還記得高一的化學中 最後一個學到的 原子模型是什麼嗎？ 而在原子中 又可以細分很多的物質 這些物質發現的過程 你還記得嗎？ 沒錯 今天這個影片來協助大家 用複習的觀點 回看原子模型的演進 而最後從行星模型到 電子雲模型的建立 在選修化學中另有單元詳述 道耳頓原子說 你還記得 最早正式提出原子的人是誰嗎？ 答案是道耳頓 他在1803年提出了原子說 原子說的第一點 「一切物質都是由原子所組成 原子是不可再分割的最基本粒子」 說明組成物質 有個最小的單位叫做原子 然而科學家們 對於這個結論 抱持著好奇的態度 湯姆森葡萄乾布丁模型 1897年湯姆森利用了 陰極射線管實驗 發現了電子與其荷質比 和管內的氣體種類及 陰極板材質無關 證明所有原子 都有這樣的基本粒子 他提出了葡萄乾布丁原子模型 湯姆森認為 「正電荷分布於原子整體 電子均勻地分布於其內 正負電荷相等而成電中性 質量均勻分布」 如同西瓜一樣 電子是瓜籽 正電荷是瓜肉 他推翻了道耳頓原子 不可分割的結論 葡萄乾布丁模型 也不是原子模型的最終章 拉塞福核型原子模型 1911年 湯姆森的學生拉塞福 在做了α粒子散射實驗後 修正湯姆森的模型 拉塞福提出了核型原子模型 他觀察到實驗中大部分α粒子 穿透金箔不偏折 少部分的作大角度偏折 而極少數則180度反彈 因而推想原子內部大部分是空的 並且有個「質量很大、體積很小」 帶正電的原子核在原子中央 核外絕大部分的空間 散布著質量極輕的電子 電子就像地球繞太陽般旋轉 你有沒有回想起曾經有的疑惑： 那原子核在原子裡的大小 相對概念是怎麼樣呢？ 回想到了嗎？ 原子直徑的數量級為10的-10次方公尺 為1Å 而原子核直徑的數量級約 10的-14次方到10的-15次方公尺 原子核極小 其體積只佔 原子體積的幾千億分之一 大小差異可以試著想像 一個原子的大小是整個巨蛋棒球場 而原子核是一元硬幣 放在棒球場的本壘板上 然而自拉塞福的 核型原子模型之後 大家開始討論一個論點 不少科學家質疑： 「為什麼電子繞行的最後 不會撞毀在原子核上？」 波耳行星模型 1913年 丹麥物理學家波耳 研究氫原子光譜提出原子能階 說明電子在原子核外 會依一特定的軌道繞行 而具有穩定的狀態不輻射出能量 波耳提出行星模型 修改核型原子模型的缺點 雖然行星模型至今 仍不是最正確的原子模型 但此模型已經幾乎能代表 電子分布在原子分布的概要 下列有關原子結構的發展之敘述 何者正確？ 湯姆森由陰極射線發現電子 並提出電子雲模型 道耳頓提出原子說 說明物質組成粒子為原子 其能夠再細分為更小的片段 波耳提出電子能階概念的行星模型 拉塞福利用α粒子撞擊鈹原子 發現原子核建立核型模型 答案： 看完了原子模型的演進 原子內部的物質 一樣有發現先後順序 原子物質中 第一個被發現的是電子 且其荷質比為1.76×10的11次方庫侖/公斤 請大家回顧以前所學 下一個被發現的物質或性質是什麼呢？ 你答對了嗎？ 是一個電子所帶的電量 科學家密立坎利用此裝置 求出每一個油滴之帶電量 皆為1.60×10的-19次方庫侖的整數倍 推出1個電子之電荷 1.60×10的-19次方庫侖 1911年拉塞福由 α粒子散射實驗發現了原子核 隨後1919年利用α粒子氦 撞擊氮原子核 產生氧17原子核與氫原子核 正式發現了質子 在這裡氫的原子核就是質子 這個反應 也是第一個人工的核反應： 氮原子加α粒子後產生氧17與1個質子 1932年 科學家查兌克由 α粒子氦撞擊鈹原子核 發現中子 而撞擊之後的鈹原子核 產生碳原子核與中子： 鈹原子加α粒子後 產生碳原子與一個中子 大方向來說 原子物質的發現順序為： 電子、質子、中子 由實驗歸納整理出來的 這個表格可知 在電荷方面 電子帶負電 質子帶正電 他們兩者的基本電量是相同的 都是1.60×10的-19次方庫侖 而中子不帶電 在質量的比較方面 中子：質子：電子≒1：1：1/1840 下列有關原子及原子核的 實驗或理論 何者正確？ 拉塞福用α粒子散射實驗 發現了質子 密立坎利用油滴實驗 測出電子荷質比 任何原子核中 必含有質子及中子 原子核的體積約為 原子體積10的-15次方倍 質子質量為電子的1840倍 故原子的質量約略 等於原子核內質子質量之總和 答案： 複習完原子的演進 讓我們來做個總結吧 第一點：原子模型的演進 原子說 葡萄乾布丁模型 核型原子模型 行星模型 第二點：原子結構的演進 電子 電子電量 原子核 質子 中子 由這個影片我們可知 科學就是站在前人巨人的肩膀上 一步一步往前探索下去 現在學習的你們 未來有天也會站在這些巨人的 肩膀上有所貢獻 各位青少年科學家加油 歡迎在影片下方留言區 告訴我們你的心得 我們下次見