《工程化学》课程教学资源_课件2020版_4-1 物质结构（1）

归东理王大彩 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 第四章 物质结构基础 我们周围的世界存在着形形色色的物质，不同的物 质性质各不相同，但某些物质的性质又有些相似。长期 以来，人们为了知道物质的性质的内在原因进行了不断 地探索，但只有当人们逐步揭示物质内部结构的奥秘时， 才知道物质的性质与它内部的结构有关。显然，物质的 性质（外部特征）是物质结构（内部特征）在各种条件 下的体现。因此，要更好地掌握物质的性质及其变化规 律，必须深入了解物质结构知识。 但内部结构太小，长期以来缺乏有效工具。（隧道扫描 显微镜)

第四章 物质结构基础 我们周围的世界存在着形形色色的 物质，不同的物 质性质各不相同，但某些物质的 性质又有些相似。长期 以来，人们为了知道物质的性质的内在原因进行了不断 地探索，但只有当人们逐步揭示物质内部结构的奥秘时， 才知道物质的性质与它内部的结构有关。显然，物质的 性质（外部特征）是物质结构（内部特征）在各种条件 下的体现。因此，要更好地掌握物质的性质及其变化规 律，必须深入了解物质结构知识。 但内部结构太小，长期以来缺乏有效工具。(隧道扫描 显微镜)

归东理工大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 23月 200A 3e8日 4e8日 580月 600R 2e38 1993年，中国科学院通过移动单个 硅原子所写的世界上最小的“中国”二字

1993年，中国科学院通过移动单个 硅原子所写的世界上最小的“中国”二字

力东理工大军 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 这是中国科学 家用一个个铁 原子排列出的 世界上最小的 “原子”二字

这是中国科学 家用一个个铁 原子排列出的 世界上最小的 “原子”二字

力东理王大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 道尔顿原子模型 汤姆生原子模型 英国物理学家 (枣糕模型) 英国化学及物理学家 道尔顿（仃.Da1ton) 汤姆生 (J.J.Thomson,1856-1940) 波尔的原子结构模型 卢瑟福原子模型 丹麦物理学家 英籍新西兰物理学家 波尔(N.Bohr,1885-1962 卢瑟福 (E.Rutherford,1871-1937)

第一节、原子结构模型 力东理工大得 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 、 模型的演变 1道尔顿的原子学说-提出原子论 1803年，英国化学家道尔顿阐述了他的化学原子论。 主要观点有： ()所有物质都是由非常微小的，不可再分的实心球体 即原子组成的： (2)同种物质的原子其质量、大小和形状都相同，不 同元素的原子不同，主要表现为质量的不同； 3)原子不能被分割； (4)原子是元素参加化学变化的最小单位，在化学反 应中，原子仅仅是重新排列，而不会被创造或消失

第一节、原子结构模型 一、模型的演变 (1)所有物质都是由非常微小的，不可再分的实心球体 即原子组成的； (2)同种物质的原子其质量、大小和形状都相同，不 同元素的原子不同，主要表现为质量的不同； (3)原子不能被分割； (4)原子是元素参加化学变化的最小单位，在化学反 应中，原子仅仅是重新排列，而不会被创造或消失。 1.道尔顿的原子学说-提出原子论 1803年，英国化学家道尔顿阐述了他的化学原子论。 主要观点有：

归东理工大军 2.汤姆生的原子结构模型 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY -发现电子（阴极射线，带负电荷） 1897年，汤姆生证明假设原子带正电的部分像“流 体”一样均匀分布在球形的原子内，而负电子则嵌在球 体的某些固定位置。汤姆生认为，正电荷均匀地分布在 原子之中，而电子就像是葡萄干面包中的葡萄干一样散 布在原子的正电荷之中，这就是原子结构的第一个模 型一葡萄干面包式模型。 不久，他的学生卢瑟福的散射实验打破了这种模型

2．汤姆生的原子结构模型 -发现电子（阴极射线,带负电荷） 1897年，汤姆生证明假设原子带正电的部分像“流 体”一样均匀分布在球形的原子内，而负电子则嵌在球 体的某些固定位置。汤姆生认为，正电荷均匀地分布在 原子之中，而电子就像是葡萄干面包中的葡萄干一样散 布在原子的正电荷之中，这就是原子结构的第一个模 型——葡萄干面包式模型。 不久，他的学生卢瑟福的散射实验打破了这种模型

山东理工大深 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 汤姆生原子模型（1904年)：原子是一个平均分布 着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正 电荷，从而形成中性原子。 汤姆生原子模型 英国物理学家 (枣糕模型) 汤姆生 (J.J.Thomson,1856-1940)

汤姆生原子模型（1904年）:原子是一个平均分布 着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子,中和了正 电荷，从而形成中性原子

3.卢瑟福的原子结构模型 加东理工大彩 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 发现原子核结构 1911年，英国物理学家卢瑟福做了一系列实验：当用 一束平行的a粒子轰击金箔时，发现绝大多数a粒子穿过金 箔不改变行进方向，只有极少数的a粒子产生偏转，其中 个别的甚至反方向折回。大量实验发现绝大部分a粒子穿 过金箔时不改变行进方向、第8000~10000个a粒子中才有 一个大角度散射或反方向折回。根据a粒子散射实验，卢 瑟福提出含核原子结构模型。他的主要观点是： ()每一个原子都有一个体积极小、极密实的核； (2)原子核占有全部正电荷和几乎全部的原子质量；

3．卢瑟福的原子结构模型 -发现原子核结构 1911年，英国物理学家卢瑟福做了一系列实验：当用 一束平行的a粒子轰击金箔时，发现绝大多数a粒子穿过金 箔不改变行进方向，只有极少数的a粒子产生偏转，其中 个别的甚至反方向折回。大量实验发现绝大部分a粒子穿 过金箔时不改变行进方向、第8000～10000个a粒子中才有 一个大角度散射或反方向折回。根据a粒子散射实验，卢 瑟福提出含核原子结构模型。他的主要观点是： (1)每一个原子都有一个体积极小、极密实的核； (2)原子核占有全部正电荷和几乎全部的原子质量；

卢瑟福散射实验 力东理王大 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY (Rutherford Scattering Experiment) http//micro.magnet fsu edu/electromag/java/rutherford/ 硫鋅屏幕 (zinc sulphide screen) 显微镜 辐射放射源 (microscope) (a-source) 个 金箔 (gold foil)

卢瑟福散射实验 (Rutherford Scattering Experiment) 金箔 (gold foil) 辐射放射源 (-source) 显微镜 (microscope) 硫化鋅屏幕 (zinc sulphide screen) http://micro.magnet.fsu.edu/electromag/java/rutherford/

散射实验的结果 力东理工大深 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY (Experimental Results) 。1 绝大部份的o粒子(o-particles)都沿直线穿过金 箔(gold foil)。 ·少量的o-粒子会发生偏转(deflection)。 ·有个别的-粒子沿原路反弹。 Gold atom a- Nucleus of gold atom http://www.dac.neu.edu/physics/b.maheswaran/phy1121/data/ch07/anim/anim0701.htm

散射实验的结果 (Experimental Results) • 绝大部份的粒子(-particles)都沿直线穿过金 箔(gold foil)。 • 少量的-粒子会发生偏转(deflection)。 • 有个別的-粒子沿原路反弹。 http://www.dac.neu.edu/physics/b.maheswaran/phy1121/data/ch07/anim/anim0701.htm