关于原子结构模型的演变历程
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发布时间：2022-04-24 19:32
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时间：2023-09-16 01:20
“元素说”占统治地位长达十余个世纪，直到1803年道尔顿的原子模型提出，人们才开始再次重视到“原子“这一微小而神秘的颗粒。
道尔顿提出原子模型虽然多半处于想象，但也有符合科学研究基本原则的地方，所以是合理的想象。他在喝茶时发现，茶香可以自由飘散到整个屋子，于是很自然地可以联想到，茶香中其实含有无数的茶分子，这样才可能飘散。于是他提出的原子模型如下：原子是构成物质的基本粒子，它非常小，不可再分，内部没有任何结构，就像一个小球一样。
到了1904年，汤姆生做了加热金属丝的实验，他发现金属丝经加热后释放出带负电的小颗粒，可以使荧光物质发光。这种带电的小颗粒不可能是原子，因为按照道尔顿的模型，原子是不带电的。但这种粒子又显然来自金属原子，这说明应该存在一种更小的粒子，汤姆生将其命名为电子。
汤姆生的原子模型是：原子由带正电荷的主体和带负电荷的电子组成，电子像镶嵌在蛋糕中的葡萄干那样处于正电荷的“海洋”中。这个模型中电子与正电荷的分布是处于想象的，因为没有实验证明。
但是，1911年，卢瑟夫用一个放射源发射带正电的α粒子轰击金箔，发现大多数α粒子一穿而过，少量α粒子发生偏转，个别α粒子甚至反向“弹”回。这与汤姆生的模型矛盾：因为如果原子内正电荷是均匀分布的，那么α粒子受的库仑力应该是均衡的，不会出现偏转和弹回。这说明原子内部一定有一个带正电荷的、几乎占原子全部质量的体积很小的核。
卢瑟夫的原子模型是：原子由带正电的原子核和带负电的电子构成，原子核集中了原子的绝大多数质量和全部的正电荷，电子在原子核外绕原子核转动。
1913年，玻尔对卢瑟夫的模型进行了修正，认为电子在原子核外按一定轨道排列，就像太阳系中行星的轨道一样。这个模型和我们在初中化学课上学的原子模型基本相同。我们也可以揣测这个模型是怎样得出的：在化学反应过程中，每种原子似乎总是得到（或失去）一定数量的电子，而这些电子数量比原子本身具有的电子数量少得多，这说明原子外的电子似乎是分层排列的，反应时最先失去的是最外层的电子（具体证明电子分层排列的实验我不太清楚）。
随着量子力学的提出，原有的原子结构也开始受到挑战。当人们通过理论推导和电子衍射实验后开始认识到，电子和光子一样，既是波又是粒子。而且根据不确定性原理，不可能同时知道电子的位置和速度，电子以接近光速的速度在原子核外高速运动，并无确定的圆周轨道可循。电子在原子核外好象是一层云雾，既“电子云”，电子云“浓”的地方说明电子在此处出现的概率大，反之则说明电子出现的概率小。这就是1935年提出的电子云模型。至此，人类对原子结构的认识算是有了一个比较满意的答案。
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时间：2023-09-16 01:20
原子结构模型发展：原子结构模型的过程
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时间：2023-09-16 01:20
