原子結(jié)構(gòu)模型

1、湯姆遜湯姆遜“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型模型- 1903年，湯姆孫提出年，湯姆孫提出原子結(jié)構(gòu)模型：原子結(jié)構(gòu)模型：帶正電的部分均勻地分布帶正電的部分均勻地分布在整個原子球體中；在整個原子球體中；帶負電的電子鑲嵌在帶正帶負電的電子鑲嵌在帶正電的球體之中。電的球體之中。帶正電的球體與帶負電的帶正電的球體與帶負電的電子二者電量相等，故原電子二者電量相等，故原子不顯電性。子不顯電性。6-2 第一個鉆進原子中心的人第一個鉆進原子中心的人盧瑟福的核式模型盧瑟福的核式模型 盧瑟福盧瑟福1871年年8月月13日出生在新西蘭，日出生在新西蘭，1894年大學(xué)畢業(yè)，年大學(xué)畢業(yè)，1895年到英國劍橋大學(xué)年到英國劍橋大學(xué)

2、學(xué)習(xí)，成為學(xué)習(xí)，成為J.J.湯姆孫的研究生。湯姆孫的研究生。1899年，盧瑟福用強磁場作用于年，盧瑟福用強磁場作用于鐳發(fā)出的射線，他發(fā)現(xiàn)，射線可鐳發(fā)出的射線，他發(fā)現(xiàn)，射線可以被分成三個組成部分。他把偏以被分成三個組成部分。他把偏轉(zhuǎn)幅度小的帶正電的部分叫轉(zhuǎn)幅度小的帶正電的部分叫射線，射線，把偏轉(zhuǎn)幅度大的帶負電的部分叫把偏轉(zhuǎn)幅度大的帶負電的部分叫射線，第三部分在磁場中不偏轉(zhuǎn)，射線，第三部分在磁場中不偏轉(zhuǎn)，且穿透力很強，他稱之為且穿透力很強，他稱之為射線。射線。1902年又提出了放射性元素衰變的理論。年又提出了放射性元素衰變的理論。盧瑟福對放射性的研究：盧瑟福對放射性的研究：1908年獲得諾貝爾化學(xué)

3、獎年獲得諾貝爾化學(xué)獎盧瑟福根據(jù)放射性元素蛻變的原理，來估算地球的盧瑟福根據(jù)放射性元素蛻變的原理，來估算地球的年齡。年齡。 樣品年齡的測定樣品年齡的測定 （鉛法）：（鉛法）： 鈾和釷放射系衰變時,最后的穩(wěn)定元素都是鉛的同位素 238U 206Pb+8 4He 235U 207Pb+7 4He 232Th208Pb+6 4He 如果礦物和巖石在形成的時候，不含放射性來源的鉛,則由現(xiàn)在所含的鈾或釷與鉛的比值,就可以測出礦物自形成時到現(xiàn)在的時間。鉛比氣體氦的移動性差，鈾鉛比氣體氦的移動性差，鈾鉛時鐘更有用。鉛時鐘更有用。1907年，Boltwood 解釋鈾鉛時鐘。1927年，Holmes 根據(jù)陸殼巖石

4、中鈾和鉛的豐度估算地球年齡為30億年。 19361937年，尼爾（Alfred Nier）改進測試的方法，用3種方法對許多鈾礦石進行測定，認(rèn)為地球的年齡不小于20億年。 1942年，格爾林提交了論文“根據(jù)放射性資料測定地球年齡”。 1950年，帕特森（Clair Patterson）發(fā)明了一種能對微量鉛進行同位素分析的方法，他認(rèn)為206Pb和207Pb都是鈾變來的，測定海相沉積物并作為地殼平均值，對隕石進行測定，發(fā)現(xiàn)了鉛同位素組成線性關(guān)系。隕石的年齡隕石的年齡 戰(zhàn)后，人們在U-Pb方法之外，又用Rb-Sr 或K-Ar等測年方法對各種隕石進行測定，全面證實了帕特森的結(jié)論：所有的隕石都是距今454

5、5.5億年形成的。隕石的化學(xué)組成隕石的化學(xué)組成 如果除去太陽中含量最多的元素氫和氦(呈氣態(tài),揮發(fā),固體巖石中不易保存)，太陽和隕石的化學(xué)組成是非常近的。 所以，隕石的年齡和地球一樣老，成份和太陽一樣原始，近于構(gòu)成原始星云的物質(zhì)組成。1909年，年，粒子散射實驗，找到打開原子迷宮的鑰匙。粒子散射實驗，找到打開原子迷宮的鑰匙。1911年，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型。年，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型。1919年，第一次實現(xiàn)了元素的人工轉(zhuǎn)變：用年，第一次實現(xiàn)了元素的人工轉(zhuǎn)變：用粒子轟粒子轟擊氮原子，獲得氧的同位素。擊氮原子，獲得氧的同位素。1920年，預(yù)言中子；年，預(yù)言中子；1932年被法國的查德威克證實。年被

