成了反应后的物质。

Dalton的原子论解释了一些化学现象，极大地

推动了化学的发展，特别是他提出了原子量的概念，

为化学进入定量阶段奠定了基础。

但是这一理论不能解释同位素的发现，没有说明

原子与分子的区别，不能阐明原子的结构与组成。

19世纪末和20世纪初，在电子、质子、放射性

等一批重大发现的基础上，建立了现代原子结构模型。

1803年道尔顿模型

原子是一个坚硬的实心小球

英国自然科学家约翰·道尔顿提出世界上第一个原子。

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，道尔顿被后人誉为“近代化学之父”。

1904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”故名“枣糕模型”或“葡

萄干蛋糕模型”；也叫“西瓜模型”。

汤姆逊在1897年发现电子，否定了道尔顿的“实心

球模型”。

第一个存在着亚原子结构的原子模型。

约瑟夫·约翰·汤姆逊生在发现电子的基础上提出了原

子的葡萄干蛋糕模型（枣糕模型/西瓜模型）。

卢瑟福行星

1911年提出：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。

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在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，且几乎全部质量均

集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核

运动。

人类对电的本质认识是对真空放电技术的研究开始的

1879年，发现了阴极射线。

1897年，低压气体放电实验，证实阴极射线就是

带负电荷的电子流，并得到电子的荷质比

8-1

e∕m1.7588×10Cg。

1909年，油滴实验，测出了一个电子的电量为

1.602×10-19C，通过电子的荷质比得到电子的质量

m9.11×10-28g。

放射性的发现是19世纪末自然科学的另一重大发现。

u1895年，德国物理学家Rongen首先发现了X-射线。

u1896年，陆续发现了放射性元素铀、镭、钋等，发

现了放射过程中的α粒子、β粒子和γ射线。

u1911年，Rutherford根据α粒子散射的实验，提出了

新的原子模型，称为原子行星模型或核型原子模型：

原子