化学概论原子结构

魅力科学论文

题目化学概论|—-原子结构

姓名刘兵

专业交通运输

学号２0１3３4018

指导教师张志强

郑州科技学院辆与交通工程系

二○一六年六月

学习就是一种信仰——超星就是个很不错得学习软件,在这个软件上通过对《魅力科学》得学习，让我了解了很多科学知识，丰富了阅历,使我们对这个世界又充满了更多得求知欲,更加坚定了要在求知路上脚踏实地地走好每一步。通过最近一段时间得学习,我对“化学概论——原子结构"课题很感兴趣。

通过对这门课得学习，我认识到了原子得结构组成，以及电子得发现，电子发现以后,人们普遍认识到电子就是一切元素得原子得基本组成部分、但通常情况下原子就是呈电中性得,这表明原子中还有与电子得电荷等量得正电荷,所以,研究原子得结构首先要解决原子中正负电荷怎样分布得问题、从１901年起，各国科学家提出各种不同得原子模型、

一、汤姆逊得原子模型ﻫ第一个比较有影响得原子模型，就是J．J.汤姆逊于１904年提出得“电子浸浮于均匀正电球"中得模型、她设想,原子中正电荷以均匀得密度连续地分布在整个原子中,原子中得电子则在正电荷与电子间得作用力以及电子与电子间得斥力得作用下浮游在球内、这种模型被俗称为“葡萄干布丁模

型"、汤姆逊还认为,不超过某一数目得电子将对称地组成一个稳定得环或球壳；当电子得数目超过一定值时，多余电子组成新得壳层，随着电子得增多将造成结构上得周期性、因此她设想，元素性质得周期变化或许可用这种电子分布得壳层结构作出解释、汤姆逊得原子模型很快地被进一步得实验所否定,它不能解释α射线得大角度散射现象、

二、α粒子散射实验ﻫ卢瑟福从19０4年到1906年6月，做了许多α射线通过不同厚度得空气、云母片与金属箔（如铝箔）得实验、英国物理学家W。H。布拉格（Bragｇ，W、H、1862-1942）在１904－１905年也做了这样得实验、她们发现,在此实验中α射线速度减慢，而且径迹偏斜了（即发生散射现象）、例如，通过云母得某些α射线，从它们原来得途径约偏斜２°,发生了小角度散射、1906年冬,卢瑟福还认识到α粒子在某一临界速度以上时能打入原子内部,由它得散射与所引起得原子内电场得反应可以探索原子内部结构、而且她还预见到可能会出现较大角度得散射、ﻫ１９07—1908年间，在卢瑟福指导下盖革也进行了α粒子散射实验研究，发现α粒子射入金属箔时散射角与材料得厚度与原子量有关；又发现大多数粒子散射角度很小,但有少数α粒子偏角很大、卢瑟福敏锐地认识到精确地观察大角度α粒子散射对于了解原子内部得电场与结构非常重要、在卢瑟福得指导下,盖革与青年研究生马斯顿(Mａrsdｅｎ,E、18８9-?）于190９年３月用镭作放射源,进行α粒子穿射金属箔（先后用了金箔与铂箔）得实验,精心测量数量极少得大角度散射粒子、结果发现约有八千分之一得入射α粒子发生大角度偏转,偏转角平均为９0°,其中有得甚至反弹回来、α粒子得这种超过90°得反常得散射现象，使卢琴福十分惊讶,虽然她事前对大角度散射做过一些推测、多年以后，她在１925年得一次讲演中曾讲到１９０9年3月这次实验后得心情、她说:“如果将一张金叶放在一束α射线得径迹上，某些射线进入金得原子并被散射,那只就是所期望得、但就是,一种明显而未料相想到得观察就是一些快速得α粒子得速度与能量之大，那就是一张极其惊人得结果、……正好象一个炮手将一颗炮强射在一张纸上,而由于某种其她原因弹头再弹回来一样”、在卢瑟福得指导下,盖革与马斯顿对实验进行总结并写成论文，交英国皇家学会发表、ﻫ三、卢瑟福发现原子核,建立有核原子模型ﻫ盖革与马斯顿由于对自己得发现得意义了解不深，论文发表后又回到小角度散射实验方面、卢琴福则不同，她1９０９年讲学时谈到大角度散射时说：“这一结果对于了解原子周围或原子内部得电场强度，带来了巨大光明、”又说：“原子处于一个强电场中得结论就是不可避免得，否则α粒子通过象一个分子直径这样小得距离而改变方向就是不可能得、”此后一二年内，卢瑟福以她敏锐得直

觉与深邃得洞察力，紧紧抓住这个容易被人们忽略得反常现象，从原子内存在强电场得观点,探索α粒子大角度散射得原因，从而发现了原子得有核结构、1910年12月,卢瑟福对大角度散射过程得受力关系进行计算,得出一个新得原子结构设想、经过反复思索、研究,于19１１年４月下旬写出论文《α与β粒子被物质散射与原子结构》,于5月发表、她认为α粒子就是在同作为靶得金属箔得原子一次碰撞中改变其方向得，因此原子中有一个体积很小、质量很大得带正电荷得原子核,它对带正电荷得α粒子得很强得排斥力使粒子发生大角度偏转；原子核得体积很小,其直径约为原子直径得万分之一至十万分之一,核外就是很大得空得空间，带负电得、质量比核轻得多得电子在这个空间里绕核运动、卢瑟福在论文中提出她得原子有核模型可从几个方面验证，盖革与马斯顿１9１２年所做得实验证实了原子核得存在、１9１3年莫斯莱定律得发现以及1９19年阿斯顿(Ast-on,F、Ｗ、18７7－1945)用质谱仪测定各种元素得同位素进一步证实了卢琴福得原子模型、ﻫ但就是，卢瑟福原子模型由于同经典电磁理论存在着尖锐矛盾而遇到困难,所以发表后没有很快引起国内外得重视、1913年玻尔把量子论用于原子，与卢瑟福有核原子模型结合起来，使它发展成为卢瑟福-玻尔原子模型，迅速受到各国科学界得高度重视,大大提高了卢瑟福与玻尔得声誉、从１898年发现镭到１9１1年发现原子核与原子有核结构,出现了根本变革以往得原子论得划时代科学硕果、原子有核结构得发现意味着原子物理学与核物理学得出现，也就是现代结构化学即将诞生得前奏、

参考文献:

《化学概论》—-——张英珊2０0５版

《结构化学基础》-——-周公度段边运版

《普通化学原理》————北京大学化学院版

《量子化学》———-徐光宪黎乐民版

《高分子化学》—-——潘祖仁版