原子结构模型

1、汤姆逊汤姆逊“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型模型- 1903年，汤姆孙提出年，汤姆孙提出原子结构模型：原子结构模型：带正电的部分均匀地分布带正电的部分均匀地分布在整个原子球体中；在整个原子球体中；带负电的电子镶嵌在带正带负电的电子镶嵌在带正电的球体之中。电的球体之中。带正电的球体与带负电的带正电的球体与带负电的电子二者电量相等，故原电子二者电量相等，故原子不显电性。子不显电性。6-2 第一个钻进原子中心的人第一个钻进原子中心的人卢瑟福的核式模型卢瑟福的核式模型 卢瑟福卢瑟福1871年年8月月13日出生在新西兰，日出生在新西兰，1894年大学毕业，年大学毕业，1895年到英国剑桥大学年到英国剑桥大学

2、学习，成为学习，成为J.J.汤姆孙的研究生。汤姆孙的研究生。1899年，卢瑟福用强磁场作用于年，卢瑟福用强磁场作用于镭发出的射线，他发现，射线可镭发出的射线，他发现，射线可以被分成三个组成部分。他把偏以被分成三个组成部分。他把偏转幅度小的带正电的部分叫转幅度小的带正电的部分叫射线，射线，把偏转幅度大的带负电的部分叫把偏转幅度大的带负电的部分叫射线，第三部分在磁场中不偏转，射线，第三部分在磁场中不偏转，且穿透力很强，他称之为且穿透力很强，他称之为射线。射线。1902年又提出了放射性元素衰变的理论。年又提出了放射性元素衰变的理论。卢瑟福对放射性的研究：卢瑟福对放射性的研究：1908年获得诺贝尔化学

3、奖年获得诺贝尔化学奖卢瑟福根据放射性元素蜕变的原理，来估算地球的卢瑟福根据放射性元素蜕变的原理，来估算地球的年龄。年龄。 样品年龄的测定样品年龄的测定 （铅法）：（铅法）： 铀和钍放射系衰变时,最后的稳定元素都是铅的同位素 238U 206Pb+8 4He 235U 207Pb+7 4He 232Th208Pb+6 4He 如果矿物和岩石在形成的时候，不含放射性来源的铅,则由现在所含的铀或钍与铅的比值,就可以测出矿物自形成时到现在的时间。铅比气体氦的移动性差，铀铅比气体氦的移动性差，铀铅时钟更有用。铅时钟更有用。1907年，Boltwood 解释铀铅时钟。1927年，Holmes 根据陆壳岩石

4、中铀和铅的丰度估算地球年龄为30亿年。 19361937年，尼尔（Alfred Nier）改进测试的方法，用3种方法对许多铀矿石进行测定，认为地球的年龄不小于20亿年。 1942年，格尔林提交了论文“根据放射性資料测定地球年龄”。 1950年，帕特森（Clair Patterson）发明了一种能对微量铅进行同位素分析的方法，他认为206Pb和207Pb都是铀变来的，测定海相沉积物并作为地壳平均值，对陨石进行测定，发现了铅同位素组成线性关系。陨石的年龄陨石的年龄 战后，人们在U-Pb方法之外，又用Rb-Sr 或K-Ar等测年方法对各种陨石进行测定，全面证实了帕特森的结论：所有的陨石都是距今454

5、5.5亿年形成的。陨石的化学组成陨石的化学组成 如果除去太阳中含量最多的元素氢和氦(呈气态,挥发,固体岩石中不易保存)，太阳和陨石的化学组成是非常近的。 所以，陨石的年龄和地球一样老，成份和太阳一样原始，近于构成原始星云的物质组成。1909年，年，粒子散射实验，找到打开原子迷宫的钥匙。粒子散射实验，找到打开原子迷宫的钥匙。1911年，提出了原子核式结构模型。年，提出了原子核式结构模型。1919年，第一次实现了元素的人工转变：用年，第一次实现了元素的人工转变：用粒子轰粒子轰击氮原子，获得氧的同位素。击氮原子，获得氧的同位素。1920年，预言中子；年，预言中子；1932年被法国的查德威克证实。年被

6、法国的查德威克证实。1919年任剑桥大学教授，并任卡文迪什实验室（年任剑桥大学教授，并任卡文迪什实验室（Cavendish Laboratory）主任。卢瑟福曾任英国皇帝家主任。卢瑟福曾任英国皇帝家学会会长。学会会长。1931年英王授予他勋爵的桂冠。年英王授予他勋爵的桂冠。 卢瑟福不仅是一位伟大的科学家，而且是一卢瑟福不仅是一位伟大的科学家，而且是一位受学者尊敬的导师，在他的学生中有十几位获位受学者尊敬的导师，在他的学生中有十几位获得了现代科学界最高荣誉得了现代科学界最高荣誉诺贝尔奖，其中包诺贝尔奖，其中包括玻尔、查德威克等。括玻尔、查德威克等。 1933年在剑桥大学修建蒙德实验室时，卢瑟福的

7、学生，俄国的低温物理之父卡皮查，专门请来了英国艺术家基尔，雕刻了三个雕像，一个是出资兴建这座实验室的蒙德，一个是世界著名的物理学家卢瑟福，还有一只神态凶猛的鳄鱼鳄鱼卢瑟福的科学精神。对真理孜孜不倦的追求，勇往直前、势不回头。1909年，年， 粒子散射粒子散射1 / 8000被反射，大部分透过被反射，大部分透过原子内大部分是空的原子内大部分是空的It was quite the most incredible event that ever happened to me in my life. It was almost as incredible as if you fired a 15-in

8、ch shell at a piece of tissue paper and it came back and hit you. 原子由原子核和原子由原子核和核外电子构成，原子核外电子构成，原子核带正电荷，占据整核带正电荷，占据整个原子的极小一部分个原子的极小一部分空间，而电子带负电，空间，而电子带负电，绕着原子核转动，如绕着原子核转动，如同行星绕太阳转动一同行星绕太阳转动一样。样。 1911年卢瑟福提出年卢瑟福提出原子的原子的“有核结构模型有核结构模型”（行星模型）。（行星模型）。行星模型可以很好的解释行星模型可以很好的解释 粒子散射的实验结果。粒子散射的实验结果。但是，按照经典电磁理论，

9、电子将在极短时间内但是，按照经典电磁理论，电子将在极短时间内塌缩到原子核上。塌缩到原子核上。由于无法解释原子的稳定性，行星模型并没有受到大家的广泛关注。通过波尔的工作，核式结构才最终为大家接受。原子核的发现，开始了人类对原子核研究的历史；继电子之后，对万物结构的探索迈出了新的一步。 关于中子的研究关于中子的研究1920年以前，人们认为原子由质子与电子构成；同位素的发现，意味着原子核内不止有质子。卢瑟福推测存在和质子差不多、但不带电的物质。1930年，波特等人用粒子轰击铍，发现一种穿透力 很强的中性射线；I.居里等人则发现这种射线可以从石蜡中打出质子。查德威克认为这就是中子！原子的大小和重量原子的大小和重量原子的直径原子的直径10-10m。把把1000万个碳原子一个接一个万个碳原子一个接一个排成行，其长度只有排成行，其长度只有 1 厘米。厘米。 50万个原子只能排满头发丝的万个原子只能排满头发丝的距离。距离。全世界全世界50亿人一起来数一滴水亿人一起来数一滴水中包含原子的数目，假定每人中包含原子的数目，假定每人数一个原子的时间一秒钟，数一个原子的时间一秒钟，50亿人一起数完一