第一节： 第一节：背景知识 电子的发现并不是偶然的， 电子的发现并不是偶然的，在此之前已有 丰富的积累。 丰富的积累。 1811年，阿伏伽德罗（A.Avogadno）定律 1811年 阿伏伽德罗（A.Avogadno） 问世，提出1mol任何原子的数目都是个。 问世，提出1mol任何原子的数目都是个。 1mol任何原子的数目都是个 1833年 法拉第（M.Faraday） 1833年，法拉第（M.Faraday）提出电解定 1mol任何原子的单价离子永远带有相同的 律，1mol任何原子的单价离子永远带有相同的 电量-即法拉第常数。 电量-即法拉第常数。
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第一章：原子的位形： 第一章：原子的位形：卢斯福模型
第一节： 第一节：背景知识 假设某固体元素的原子是球状的，半径为r 假设某固体元素的原子是球状的，半径为r 米，原子之间是紧密地堆积在一起的。若该 原子之间是紧密地堆积在一起的。 元素的原子量为A 那么1mol该原子的质量 元素的原子量为A，那么1mol该原子的质量 1mol 为A，若这种原子的质量密度为 ρ(g / cm3 ) , 那么A 那么A克原子的总体积为 A/ ρ(cm3 ) ，一个
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第一章：原子的位形： 第一章：原子的位形：卢斯福模型
第一节： 第一节：背景知识 根据道尔顿的原子学说， 根据道尔顿的原子学说，我们可以对简单 道尔顿的原子学说 的无机化学中的化合物的生成给予定量的解释， 的无机化学中的化合物的生成给予定量的解释， 原子 反过来，许多实验也证实了原子学说； 反过来，许多实验也证实了原子学说；并且人 电子 们发现气态物质参与的化学反应时的元素的重 关于卢 量与体积也遵循上述规律。 量与体积也遵循上述规律。 吕萨克定律告诉我们 盖·吕萨克定律告诉我们，在每一种生成或 吕萨克定律告诉我们， 分解的气体中， 分解的气体中，组分和化合物气体的体积彼此 之间具有简单的整数比，与前述规律进行对比， 之间具有简单的整数比，与前述规律进行对比， 我们可以得到这样的结论： 我们可以得到这样的结论：
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第一章：原子的位形： 第一章：原子的位形：卢斯福模型
第二节：卢斯福模型的提出 第二节： 在汤姆逊(Thomson)发现电子之后,对于 汤姆逊(Thomson)发现电子之后, (Thomson)发现电子之后 原子中正负电荷的分布他提出了一个在当时 看来较为合理的模型. 看来较为合理的模型. 即原子中带正电部分均匀分布在原子体内, 原子中带正电部分均匀分布在原子体内, 电子镶嵌在其中，人们称之为" 电子镶嵌在其中，人们称之为"葡萄干面包模 型".
斯福
气体的体积与其中所含的粒子数目有关。 气体的体积与其中所含的粒子数目有关。阿伏 伽德罗定律告诉我们，温同压下， 伽德罗定律告诉我们，温同压下，相同体积的不 同气体含有相等数目的分子。 同气体含有相等数目的分子。
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第一章：原子的位形： 第一章：原子的位形：卢斯福模型
第一节： 第一节：背景知识 当原子学说逐渐被人们接受以后， 当原子学说逐渐被人们接受以后，人们 又面临着新的问题： 又面临着新的问题： 原子有多大？ 原子有多大？ 原子的内部有什么？ 原子的内部有什么？ 原子是最小的粒子吗？ 原子是最小的粒子吗？.... 在学习这门课的时候；一部分问题的谜 在学习这门课的时候； 底会逐渐揭开， 底会逐渐揭开，现在我们来粗略地估计一 下原子的大小。 下原子的大小。
Thomson模型 模型 α散射实验 散射实验 Thomson模 模 型的失败 Rutherford模 模 型的提出
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第一章：原子的位形： 第一章：原子的位形：卢斯福模型
第二节：卢斯福模型的提出 第二节： 为了检验汤姆逊模型是否正确,卢瑟福于 为了检验汤姆逊模型是否正确,卢瑟福于 散射实验, 1911年设计了 粒子散射实验 年设计了α 1911年设计了α粒子散射实验,实验中观察到 大多数粒子穿过金箔后发生约一度的偏转. 大多数粒子穿过金箔后发生约一度的偏转.但 有少数α粒子偏转角度很大 超过90度以上, 偏转角度很大, 90度以上 有少数α粒子偏转角度很大,超过90度以上, 甚至达到180 180度 甚至达到180度. 对于α粒子发生大角度散射的事实, 对于α粒子发生大角度散射的事实,无 法用汤姆逊(Thomoson)模型加以解释. (Thomoson)模型加以解释 法用汤姆逊(Thomoson)模型加以解释.除非 原子中正电荷集中在很小的体积内时 原子中正电荷集中在很小的体积内时，排 斥力才会大到使α粒子发生大角度散射, 斥力才会大到使α粒子发生大角度散射,在 此基础上,卢瑟福(Rutherford)提出了原子 (Rutherford)提出了 此基础上,卢瑟福(Rutherford)提出了原子 的核式模型. 的核式模型.
