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类型专题1_揭示物质结构的奥秘.ppt

  • 上传人:HR专家
  • 文档编号:6008509
  • 上传时间:2019-03-24
  • 格式:PPT
  • 页数:34
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    专题1_揭示物质结构的奥秘.ppt
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    1、人类探索物质结构的历史,揭示物质结构的奥秘,1、 公元前5世纪,古希腊哲学家德谟克利特等人认为 :万物是由大量的不可分割的微粒构成的,即原子。,19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为: 物质由原子组成,原子不能被创造也不能被毁灭,在化学变化中原子不可再分割,它们的化学性质在化学反应中保持不变。,3、1811年,阿伏加德罗提出了分子的概念,他认为气体分子是由几个原子构成的。1860年,国际化学界确立了原子分子论。,4、1869年,已有63种元素为科学家所认识,门捷列夫将各元素按原子量的变化联系起来,揭示了自然界的一条基本规律-元素周期律。,5、19世纪中叶以后,近现代对物质结构的认

    2、识有了飞速发展。 (碳原子的四价,有机物碳原子成键的立体结构,有机物分子中键的饱和性等相继被发现),6、19世纪末20世纪初,量子力学(微观粒子具有波粒二象性)确立。量子力学是研究原子和分子结构的理论基础。,原子结构模型的演变,道尔顿 汤姆生 卢瑟福 玻尔,人类认识原子结构的历史,原子核外电子的运动,1、19世纪初,英国科学家道尔顿提出 近代原子学说,他认为原子是微小 的不可分割的实心球体。,实心圆球体,2、 1897年,英国科学家汤姆生发现了电子。 1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型。,电子在球体运动,3、1911年英国物理学家卢瑟福(汤姆生的学生)提出了带核的原子结构模型。,粒子

    3、散射实验,4、1913年丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点,提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型。,氢原子光谱的谱线,玻尔把化学、放射性和光谱学方面的实验事实与卢瑟福的原子结构模型相结合,在研究氢原子光谱产生的原因中发展了原子结构理论。1913年,玻尔提出了新的原子结构模型,其要点如下:,(1) 原子核外电子在具有确定能量的轨道上运动,当原子不受外界影响时,电子既不吸收也不放出能量。 (2) 不同的原子轨道具有不同的能量,轨道能量的变化是不连续的,即量子化的。(3) 当电子吸收了能量(如光能、热能等),就会从从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道上。处于能量较高轨道的电子不稳定,会

    4、回到能量较低的轨道上,当电子从能量较高的(E2)轨道跃迁到能量较低的(E。)轨道时发射出光子,发出光的波长取决于两个轨道的能量差。玻尔提出的原子结构模型,揭示了光谱线与原子结构的内在联系。由于这一开拓性的贡献,玻尔获得了1922年诺贝尔物理学奖。,玻尔的原子结构模型理论也不是十分完美,在解释氢以外的多电子原子的光谱线时,就只能做出近似的估计,无法定量计算。科学家们经过13年的艰苦修改、验证、论证,终于在1925年1926年,在玻尔原子结构模型的基础上发展成为原子的量子力学模型,其核心是薛定谔波动方程。该模型已经受了半个多世纪的考验。,电子云模型 (几率说),一、电子云,注意:A.小黑点的含义

    5、B.小黑点疏密的含义 C.H原子电子云的形状,电子云:描述核外电子运动特征的图象。 电子云中的小黑点:并不是表示原子核外的一个电子,而是表示电子在此空间出现的机率。电子云密度大的地方说明电子出现的机会多,而电子云密度小的地方说明电子出现的机会少。,启示:,人类对原子结构认识的逐渐深入,都是建立在实验研究基础上的,实验是揭示原子结构的重要手段。 汤姆生、卢瑟福、玻尔等几代师生都是诺贝尔科学奖获得者,他们勇于怀疑科学上的“定论”,不迷信权威,为科学的发展作出了重要贡献。自然科学就是在不断探索中修正错误而前进的。,红外光谱仪,电子显微镜,原子吸收光谱仪,X射线衍射仪,研究物质结构的意义,碳的三种同素异形体和碳纳米管的结构模型,思考:,以上物质都是由碳元素组成的,但为什么它们的性质和用途却存在很大的差异,为什么?,结构决定性质,信息科学,光导纤维内窥镜,形状记忆合金,材料科学,生命科学,氨基酸,DNA,

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