一、电子的发现与电子的荷质比-无机化学.PDF

无机化学 经典核原子模型的建立 原子的概念及原子论：古希腊德谟克利特（Democritus ，公元前460 －前370 ）提出 的原子学说：世界万物都是由微小的、不可再分割的微粒——原子组成。原子永恒存在， 永不毁灭。无限多的原子在虚空中不断运动，并相互猛烈碰撞，于是发生旋转而形成天 地间各种物质，产生各种自然现象。原子和虚空构成了整个茫茫宇宙。古代朴素的原子 学说实际上只不过是一种哲学思辨，并无科学实验依据。 英国化学家道尔顿（1766－1844）1803 年提出了原子学说：元素是由非常微小的、 看不见的、不可再分割的原子组成；原子不能创造，不能毁灭，也不能转变，所以在一 切化反应中都保持自己原有的性质；同一种元素的原子形状、质量及各种性质都相同， 不同元素的原子的状、质量及各种性质则不相同，原子的质量（而不形状）是元素最基 本的特征；不同元素的原子以简的数目比例相结合，形成化合物。化合物的原子称复杂 原子，它的质量等于其组合原子质量的和。年道尔顿发表[化学哲学新体系]，全面阐述 了化学子论的思想。 19 世纪末的物理学三大发现： 1）X 射线（1895，伦琴，N.C.Rontgen,1845 －1923，德国物理学家） 2 ）放射性(1896，贝克勒尔，H.Becquerel ，1852－1908，法国物理学家) 3 ）电子（1897，汤姆逊，J.J.Thomson ，1856－1940，英国物理学家） 这些发现证明了原子具有复杂的结构，揭开了物理学革命乃至现代科学革命的序 幕，继而创立了原子物理学、基本粒子物理学、量子力学、量子化学、核化学、同位素 化学、放射化学等许多新学科，构成了整个现代自然科学的新的理论支柱。 一、电子的发现与电子的荷质比 电子是 19 世纪人们在研究低压下气体的放电现象时发现的，最初称为阴极射线。 法拉第（1791－1867）利用他所制作的第一个阴极射线管(CRT)发现了这种射线。1897 年，J.J.Thomson （1856－1940）利用电场及磁场对带电质点运动的影响测定了阴极射线 的荷质比(e/m)，并得出该射线是带负电荷并存在于所有原子之中的基本粒子，即为后来 人们所知的电子。（“ 电子”这个词是1874 年George Stoney 最早提出的）。 Cathode ray tube 阴极射线的性质及Thomson 的电子荷质比测量方法 在电场E 和磁场H 的相反作用下， 可调节E 和H 参数使阴极射线正好回到平 方向，这时电子所受的磁力(Hev)和电力 (Ee)相等， 即Hev= Ee ， 由此得电子的速度为v =E/H 。 2 m 由经典力学知道离心力等于 ， r - 1 - 无机化学 2 m e  所以He Ee  即有  r m Hr e E -9 -1 最后可得，  2 e / m = 1.76×10 C g m H r Millikan 的油滴实验法测定电子电荷（1909） e = 1.6 x 10-19C m = 9.11 x10-31kg 在 1906-1914 期间，Robert Millikan 设计了油滴 实验装置。当少量油滴经小孔坠入两电极板之间后，用X 射线使电极板间的气体电离， 电离出的电子将以等的数目附着在小油滴上，使它们分