原子结构模型开展简史:模型接近于实在而不是实在

1803年,英国天然科学家约翰·道尔顿提出了原子的实心球模型,以为原子是一个不行再分的坚固实心小球,第一次将原子从哲学带入化学研讨中,让化学从陈旧的炼金术中脱节出来。实心球体原子模型1903年,J.J.汤姆森提出原子的葡萄干圆面包模型,以为…

1803年,英国天然科学家约翰·道尔顿提出了原子的实心球模型,以为原子是一个不行再分的坚固实心小球,第一次将原子从哲学带入化学研讨中,让化学从陈旧的炼金术中脱节出来。

实心球体原子模型

1903年,汤姆森提出原子的葡萄干圆面包模型,以为原子是一个带正电荷的球,电子镶嵌在里面,并在其平衡位置上做细小振荡。你可以把这个模型幻想成西瓜子散布在西瓜瓤中,叫“西瓜模型”也可以。葡萄干圆面包原子模型为树立现代原子核理论打下了根底。

葡萄干圆面包原子模型

1909年,汉斯·盖革和恩斯特·马斯登()在欧内斯特·卢瑟福指导下,用α射线炮击薄金箔,发现绝大多数的α粒子都直接穿过,偏转很小,大约有1/8000的α粒子会产生大于90°乃至等于150°的大角散射。依据葡萄干圆面包模型,α粒子应当被悉数反弹回来,而不是穿“墙”而过。

α粒子散射试验

1911年,英国物理学家卢瑟福依据α粒子散射试验,提出了原子结构的行星模型,以为电子像太阳系的行星环绕太阳转那样,环绕着原子核旋转。星系模型很快就遇到了大费事。依据经典电磁理论,绕核旋转的电子会发射出电磁辐射而丢失能量,瞬间便掉进原子核里。行星原子模型显着与实际情况相悖,卢瑟福很是头疼。

行星原子模型

1912年,玻尔在卢瑟福行星模型的根底上,引入了普朗克的量子概念,假定电子在核外的轨迹是别离的、不接连的,也便是量子化的。量子轨迹原子模型将量子假说推行到原子内部的能量,假定原子只能经过别离的能量子来改动它的能量,即原子只能处在别离的定态轨迹之中,且最低的定态便是原子的正常态。

量子化轨迹原子模型给出了这样的原子图画:电子在一些特定的或许轨迹上绕核作圆周运动,离核愈远则能量愈高;或许的轨迹由电子的角动量为h/2π的整数倍决议;当电子在这些或许的轨迹上运动时,原子不发射也不吸收能量;当电子从一个轨迹跃迁到另一个轨迹时,原子才发射或吸收能量,且发射或吸收的辐射是单频的,辐射的频率和能量之间联系,用公式E=hν表达。以氢原子为例,假定氢原子核外电子的轨迹不是接连的,而是分立的,在轨迹上运转的电子具有必定的角动量(L=mvr其间m为电子质量,v为电子线速度,r为电子线性轨迹的半径),只能按下式取值:L=n(h/2π)n=123456……

玻尔的量子轨迹原子模型成功地处理了原子结构的安稳性问题,和氢原子光谱线规则。玻尔的理论扩展了量子论的影响,加快了量子论的开展。美中不足的是,玻尔的量子轨迹原子模型只能有用描绘结构最简略的氢原子。

量子轨迹原子模型

1926年,奥地利学者薛定谔在德布罗意联系式的根底上,对电子的运动做了恰当的数学处理,提出了二阶偏微分的薛定谔方程式。这个方程式的解的模的平方,用三维坐标图形来表明,便是电子云。

电子云,是用计算的办法,对电子在核外空间散布办法的形象描绘。电子有波粒二象性,不像微观物体的运动那样具有确认的轨迹。电子在某一时间,终究会呈现在核外空间的哪个当地,不能精确猜测,只能知道它在某处呈现的几率有多少。单位体积内电子呈现的几率,用小白点的疏密来表明,小白点密处表明电子呈现的几率密度大,小白点疏处表明电子呈现的几率密度小,看上去就像一片带负电的云状物,笼罩在原子核周围,所以叫电子云。

电子云原子模型

在微观量子国际,人类只能依托模型来了解亚原子粒子。模型更接近于实在,人们乃至觉得模型便是实在。不同的历史时期,不同的模型可以处理不同的问题。咱们不能说现在的模型是对的,曾经的模型是错的,由于谁也不知道微观量子国际的“实在”终究是什么,像什么。昨日评论“对立绝对真理是科学的根本精力”,有的朋友表明不服,原因在于他们还停留在经典物理学的思想形式之中,还没有承受“调查者不能独立于被调查目标”的量子力学认识论,堕入对立“对立绝对真理”的思想圈套而不能自拔。

