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     為什么不同的物質(zhì)具有不同的性質(zhì)呢?為什么同族元素在化學(xué)性質(zhì)方面具有許多相似的地方,又存在著規(guī)律性的變化呢?

      要回答這些問(wèn)題,我們就只能從原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中去探討.因?yàn)槲镔|(zhì)的性質(zhì)是由它們的結(jié)構(gòu)所決定的,只有認(rèn)識(shí)了原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu),才能更好地認(rèn)識(shí)物質(zhì)的性質(zhì)和它們的變化規(guī)律.本章主要內(nèi)容就是介紹分子結(jié)構(gòu)的理論和它的具體應(yīng)用。

      物質(zhì)是由分子組成的,分子是由原子組成的,那末原子又是什么組成的呢?

      在19世紀(jì)末期以   前,大多數(shù)的化學(xué)家和物理學(xué)家都認(rèn)為原子是構(gòu)成物質(zhì)最小的、不能再分的微粒.一直到了19世紀(jì)末期,由于放射性現(xiàn)象等一系列的新發(fā)現(xiàn),才打破了這種認(rèn)為原子是構(gòu)成物質(zhì)最小的、不能再分的微粒的看法。

      放射性現(xiàn)象1896年,法國(guó)物理學(xué)家貝克勒耳有一次偶然發(fā)現(xiàn),用黑紙包著的照相底片和(U)的化合物放置在一起后,照相底片感了光。這個(gè)現(xiàn)象,使他感到很大的興趣,因?yàn)橥ü饩€是不可能透過(guò)黑紙的.因此,他認(rèn)為鈾的化合物可能放出一種特殊的看不見(jiàn)的射線,這種射線會(huì)透過(guò)一般光線不能透過(guò)的紙面使照相底片感光.

      這個(gè)現(xiàn)象的進(jìn)一步研究,是由當(dāng)時(shí)在法國(guó)索本大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里工作的居里夫人和她的丈夫居里進(jìn)行的.經(jīng)過(guò)他們長(zhǎng)期觀苦的實(shí)驗(yàn)和研究,又發(fā)現(xiàn)了比鈾具有放出這種特珠射線能力更強(qiáng)的兩種元素一一釙(Po)和鐳(Ra).后來(lái)就把物質(zhì)的這種自發(fā)的放出看不見(jiàn)的射線的性質(zhì)叫做放射性,具有放射性的物質(zhì)叫做放射性物質(zhì)。

      那末放射性物質(zhì)所放出的射線究竟是什么呢?讓我們求看下面的一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

      把放射性物質(zhì)一一鐳(實(shí)際上是用鐳的化合物)放在一只上方開(kāi)有一個(gè)細(xì)孔的鉛制小盒里,由于鉛能阻止射線通過(guò)所以只有一東射線通過(guò)小孔向外射出。如果在射線通道的兩側(cè)放兩塊極板①,并接通較強(qiáng)直流電源,使成陰陽(yáng)兩極(3·1)這樣，射線就會(huì)受到它們的影響。

在自然界里有兩種是正電荷，另一種是負(fù)電荷，同性相斥,異性電荷相吸.電荷在母電體中移動(dòng),使導(dǎo)電體有電流通過(guò)。

直流電源有正,負(fù)兩極,當(dāng)金屬板或碳棒分別與電源正、負(fù)極相連時(shí),形成陽(yáng)、陰兩電極,分別帶有正電(用“+“表示)和負(fù)電(用“一”表示)

分成三東前進(jìn):一束沒(méi)有變化,仍然以原來(lái)射出的方向前進(jìn),叫做2①射線;一束向著帶負(fù)電的極板偏轉(zhuǎn),叫做a②射線:再有一束向著帶正電的極板偏轉(zhuǎn),叫做B②3射線.

      y射線是一種特殊的光波,它不含任何帶電的微粒,所以兩旁電極對(duì)它沒(méi)有影響。

      a射線是由高速度運(yùn)動(dòng)著的帶正電的微粒組成的.這種微粒叫a粒子.每個(gè)a粒子的質(zhì)量約等于4個(gè)氧單位,它帶2個(gè)單位正電荷,所以受到帶負(fù)電的陰極吸引,向該極板偏轉(zhuǎn)。

      B射線是由高速度運(yùn)動(dòng)著的帶負(fù)電的微粒組成的,這種微粒叫B粒子,就是電子.每個(gè)電子的質(zhì)量約等于1/1840個(gè)氧單位,它帶1個(gè)單位負(fù)電荷,所以受到帶正電的陽(yáng)極吸引,向該極偏轉(zhuǎn)。