6、法國的查德威克證實。1919年任劍橋大學(xué)教授，并任卡文迪什實驗室（年任劍橋大學(xué)教授，并任卡文迪什實驗室（Cavendish Laboratory）主任。盧瑟福曾任英國皇帝家主任。盧瑟福曾任英國皇帝家學(xué)會會長。學(xué)會會長。1931年英王授予他勛爵的桂冠。年英王授予他勛爵的桂冠。 盧瑟福不僅是一位偉大的科學(xué)家，而且是一盧瑟福不僅是一位偉大的科學(xué)家，而且是一位受學(xué)者尊敬的導(dǎo)師，在他的學(xué)生中有十幾位獲位受學(xué)者尊敬的導(dǎo)師，在他的學(xué)生中有十幾位獲得了現(xiàn)代科學(xué)界最高榮譽得了現(xiàn)代科學(xué)界最高榮譽諾貝爾獎，其中包諾貝爾獎，其中包括玻爾、查德威克等。括玻爾、查德威克等。 1933年在劍橋大學(xué)修建蒙德實驗室時，盧瑟福的

7、學(xué)生，俄國的低溫物理之父卡皮查，專門請來了英國藝術(shù)家基爾，雕刻了三個雕像，一個是出資興建這座實驗室的蒙德，一個是世界著名的物理學(xué)家盧瑟福，還有一只神態(tài)兇猛的鱷魚鱷魚盧瑟福的科學(xué)精神。對真理孜孜不倦的追求，勇往直前、勢不回頭。1909年，年， 粒子散射粒子散射1 / 8000被反射，大部分透過被反射，大部分透過原子內(nèi)大部分是空的原子內(nèi)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電子構(gòu)成，原子核外電子構(gòu)成，原子核帶正電荷，占據(jù)整核帶正電荷，占據(jù)整個原子的極小一部分個原子的極小一部分空間，而電子帶負電，空間，而電子帶負電，繞著原子核轉(zhuǎn)動，如繞著原子核轉(zhuǎn)動，如同行星繞太陽轉(zhuǎn)動一同行星繞太陽轉(zhuǎn)動一樣。樣。 1911年盧瑟福提出年盧瑟福提出原子的原子的“有核結(jié)構(gòu)模型有核結(jié)構(gòu)模型”（行星模型）。（行星模型）。行星模型可以很好的解釋行星模型可以很好的解釋 粒子散射的實驗結(jié)果。粒子散射的實驗結(jié)果。但是，按照經(jīng)典電磁理論，

9、電子將在極短時間內(nèi)但是，按照經(jīng)典電磁理論，電子將在極短時間內(nèi)塌縮到原子核上。塌縮到原子核上。由于無法解釋原子的穩(wěn)定性，行星模型并沒有受到大家的廣泛關(guān)注。通過波爾的工作，核式結(jié)構(gòu)才最終為大家接受。原子核的發(fā)現(xiàn)，開始了人類對原子核研究的歷史；繼電子之后，對萬物結(jié)構(gòu)的探索邁出了新的一步。 關(guān)于中子的研究關(guān)于中子的研究1920年以前，人們認(rèn)為原子由質(zhì)子與電子構(gòu)成；同位素的發(fā)現(xiàn)，意味著原子核內(nèi)不止有質(zhì)子。盧瑟福推測存在和質(zhì)子差不多、但不帶電的物質(zhì)。1930年，波特等人用粒子轟擊鈹，發(fā)現(xiàn)一種穿透力 很強的中性射線；I.居里等人則發(fā)現(xiàn)這種射線可以從石蠟中打出質(zhì)子。查德威克認(rèn)為這就是中子！原子的大小和重量原子的大小和重量原子的直徑原子的直徑10-10m。把把1000萬個碳原子一個接一個萬個碳原子一個接一個排成行，其長度只有排成行，其長度只有 1 厘米。厘米。 50萬個原子只能排滿頭發(fā)絲的萬個原子只能排滿頭發(fā)絲的距離。距離。全世界全世界50億人一起來數(shù)一滴水億人一起來數(shù)一滴水中包含原子的數(shù)目，假定每人中包含原子的數(shù)目，假定每人數(shù)一個原子的時間一秒鐘，數(shù)一個原子的時間一秒鐘，50億人一起數(shù)完一