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1803年,英国天然科学家约翰·道尔顿提出了原子的实心球模型,以为原子是一个不行再分的坚固实心小球,第一次将原子从哲学带入化学研讨中,让化学从陈旧的炼金术中脱节出来。

实心球体原子模型

1903年,汤姆森提出原子的葡萄干圆面包模型,以为原子是一个带正电荷的球,电子镶嵌在里面,并在其平衡位置上做细小振荡。你可以把这个模型幻想成西瓜子散布在西瓜瓤中,叫“西瓜模型”也可以。葡萄干圆面包原子模型为树立现代原子核理论打下了根底。

葡萄干圆面包原子模型

1909年,汉斯·盖革和恩斯特·马斯登()在欧内斯特·卢瑟福指导下,用α射线炮击薄金箔,发现绝大多数的α粒子都直接穿过,偏转很小,大约有1/8000的α粒子会产生大于90°乃至等于150°的大角散射。依据葡萄干圆面包模型,α粒子应当被悉数反弹回来,而不是穿“墙”而过。

α粒子散射试验

1911年,英国物理学家卢瑟福依据α粒子散射试验,提出了原子结构的行星模型,以为电子像太阳系的行星环绕太阳转那样,环绕着原子核旋转。星系模型很快就遇到了大费事。依据经典电磁理论,绕核旋转的电子会发射出电磁辐射而丢失能量,瞬间便掉进原子核里。行星原子模型显着与实际情况相悖,卢瑟福很是头疼。

行星原子模型

1912年,玻尔在卢瑟福行星模型的根底上,引入了普朗克的量子概念,假定电子在核外的轨迹是别离的、不接连的,也便是量子化的。量子轨迹原子模型将量子假说推行到原子内部的能量,假定原子只能经过别离的能量子来改动它的能量,即原子只能处在别离的定态轨迹之中,且最低的定态便是原子的正常态。

量子化轨迹原子模型给出了这样的原子图画:电子在一些特定的或许轨迹上绕核作圆周运动,离核愈远则能量愈高;或许的轨迹由电子的角动量为h/2π的整数倍决议;当电子在这些或许的轨迹上运动时,原子不发射也不吸收能量;当电子从一个轨迹跃迁到另一个轨迹时,原子才发射或吸收能量,且发射或吸收的辐射是单频的,辐射的频率和能量之间联系,用公式E=hν表达。以氢原子为例,假定氢原子核外电子的轨迹不是接连的,而是分立的,在轨迹上运转的电子具有必定的角动量(L=mvr其间m为电子质量,v为电子线速度,r为电子线性轨迹的半径),只能按下式取值:L=n(h/2π)n=123456……

玻尔的量子轨迹原子模型成功地处理了原子结构的安稳性问题,和氢原子光谱线规则。玻尔的理论扩展了量子论的影响,加快了量子论的开展。美中不足的是,玻尔的量子轨迹原子模型只能有用描绘结构最简略的氢原子。

量子轨迹原子模型

1926年,奥地利学者薛定谔在德布罗意联系式的根底上,对电子的运动做了恰当的数学处理,提出了二阶偏微分的薛定谔方程式。这个方程式的解的模的平方,用三维坐标图形来表明,便是电子云。

电子云,是用计算的办法,对电子在核外空间散布办法的形象描绘。电子有波粒二象性,不像微观物体的运动那样具有确认的轨迹。电子在某一时间,终究会呈现在核外空间的哪个当地,不能精确猜测,只能知道它在某处呈现的几率有多少。单位体积内电子呈现的几率,用小白点的疏密来表明,小白点密处表明电子呈现的几率密度大,小白点疏处表明电子呈现的几率密度小,看上去就像一片带负电的云状物,笼罩在原子核周围,所以叫电子云。

电子云原子模型

在微观量子国际,人类只能依托模型来了解亚原子粒子。模型更接近于实在,人们乃至觉得模型便是实在。不同的历史时期,不同的模型可以处理不同的问题。咱们不能说现在的模型是对的,曾经的模型是错的,由于谁也不知道微观量子国际的“实在”终究是什么,像什么。昨日评论“对立绝对真理是科学的根本精力”,有的朋友表明不服,原因在于他们还停留在经典物理学的思想形式之中,还没有承受“调查者不能独立于被调查目标”的量子力学认识论,堕入对立“对立绝对真理”的思想圈套而不能自拔。

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