淺談原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

摘 要：在高中階段，因教育體制不同，將學(xué)生劃分為文理科，而在理科中也存在偏科的現(xiàn)象。對(duì)于一部分學(xué)生來說化學(xué)是一道難題，尤其是化學(xué)中的原子部分，因?qū)W生對(duì)其理論知識(shí)以及結(jié)構(gòu)掌握不夠，所以化學(xué)成績始終不見提升。掌握化學(xué)原子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)除了要了解原子的發(fā)展歷程外，還要弄清原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理和性質(zhì)。本文將對(duì)原子結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理以及性質(zhì)進(jìn)行闡明，以供相關(guān)人員參考。

【關(guān)鍵詞】原子構(gòu)造；原理；特點(diǎn)；性質(zhì)

在高中學(xué)習(xí)中，化學(xué)作為高考必不可少的一門科目而存在，對(duì)高考總體成績起著至關(guān)重要的影響。隨著化學(xué)逐年對(duì)原子的考核越來越多，化學(xué)對(duì)于一部分學(xué)生來說也越來越難。

1 原子結(jié)構(gòu)的模型種類與發(fā)展歷程

1.1 道爾頓模型

1803年道爾頓是第一個(gè)嘗試用原子的概念去解釋不同元素間為什么總是呈整數(shù)倍反應(yīng)的人，同時(shí)他也是世界上第一個(gè)提出原子理論模型的人，因此在世界上他享有“近代化學(xué)之父”的美譽(yù)。而他所提出的定律也被后人稱為倍比定律，他所提出的理論主要有以下幾點(diǎn)。 ①在原子中同種元素它們的性質(zhì)和質(zhì)量都一樣，對(duì)于不同元素的原子，其差別在于質(zhì)量的不同。②原子作為在化學(xué)變化中的最小單位，較多學(xué)生都會(huì)有一個(gè)錯(cuò)誤的觀念。那就是在化學(xué)反應(yīng)中，原子會(huì)被再次創(chuàng)造出來，也會(huì)在反應(yīng)中消失，實(shí)際上原子只是重新排列了而已。

1.2 葡萄干布丁模型

葡萄干布丁模型或者是棗糕模型，這是由湯姆生所提出的，棗糕模型的提出代表著世界上第一個(gè)存在著亞原子結(jié)構(gòu)的原子模型的誕生。湯姆生認(rèn)為：①在原子中正電荷的分布式均勻的像流體一樣，其電子就像葡萄干一樣均勻的散布里面，這種均勻如流體樣的排列方式會(huì)使正、負(fù)電荷相互抵消。②在受到來自外界的刺激時(shí)，電子便會(huì)主動(dòng)離開原子，從而產(chǎn)生陰極射線。

1.3 土星模型和行星模型

在湯姆生提出葡萄干布丁模型后，同年日本科學(xué)家便在此基礎(chǔ)上提出了土星模型，不過土星模型認(rèn)為電子排列方式不均勻，其分布主要集中于原子核外圍的一個(gè)固定軌道上。行星模型的提出者為盧瑟福，行星模式的提出是以電磁學(xué)為理論基礎(chǔ)，其中主要內(nèi)容為： ①原子的大部分體積是空的。②正電荷所處在地方為原子核內(nèi)，且質(zhì)量的百分之九十以上都均集中在原子核內(nèi)部。但因后來科學(xué)的證明，行星模型是不存在的。

1.4 玻爾的原子模型

盧瑟福的學(xué)生玻爾為了解釋氫原子線狀光譜現(xiàn)象，便將普朗克的量子論和愛因斯坦的光子概念相結(jié)合，同時(shí)以行星模型作為基礎(chǔ)，從而提出了新的模型，即位于核外電子分層排布的原子結(jié)構(gòu)模型（玻爾原子結(jié)構(gòu)模型）。玻爾原子結(jié)構(gòu)模型的基本觀點(diǎn)是：①在半徑確定的圓周軌道上電子繞原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，這一過程并不會(huì)產(chǎn)生輻射能量。②光譜的形成必須是將輻射或吸收的能量以光的形式記錄下來，而這一形式只能是當(dāng)電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道是才會(huì)發(fā)生，否則便不會(huì)輻射或吸收能量。

2 構(gòu)造原理以及性質(zhì)

2.1 構(gòu)造原理

質(zhì)子：質(zhì)子由兩個(gè)上、下兩個(gè)夸克組成，其中帶正電荷的質(zhì)子其部分質(zhì)量可以在一定條件下轉(zhuǎn)化為原子結(jié)合能。中子：在原子的亞原子粒子中，中子是最大的。自由中子的質(zhì)量是電子質(zhì)量的40倍。中子由一個(gè)上、下兩個(gè)夸克組成，而這兩種夸克一正一負(fù)，因此電荷就會(huì)相互抵消，所以中子不顯電性（但不是不帶電）。對(duì)于某種特定的元素而言，中子數(shù)不是固定的，是可以變化的。原子核：原子核種存在一種力，即核力，核力會(huì)將質(zhì)子和中子緊緊束縛在一起。核力含有的電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過靜電力，因此在一定范圍內(nèi)，核力會(huì)克服帶正電的質(zhì)子間的相互排斥。結(jié)合能：核子從原子核分離的過程中會(huì)消耗能量，而所消耗便被稱為結(jié)合能。計(jì)算方式為：結(jié)合能=（原子核內(nèi)所有質(zhì)子+中子的靜止質(zhì)量和-原子核靜止質(zhì)量）×2光速。

2.2 性質(zhì)

放射性：放射性具有周期性，因此有盛有衰，而衰變方式我們可以將其分為三種： ①α衰變：原子核每釋放一個(gè)α粒子，就有兩個(gè)質(zhì)子和中子的氦原子核被釋放。其衰變結(jié)果就是產(chǎn)生比一個(gè)原子序數(shù)較低的新元素。 ②β衰變：是原子間弱相互作用的結(jié)果，在這一過程中一個(gè)中子會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子或者與之相反的轉(zhuǎn)換。但前者釋放的是一個(gè)電子和反中微子，后者則釋放一個(gè)正電子和中微子。因此學(xué)術(shù)界將在這個(gè)過程中所釋放的電子或者是正電子叫做β粒子。所以，隨著β的衰變，原子的原子序數(shù)也會(huì)隨之增加或減少。③γ衰變：要在釋放了α粒子或β粒子后才會(huì)發(fā)生，產(chǎn)生原因是因原子核在降低能級(jí)時(shí)所釋放的電磁波輻射。磁矩：即一個(gè)原子在運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，一個(gè)原子的磁矩是由不同的運(yùn)動(dòng)來決定的，所以當(dāng)電子的數(shù)量為雙數(shù)時(shí)，其旋轉(zhuǎn)方式就是一個(gè)朝上而另外一個(gè)朝下。不過需要注意的是旋轉(zhuǎn)基礎(chǔ)為自旋，通常這種自旋的方式會(huì)讓它們所產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消。

化學(xué)原子的延伸不僅只是擴(kuò)大了教學(xué)范圍，同還擴(kuò)大了眼界以及提高了學(xué)生的素養(yǎng)能力。不過若要想要充分的掌握原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，首先要解其發(fā)展的歷程，其次還要把握原子的構(gòu)造原理以及其性質(zhì)。掌握好這兩方面，那么有關(guān)原子的難題就都迎刃而解了。

參考文獻(xiàn)

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