      之后,居里夫人和其他科學(xué)家在研究鐳的放射現(xiàn)象時(shí),又發(fā)現(xiàn),盡管用來(lái)研究的鐳非常純凈,但在它的周圍常有兩種新元素存在,一種是惰性氣體氮(He),另一種是當(dāng)時(shí)還不知道的元素氫(Rn).經(jīng)過(guò)仔細(xì)的研究,知道氮和氫都是鐳放射后的產(chǎn)物.象這種由于放射現(xiàn)象,由一種元素的原子轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌氐脑拥淖饔?叫做原子的蛻變。

      鐳原子的蛻變可用圖3·2表示,這里還值得注意的是,鐳的放射現(xiàn)象既不決定于含在哪種

①是希臘字母,讀作 gamma(音:格馬)

②a是希臘字母,讀作alFa(音:阿爾法)

③β是希脂字母,讀作beta(音:倍塔).鐳只只放出和γ射線,B射線是由錐進(jìn)行放射后生成的其他產(chǎn)物繼續(xù)放出來(lái)的.

鹽里,也不決定于外界溫度、壓強(qiáng)等等條件,這是鐳原子自發(fā)蛻變的結(jié)果。

      放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),人們得到了下列的結(jié)論:

         (1)一種元素的原子可能變成其他元素的原子,也就是說(shuō),一種元素可以變成其他元素。

         (2)原子既然可以蛻變,并在蛻變的過(guò)程中有射線放出可見(jiàn)原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。

      原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)究竟是怎樣的呢?

      1911年,英國(guó)物理學(xué)家蘆瑟福用一東高速度帶正電荷的a微粒流來(lái)射擊金屬薄片的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的a微粒能夠穿過(guò)金屬薄片而不改變方向繼續(xù)前進(jìn),這說(shuō)明原子內(nèi)部是很“空敝”的.但有一部分的微粒穿過(guò)金屬薄片時(shí)方向稍有改變,并且有極少數(shù)的(平均每一萬(wàn)個(gè)中約有一個(gè))偏轉(zhuǎn)較大,甚至有個(gè)別的微粒好象碰到一種極硬的、不可穿過(guò)的東西一樣被彈回來(lái)(圖3·3),這些現(xiàn)象說(shuō)明了a微粒一定碰到了一種體積很小、帶正電荷的東西.因?yàn)榱Ｗ訋д姾?同性電荷相斥,所以被彈了回來(lái).蘆瑟福把它叫做原子核,并認(rèn)為每個(gè)原子都有一個(gè)原子核,原子核位于原子的中心,占有很小的體積,在原子核外有一定數(shù)目的電子,以極高的速度繞核運(yùn)轉(zhuǎn)著，一切原子的核所帶的正電量和核外電子所帶的負(fù)電總量相等,所以整個(gè)原子不顯電性。

      這里產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題,電子帶負(fù)電,原子核帶正電,電子會(huì)不會(huì)被原子核吸引到核上去呢?蘆瑟福認(rèn)為,電子在原子核外以極高的速度繞核迅速運(yùn)轉(zhuǎn),具有一定的能量,好象行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)一樣樣,所以不會(huì)被吸引到原子核上去,因此電子和核就保持著一定的距離。

      經(jīng)過(guò)以后科學(xué)家進(jìn)一步研究的結(jié)果,證實(shí)了蘆瑟福的這些想法,而且發(fā)現(xiàn)各種元素的原子核所帶的正電荷量(或稱核電荷數(shù))是不同的。

      圖3·4表示氫原子的結(jié)構(gòu)示意圖,其中氫原子核在原子的中心,帶有1個(gè)單位正電荷;有1個(gè)電子在繞核迅速運(yùn)轉(zhuǎn),電子帶1個(gè)單位負(fù)電荷.電子的質(zhì)量極小,大約只等于氫原子質(zhì)量的1/1840.因此,原子的質(zhì)量主要集中在它的核上。

     上面有關(guān)原子模型的描述,可簡(jiǎn)要地歸納如下：

       (1)每個(gè)原子里都有一個(gè)體積極小、帶有正電的的原子核,核外有一定數(shù)目的電子,以極高的速度繞核運(yùn)轉(zhuǎn)著;

       (2)一切原子的核所帶的正電量和核外電子所帶的負(fù)電總量相等,所以整個(gè)原子不顯電性。

       (3)原子的質(zhì)量主要集中在它的核上。