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高中化学选修三（人教版）课外阅读资料

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高中化学选修三（人教版）课外阅读资料
第一章原子结构与性质
第一节原子结构
拓展视野
原子结构模型的主要演变过程
1、思考“大物质与小物质”的关系
公元前 400 多年，古希腊哲学家德谟克利特, 提出万物由原子构成的思想，认为原子是不能再分的实心小球。
2、小物质到底是什么？有什么特点？
19 世纪初，道尔顿对小物质的思考，创立了原子学说，基本观点包括： ①一切物质都是由不可见的，不可再分的原子组成，原子不能自生自灭； ②同种类的原子具有相同的性质，不同的原子性质不同； ③每一种物质都由特定的原子组成。原子学说成为 19 世纪初化学理论的基础，推动了 19 世纪化学的迅速发展。
3.神秘的绿色荧光------电子的发现，产生“葡萄干布丁模型”
汤姆逊对“阴极射线管”的研究，得出结论：原子并不是物质可分性的最后极限，从原子中可以进一步分出电子。提出“葡萄干布丁模型”----原子含有一个均匀的阳电球，若干阴性电子在这个球体内运行。这个模型，电子分布在球体中很有点像葡萄干点缀在一块蛋糕里，称为“葡萄干蛋糕模型”或“葡萄干布丁模型”。从此，人们打开了神秘的原子世界的大门，进入了微观世界的新纪元。
汤姆逊的实验设计得很巧妙，然而其物理思想其实很简单：如果射线是带负电的，它们不仅能被磁铁偏转，也应该在电场中偏转。
汤姆逊制作了一个类似于赫兹实验用的克鲁克斯管，把偏转金属板放在放电管内，金属板上加一个电压形成电场，当阴极射线通过电场时，没有观察到任何持续而稳定的偏转。但细心的汤姆逊没有放过实验中出现的非常细微的异常现象。他发现在金属板上外加电压的瞬间阴极射线出现短暂的偏转，然后很快地回到管壁标尺的中点。
汤姆逊抓住这瞬间的异常，分析出现这种现象的可能原因。他认为，当阴极射线穿过气体时会使气体变成导电体，射线将被导电体包围起来，屏蔽了电的作用力，就像金属罩把验电器屏蔽起来一样，使它不受外部的电作用。由此，汤姆逊利用了当时最先进的真空技术，将放电管内的空气一直抽到只剩下极小量的空气时，终于排除了电离气体的屏蔽作用，使阴极射线在电场中发生了稳定的电偏转，偏转的方向表明射线带的是负电荷，取得了前人没有得到的新的物理测量结果。汤姆逊成为最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人。
4. 卢瑟福的行星式原子模型
卢瑟福做过多次α粒子去轰击金箔的实验，观测的结果和汤姆逊的葡萄干蛋糕模型符合得很好。盖革和卢瑟福的学生马斯登又重复着这个已经做过多次的实验，奇迹出现了!他们不仅观察到了散射的α粒子，而且观察到了被金箔反射回来的α粒子。卢瑟福陷入深深的思考-----“这是一件不可思议的事。这就像你对着卷烟纸射出一颗15英寸的炮弹，却被反射回来的炮弹击中一样地不可思议”。
卢瑟福对α 粒子散射实验的思考，证实了原子中带正电的原子核只是一个体积极小，质量大的核，核外电子受原子核的作用而在核外围空间运动，产生核式原子模型, 推翻了他的老师汤姆逊的实心带电球原子模型。然而，卢瑟福原子模型存在的致命弱点是正负电荷之间的电场力无法满足稳定性的要求。
5、核外的量子化轨道----玻尔模型
玻尔在卢瑟福模型的基础上，他提出了电子在核外的量子化轨道，假定原子只能处在分立的定态之中，而且最低的定态就是原子的正常态。玻尔的原子理论给出这样的原子图像：电子在一些特定的可能轨道上绕核作圆周运动，离核愈远能量愈高；可能的轨道由电子的角动量必须是 h/2π的整数倍决定；当电子在这些可能的轨道上运动时原子不发射也不吸收能量，只有当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才发射或吸收能量，而且发射或吸收的辐射是单频的，辐射的频率和能量之间关系由 E＝hν给出。玻尔的理论成功地说明了原子的稳定性和氢原子光谱线规律，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说，但是波尔理论只限于解释氢原子或类氢离子的光谱，不能解释多电子原子的光谱。
还有微观粒子的波粒二象性、海森堡提出的测不准原理、薛定谔方程等理论为近代量子力学奠定了理论基础。
总之，20世纪20年代中期建立的量子力学理论，使人们对于原子结构有了更深刻的认识，从而建立了原子结构的量子力学模型。在建立模型的过程中，实
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