第七章 原子结构优秀课件 (2)

①原子由带正电荷的原子核和核周围的带负电荷的 电子组成。
②原子核由带正电荷的质子和电中性的中子组成， 质子和中子的质量分别为1.6724×10-27kg和 1.6749×10-27kg。
③原子半径约为几百个 pm（lpm＝10-12m），核半 径约为几至几十个fm（l fm=10-15m）。
④原子核外电子的质量为9.1096×10-31kg，电子质量 约为质子质量的1/1836。
John Dalton in 1808
原子结构理论发展简史
原子结构理论发展重要里程碑
古希腊原子论
Dalton原子理论
Mendeleev and Meyer 元素周期表
Rutherford 带核原子模型
Bohr 氢原子模型
现代原子结构理论 量子力学模型
Leukippos (留基伯 ，500-440 BC）
二、 Bohr模型建立的基础
1、原子的线状光谱 2、能量量子化理论 3、光子学说
1、原子的线状光谱：
基本概念：
电磁波谱——各种电磁辐射（如γ射线，x射线，
光和无线电波）按波长（或频率）的顺序排列起 来所组成的波谱。
①首先提出了关于原子学说：
宇宙万物是由世界上最微
小的、坚硬的、不可分的
物质原子构成；
②原子数是无穷无尽的，它
们的大小、形状、重量等
都各自不同。
原子学说的创始人 Democritus的老师
Democritus(德谟克利特，460-370 BC）
Democritus 认为：
①宇宙 = 原子 + 虚空； ②原子守恒，任何变化都 是原子的结合和分离； ③物体的不同，是由于构 成的原子在数量、形状和 排列上的不同造成的。
单整数比结合。
Mendeleev (门捷列夫 , 1834-1907 ）
因为无机化学缺乏系统性，
门捷列夫开始研究排列无机 元素。
终于1869年提出元素周期律：
元素的性质，随着原子量的
增加呈周期性的变化，但又
不是简单的重复。
“什么是天才？终身 努力，便成天才！”
J.J.Thomson ( 汤姆逊 , 1856-1940 ）
原子有三个显著的特点：
① 原子核体积非常小； ② 原子核密度非常大； ③ 原子核集中了原子的绝大部分质量，
约为原子总质量的99.9%以上。
Rutherford 模型的缺陷：
有核模型与经典力学相 矛盾：
原①子带整负个电体荷系的每电放子出围一绕部分能量，电子就必 然向带核正靠电近荷一的些原，子最核终高的速结果是电子离核越来 越近运，动落时到，原应子当上不，断原地子以将不复存在。
第七章 原子结构
我叫原子核，由电中 性的中子和正电性的质 子组成。
我叫电子，是你的隔 壁邻居，我和我的兄弟 带负电荷，以保证宿主 原子的电中性。
原子结构示意图
Some Examples of Atoms (Protons
in red / Neutrons in blue)
Hydrogen Helium
1891年用法拉第管开始了原子
结构理论研究。他研究了阴 极射线在磁场和电场中的偏 转，测定了e/m，结果从实验 中发现电子的存在。
提出原子模型，把原子看成是
一个带正电的球，电子在球 1906年获得了诺贝尔
内运动。
物理学奖
电子的 发现
阴极射线
直线进行 受屏障阻挡
阴极射线管
具有动能
外加电场 ( - ) 发生偏转
电磁波的形式放出能量。 实际上多数原子是稳定存在的。
Rutherford 模型的缺陷：
有核模型与经典力学相矛盾： ②原子发射电磁波的频率决
定于电子绕核运动时放出
的能然量，而因，放试出验能证量明是连原子的发射光谱是不连续 的续线的状，所光以谱发，射表电明磁原波的子只发射具有一定能量波 长频的率光也应。是连续的。
Contents：
§1 §2 §3 §4 §5
Bohr的氢原子模型 氢原子的量子力学模型 多电子原子结构 电子层结构与元素周期表 元素基本性质的周期性
§1 Bohr的氢原子模型
一、原子结构理论发展简史 二、Bohr模型建立的基础 三、Bohr模型
一、原子结构理论发展简史
….the ultimate particles of all homogeneous bodies are perfectly alike in weight, figure, etc. In other words, every particle of water is alike every other particle of water, every particle of hydrogen is alike every other particle of hydrogen, etc.
Lithium
化学反应的实质
新键形成
+
+
旧键断裂
反应方程式：2H2 + O2 = 2H2O
学习要求：
1、了解原子结构理论发展历史和Bohr理论 2、掌握四个量子数的物理意义、取值规则 3、能够熟练地书写原子核外电子排布式 4、根据电子层结构特征判断元素在周期表
中的位置 5、熟悉元素基本性质的周期性变化规律
原子唯物论创始人之一 “百科全书式的人物”
John Dalton (道尔顿 , 1766-1844 ）
近代原子论：
①元素由不可分的微粒—原子 构成，是一切化学变化的最 小单位 。
②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。
③不同元素化合时，原子以简 “ 近代化学之父 ”
( + ) 带有负电荷
结论：
①阴极射线是一束高速运动的带负电的粒子 流——电子。 ②用各种不同的气体填充阴极射线管，或用 不同的金属做电极，都产生阴极射线。 ③在一切元素的原子中都含有电子，证明原 子是可分的。 ④电子的质量约为氢原子量的1/1840，电子 的电荷是1.6 10-19C。
E. Rutherford (卢瑟福, 1871-1937 ）
①确立了放射性是发自原子 内部的变化。
②根据α粒子散射实验提出 原子核式结构模型。
③发现并命名质子。
④实现了人工核反应。
二十世纪最伟大的实 验物理学家之一
Rutherford 粒
能粒
子撞
击原 子使 粒子束→
原子核
它们 反转
发生
偏转
相互
作用
金箔
直线穿过
结论：行星式的原子模型