原子模型的变化
- 科学家开发的原子模型随着时间的推移而改变,因为实验证据提高了我们对原子结构的理解
- 1803年,约翰·道尔顿提出了他的原子理论,基于三个关键思想:
- 物质是由原子构成的,原子是微小的粒子,不能被创造、毁灭或毁灭划分
- 同一元素的原子是相同的,不同元素的原子是不同的
- 不同的原子结合在一起形成新的物质
- 在当时,这个理论是正确的,但随着科学的发展,道尔顿理论的某些部分被推翻了
- 这是科学的一个基本特征:新的实验证据可能导致一个科学模型被改变或取代
原子结构模型的演化
电子的发现
- 1897年,物理学家J.J.汤姆森发现了电子
- 使用一个阴极射线管他进行了一项实验,将电子确定为a消极的带电亚原子粒子,从而证明原子是可分割的
电子束向正极板偏转的示意图,证明电子带负电
- 根据他的研究,汤姆逊提出了一个被称为原子模型葡萄干布丁该模型描述了负电子在带正电物质的软球中扩散
显示原子葡萄干布丁模型的图表
原子核的发现
- 1909年,欧内斯特·卢瑟福根据著名的金箔实验提出了他的原子模型
- 卢瑟福将一束带正电荷的粒子射向一层薄薄的金箔,根据葡萄干布丁模型,他期望粒子能穿过金箔,因为人们认为原子核的正电荷是均匀分布的
- 有些粒子分散然而,有一些被直接折射回来,这使他假设,一个原子的大部分质量集中在原子中心的空间区域,这个区域被称为原子中心核
- 卢瑟福的散射实验结果并不支持葡萄干布丁模型中描述的原子的观点,因此必须改变模型
- 在卢瑟福的模型中,原子主要由空空间与核在中心和电子轨道在绕原子核的路径上
- 这个模型被称为核模型原子的
欧内斯特·卢瑟福的原子核模型
- 在葡萄干布丁模型中,原子被描述为由嵌入在正电荷球内的电子组成,而在原子核模型中,原子核是原子中心的正电荷结构,负的(小得多的)电子围绕着它的外部“运行”
玻尔模型
- 1913年,尼尔斯·玻尔进一步发展了原子核模型,提出电子围绕原子核运行固定位于的壳层或轨道设置距离从原子核出发
- 每个轨道都有一个不同的能量与之相关的,是高能轨道进一步远离原子核
- 这个模型解决了为什么原子不会由于正核和环绕原子核的负电子之间的吸引力而向内坍缩的问题
- 玻尔的理论和计算结果与实验结果一致
- 进一步的研究和实验表明,原子核可以被分成更小的粒子,每个粒子都有相同的质量和电荷
- 这项工作导致了质子
尼尔斯·玻尔的原子模型
中子的发现
- 1920年,卢瑟福提出了原子核内存在大而中性的粒子的观点
- 他的想法是基于原子的原子质量和原子序数之间的差异
- 1932年,詹姆斯·查德威克发表了一篇论文,基于Frédéric和Irène约里奥-居里的实验,为这些中性粒子的存在提供了证据,这些中性粒子被称为中子