| 词条 | 原子结构 |
| 释义 | 原子结构 atomic structure 原子由原子核和核外电子构成，原子核内有质子、中子，还有其他基本粒子。这里所说的原子结构不包括原子核的结构。 1879年英国W.克鲁克斯首创阴极射线管，提供了打开原子内部构造的工具。阴极射线管能产生一股粒子流，它能推动风车前进，能被行进途中的障碍物挡住，磁场和电场能使粒子的行进方向偏转，由此证明，这股粒子流是带负电的粒子束。1897年，英国J.J.汤姆孙测定了粒子束的速度和荷质比是一个定值，不因阴极射线管所用的电极材料和管内所充气体的种类而变化，证明了粒子束是各种原子的共有组分，这种粒子束被命名为电子，即原子中含有电子。 众所周知，原子是中性的，汤姆孙认为，如果原子中有带负电的电子，那末，一定存在着等量的正电。汤姆孙的原子模型认为，原子是均匀带正电荷的，但里面均匀散布着很多带负电的电子。 1911年，英国E.卢瑟福发现卢瑟福模型，当一束a粒子穿过金箔时，大多数粒子仍然向前行进，并不改变方向。其中有一部分粒子改变了原来的途径，但偏转的角度不太大。只有极少数粒子偏转的角度很大，有个别粒子好像碰到了坚硬的不可穿透的东西，而被弹了回来。经过对上述实验的分析，卢瑟福得出结论，认为原子中存在着一个质量和正电荷都很集中、体积又很小的原子核。由此他提出的原子模型是：“在原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在核的周围沿着不同的轨道运动，就像行星环绕太阳运转一样。”历史上原子结构不同模型的示意图 1913年，丹麦N.玻尔应用普朗克的量子概念提出了玻尔模型，其要点为：①电子只能在某些符合量子论导出的条件的轨道上运动，这些轨道称为稳定轨道或量子轨道。电子在量子轨道上运动，不放出能量，这时，电子处于稳定状态。②电子的轨道离原子核越远，原子的能量越大。原子在正常或稳定状态时，电子位于离核最近的轨道上，此时，原子的能量最低。当原子从外面获得能量时，电子可以过渡到一条较远的轨道上去，即这个电子已被激发到一个较高的能级上而处于激发状态。③只有在电子从较高的能级（即离核较远的轨道）跳到另一较低的能级(即离核较近的轨道)时，原子才会放出能量。如果放出的是辐射能，则它的频率v与始态能量E2和终态能量E1之差成正比： 式中h为普朗克常数。玻尔理论很成功地解释了原子光谱都是线光谱而不是连续光谱这一事实。但他没有考虑电子运动的一个重要特性——波粒二象性。 原子电子云模型Px轨道 电子是具有波粒二象性的微观粒子，要用适合于宏观世界的经典物理的波或粒子的概念来给电子的行为以恰当的描述是不正确的。量子力学认为，应该用电子在给定时间内在空间的几率分布的图像来描述电子的运动，这些图像就是电子云。电子出现几率密度大的地方，电子云“浓密”一些；几率密度小的地方，电子云“稀薄”一些。但电子云的正确意义并不是说电子真的像云那样分散，电子云只是一种几率云。 原子尺寸的数量级大约是10^-10m 核外电子排布原子大小的数量级 排布原则 1) 能量最低原理 电子由能量低的轨道向能量高的轨道排布(电子先填充能量低的轨道,后填充能量高的轨道. 2) Pauli(保利)不相容原理 每个原子轨道中只能容纳两个自旋方向相反的电子(即同一原子中没有运动状态完全相同的电子,亦即无四个量子数完全相同的电子). 3) Hunt(洪特)规则 电子在能量简并的轨道中, 要分占各轨道,且保持自旋方向相同. 保持高对称性, 以获得稳定. 包括: 轨道全空, 半充满,全充满三种分布. |
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