原子结构(也可称为原子模型)是指原子的组成以及部分的搭配和安排。
原子非常小,以碳(C)原子为例,其直径约为140pm(皮米),但通常以半径记录,在以毫米(mm)为单位的情况下,直径为1.4X10^-7mm,是由位于原子中心的原子核和一些微小的电子组成的,这些电子绕着原子核的中心运动,就像太阳系的行星绕着太阳运行一样。
并且原子与宇宙任何黑色粒子相同。原子核的最新研究表明,原子核中的质子或中子可能由内外两种平衡力构成的球型振动能量层。利用此原理可以利用不同大小的能量堆层构造出各种各样比较稳定的原子核。词条详细介绍了中性原子模型、实心带电球模型、枣糕模型、土星模型、太阳系模型、波尔模型、有核模型以及查德威克模型。
原子中除电子外还有什么东西,电子是怎么待在原子里的,原子中什么东西带正电荷,正电荷是如何分布的,带负电的电子和带正电的东西是怎样相互作用的等等一大堆新问题摆在物理学家面前。根据科学实践和当时的实验观测结果,物理学家发挥了他们丰富的想象力,提出了各种不同的原子模型。
原子结构模型发展是指从1803年道尔顿提出的第一个原子结构模型开始,经过一代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型的过程。
人类对原子的认识史可以大致划分为5个阶段:
(1)古代原子论。
(2)道尔顿原子论。
(3)汤姆森原子模型和卢瑟福原子模型。
(4)波尔原子模型。
(5)原子结构(核外电子运动)的量子力学模型。
波尔原子模型:
卢瑟福的原子带核模型中没有原子核外电子的结构。1913年, 年轻的丹麦物理学家玻尔在总结当时最新的物理学发现(普朗克黑体辐射和量子概念、爱因斯坦光子论、卢瑟福原子带核模型等)的基础上建立了氢原子核外电子运动模型, 解释了氢原子光谱。
后人称为玻尔理论,该理论的主要内容包括“行星模型”“定态假设”“量子化条件”“跃迁规则”等内容。波尔原子模型认为:电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。
在原子的发现史上,有无数的人为之做出过贡献,贡献比较大的有:
1、道尔顿原子模型:①原子都是不能再分的粒子;
②同种元素的原子的各种性质和质量都相同;
③原子是微小的实心球体。
2、汤姆逊
约瑟夫·约翰·汤姆逊1897年发现电子,否定了道尔顿的“实心球模型”模型,指出原子是一个带正电荷的球,电子镶嵌在里面,原子好似一块“葡萄干布丁”(Plum pudding)。
①电子是平均的分布在整个原子上的,就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。②在受到激发时,电子会离开原子,产生阴极射线。
3、1911年卢瑟福提出行星模型:原子的大部分体积是空的,电子按照一定轨道围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。
4、1913年玻尔模型电子不是随意占据在原子核的周围,而是在固定的层面上运动,当电子从一个层面跃迁到另一个层面时,原子便吸收或释放能量。
5、20世纪20年代以来 现代模型(电子云模型) 电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,对于具有波粒二象性的微观粒子在一个确定时刻其空间坐标与动量不能同时测准,这是德国物理学家海森堡在1927年提出的著名的 测不准原理。
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