第一节 背景知识
第二节 卢斯福模型的提出 第三节 卢斯福散射公式 第四节 卢斯福公式的实验验证 第五节 行星模型的意义及困难
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第一章：原子的位形： 第一章：原子的位形：卢斯福模型
第一节： 第一节：背景知识 “原子”一词来自希腊文，意思是“不可 原子”一词来自希腊文，意思是“ 分割的” 在公元前4世纪，古希腊哲学家德 分割的”。在公元前4世纪，古希腊哲学家德 原子 漠克利特(Democritus)提出这一概念， (Democritus)提出这一概念 漠克利特(Democritus)提出这一概念，并把 电子 它看作物质的最小单元。 它看作物质的最小单元。 关于卢 在十九世纪， 在十九世纪，人们在大量的实验中认识 斯福 了一些定律， 了一些定律，如： 定比定律： 元素按一定的物质比相互化合。 定比定律： 元素按一定的物质比相互化合。 倍比定律： 若两种元素能生成几种化合物， 倍比定律： 若两种元素能生成几种化合物， 定律 则在这些化合物中， 则在这些化合物中，与一定质量 的甲元素化合的乙元素的质量， 的甲元素化合的乙元素的质量， 互成简单整数比。 互成简单整数比。
第一节： 第一节：背景知识 不同原子的半径 元素 Li Al Cu S Pb 原子量 7 27 63 32 207 质量密度 0.7 2.7 8.9 2.07 11.34
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原子半径 0.16 0.16 0.14 0.18 0.19
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第一章：原子的位形： 第 第二节：
Thomson模型 模型
α粒子散射实验是卢斯福于1911年设计 粒子散射实验是卢斯福于1911年设计 后来根据实验的结果， 的，后来根据实验的结果，卢斯福否定了 汤姆逊模型并提出了原子的核式模型 汤姆逊模型并提出了原子的核式模型
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第一章：原子的位形： 第一章：原子的位形：卢斯福模型
第一节： 第一节：背景知识 卢瑟福1871年 卢瑟福1871年8月30日生于新西 1871 30日生于新西 兰的纳尔逊， 兰的纳尔逊，毕业于新西兰大学 和剑桥大学。 和剑桥大学。 1898年到加拿大任马克歧尔大 1898年到加拿大任马克歧尔大 学物理学教授， 年之久， 学物理学教授，达9年之久，这期 间他在放射性方面的研究， 间他在放射性方面的研究，贡献 1907年 极多。 1907年，任曼彻斯特大学 物理学教授。1908年因对放射化 物理学教授。1908年因对放射化 学的研究荣获诺贝尔化学奖。 学的研究荣获诺贝尔化学奖。 1919年任剑桥大学教授 年任剑桥大学教授， 1919年任剑桥大学教授，并任卡 文迪许实验室主任。1931年英王 文迪许实验室主任。1931年英王 授予他勋爵的桂冠。1937年10月 授予他勋爵的桂冠。1937年10月 19日逝世 日逝世。 19日逝世。
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Thomson模型 模型 α散射实验 散射实验 Thomson模 模 型的失败 Rutherford模 模 型的提出
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第一章：原子的位形： 第一章：原子的位形：卢斯福模型
第二节：卢斯福模型的提出 第二节： 汤姆逊(Thomson)模型认 汤姆逊(Thomson)模型认 (Thomson)模型 Thomson模型 模型 为,原子中正电荷均匀分布在 原子球体内， 原子球体内，电子镶嵌在其 α散射实验 散射实验 原子如同西瓜， 中。原子如同西瓜，瓜瓤好 Thomson模 模 比正电荷， 比正电荷，电子如同瓜籽分 型的失败 布在其中。 布在其中。 模 同时该模型还进一步假定， 同时该模型还进一步假定，电子分布在分 Rutherford模 型的提出 离的同心环上，每个环上的电子容量都不相同， 离的同心环上，每个环上的电子容量都不相同， 电子在各自的平衡位置附近做微振动。 电子在各自的平衡位置附近做微振动。因而可 以发出不同频率的光， 以发出不同频率的光，而且各层电子绕球心转 动时也会发光。 动时也会发光。这对于解释当时已有的实验结 元素的周期性以及原子的线光谱， 果、元素的周期性以及原子的线光谱，似乎是 成功的。 成功的。
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第一章：原子的位形： 第一章：原子的位形：卢斯福模型
第一节： 第一节：背景知识 1874年 斯迪尼（G.T.Stoney） 1874年，斯迪尼（G.T.Stoney）综合上述 两个定律， 两个定律，指出原子所带电荷为一个电荷的整 数倍，这个电荷是斯迪尼提出， 电子” 数倍，这个电荷是斯迪尼提出，用“电子”来 命名这个电荷的最小单位。但实际上确认电子 命名这个电荷的最小单位。 的存在，却是20多年后汤姆逊的工作. 20多年后汤姆逊的工作 的存在，却是20多年后汤姆逊的工作. 1897年 汤姆逊（J.J.Thomson）发现电子： 1897年，汤姆逊（J.J.Thomson）发现电子： 通过阴极射线管中电子荷质比的测量， 通过阴极射线管中电子荷质比的测量，汤姆逊 J.J.Thomson）预言了电子的存在。 （J.J.Thomson）预言了电子的存在。