初中化学原子结构知识点

原子结构(也叫原子模型)是指原子的组成以及各部分的搭配和排列。原子非常小。以碳(C)原子为例，其直径约为140pm(皮米)，但通常以半径来记录。以毫米(mm)为例，其直径为1.4x10-7 mm，由原子中心的原子核和一些微小的电子组成。这些电子缠绕在它的周围。而原子和宇宙中任何一个黑色粒子都是一样的。对原子核的最新研究表明，原子核中的质子或中子可能是由内外平衡力组成的球形振动能量层。利用这一原理，可以利用不同大小的能量层构造出各种稳定的原子核。条目详细介绍了中性原子模型、固体带电球模型、枣饼模型、土星模型、太阳系模型、玻尔模型、有核模型和查德威克模型。

中性原子模型

1902年，德国物理学家Learnard (1862-1947)提出了中性粒子动力学子模型。Learnard早期的观察表明，阴极射线可以穿过真空管中的铝窗到达管外。根据这一观察，他在1903通过吸收实验证明了高速阴极射线可以穿过成千上万个原子。按照当时流行的半唯物主义者的说法，原子的体积大部分是空的，刚性物质大约只有10-9(也就是十万分之一)。Learnard设想“刚性物质”是分散在原子内部空间的大量正负电荷的合成。

固体带电球

开尔文勋爵(1824 ~ 1907)，英国著名物理学家、发明家，原名威廉·唐慕孙。由于他在安装第一条大西洋海底电缆方面的功勋，英国政府于1866年授予他爵士头衔，并于1892年晋升为开尔文勋爵。开尔文的研究范围很广，在热学、电磁学、流体力学、光学、地球物理学、数学和工程应用等领域都做出了贡献。他一生发表论文600多篇，获得发明专利70项。他在当时的科学界享有很高的声誉。开尔文1902提出了固体带电球体原子模型，即把原子看成是一个均匀带正电的球体，球体内部埋有带负电的电子，正常情况下处于静电平衡状态。这个模型后来被J.J .唐慕孙发展，后来被称为唐慕孙原子模型。

枣糕模型

葡萄干蛋糕模型(枣糕模型)

约瑟夫·约翰·汤姆森(1856-1940)继续他的系统研究，并试图描述原子结构。汤姆逊认为原子包含一个均匀的阳极球体，几个负电子在这个球体中运行。根据阿尔弗雷德·迈耶(Alfred Mayer)对浮动磁铁平衡的研究，他证明了如果电子的数量不超过一定的限度，这些运行的电子形成的环将是稳定的。如果电子数超过这个限制，就会列为两个环，以此类推。这样，电子的增加导致了结构上的周期性相似，门捷列夫周期表中物理化学性质的反复再现也可能得到解释。

在汤姆森提出的这个模型中，电子在球体中的分布有点像点缀在蛋糕中的葡萄干。很多人把汤姆逊的原子模型称为“葡萄干蛋糕模型”。不仅可以解释原子为什么是电中性的，电子在原子中是如何分布的，还可以解释阴极射线现象和金属在紫外线照射下可以发射电子的现象。而且根据这个模型，可以估算出原子的大小约为10-8cm，这是一件了不起的事情。因为汤姆逊模型可以解释当时很多实验事实，所以很容易被很多物理学家接受。

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