(共26张PPT)
人类对原子结构的认识
里面有什么?
实验要求:
在打开盒子之前,想尽一切办法,猜一猜盒子里究竟装了什么。
战国时期惠施:“一尺之棰,日取其半,万世不竭”。
古代先人的思考
古希腊哲学家德谟克利特:物质由极小的被称为“原子”的微粒构成,物质只能分割到原子为止。
哲学思辨
天才猜测
道尔顿的疑惑
为什么复合的大气、两种或多种气体的混合物,竟能在外观上构成一种均匀体?
物质是由原子构成的。
证 据
化合物 总质量/g 氮的质量/g 氧的质量/g
氧化物A 100.0 30.5 69.5
氧化物B 100.0 46.7 53.3
氧化物C 100.0 63.7 36.3
化合物 总质量/g 氮的质量/g 氧的质量/g
氧化物A 3.28 1.00 2.28
氧化物B 2.14 1.00 1.14
氧化物C 1.57 1.00 0.57
氮、氧的简单化合物中元素的质量关系(1)
氮、氧的简单化合物中元素的质量关系(2)
2.28 ∶1.14 ∶ 0.57 = 4∶2∶1
如果我们有一定质量的氮,与其化合的氧的质量并不是任意的数值。
倍
比
定
律
证据
元素 相对重量
氢 1
氮 5
碳 6
氧 …… 7
……
道尔顿原子学说
(1)所有物质都是由非常微小的物质粒子即原子构成。
(3)同种元素的原子的性质和质量都相同。
(2)原子不能被分割。
(4)不同的原子结合形成化合物,在化学反应中,原子
仅仅是重新排列,而不是被创造或消失。
质量守恒定律
定组成定律
理论验证
模型建构1
道尔顿 实心球体
问题来了
相对重量
为
6
的
碳
相对重量
为
5
的
氮
新证据 :神秘的射线
模型建构2
葡萄干面包模型(西瓜模型)
带正电物质
电子
日本科学家长冈半太郎
证据:炮弹反射打中自己
这是我一生中从未有的难以置信的事,它好比你对一张纸发射炮弹,结果被弹回来而打到自己身上……
背景史料:德国人伦琴发现了X射线,并直接促成了法国人贝可勒尔发现铀的放射性。后来卢瑟福证明铀原子放出的射线包括 α射线(即氦原子核流)、β射线(即电子流)。
实验分析
【实验证据】
1.实验发现大多数α粒子散射角很小,
平均只有2°~ 3°的偏转。
2.约1/8000散射大于90°。
3.极个别的散射角等于180°。
卢瑟福 有核模型
模型建构3
史实补充
1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核,得到了质子,进而猜想原子核内存在不带电的中子,这一猜想被他的学生查德威克在1932年用实验证实,并得到了公认。
原子的构成
问题又来了
氢原子光谱(线状谱)
连续的光谱
寻找新理论
轨道能量是不连续的,即量子化。
模型建构4
玻尔 轨道行星模型
模型建构历程
1895年,成为汤姆生的学生;
1898年,发现了α射线和β射线;
1908年,获得该年度的诺贝尔化学奖;
1909年,完成了α粒子散射实验;
1911年,提出了原子核式结构模型;
1912年,成为玻尔的老师;
1919年,首次实现了元素的人工转变,用α粒子轰击氮原子,发现质子;
1920年,预言中子的存在, 1932年被查德威克用α粒子轰击铍原子证实;
1921年,助手索迪获诺贝尔化学奖;
1922年,学生阿斯顿获诺贝尔化学奖;
1922年,学生玻尔获诺贝尔物理学奖;
1927年,助手威尔逊获诺贝尔物理学奖;
1935年,学生查德威克诺贝尔物理学奖;
1948年,助手布莱克特获诺贝尔物理学奖;
1951年,学生科克拉夫特和瓦耳顿,共同获得诺贝尔物理学奖;
1978年,学生卡皮查获诺贝尔物理奖……
卢瑟福的故事
有限?无穷?
产生速度更快
能量更高
束流更强的粒子
北京正负电子对撞机部分结构
科学研究永远在不断否定、不断肯定中波浪式前进。保持你的好奇心、求知欲,在继承前人的同时,具有敏锐的洞察力,善于根据新的实验证据去修正原来的理论,开辟出一片新的领域。
你学会了吗
1.按时间先后顺序排列下列事件:
①英国物理学家卢瑟福提出原子结构的行星模型
②英国科学家道尔顿提出原子论
③希腊哲学家德谟克利特提出原子论
④法国人贝可勒尔发现了铀的放射性
⑤法国人拉瓦锡确立质量守恒定律
③⑤②④①
2.诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德·泽维尔开创了“飞秒化学”的新领域,使利用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子的运动成为可能。你认为该技术还无法观察到的是( )
化学反应中反应物分子的分解
化学反应中原子的运动
化学反应中生成物分子的形成
原子核的内部结构
D
你学会了吗
谢谢!