Chapter4Chapter4原子結構與週期表本章目錄4-1原子結構的探討4-1A電子的發現4-1B氫原子光譜4-2原子軌域及電子組態4-2A現代的原子模型4-2B原子的電子組態4-3元素與週期表4-3A週期表的發展4-3B元素的分類及其通性4-3C電子組態與週期表的關係4-3D元素性質的週期性4-1原子結構的探討原子結構電子發現氫原子光譜陰極射線管原子的模型4-2原子軌域及電子組態原子軌域電子組態軌域定義量子數表示法遞建原理包立不相容原理洪德定則遞建原理的例外電子組態氫原子及多電子原子能階4-3元素與週期表元素週期表週期表的發展電子組態與週期表的關係元素性質的週期性元素的分類元素的通性TheEndThanksforYourListening陰極射線管(1)•陰極射線管：如下圖所示•實驗內容：將管中的氣體以幫浦抽出，在兩電極中通以數千伏特的電壓，結果發現：1.若管中仍有少量氣體，則會釋放該氣體特有光線2.如果氣體抽到幾乎真空，具有顏色的光線會消失3.若在管壁塗上螢光物(如ZnS)，發現管中仍有射線從陰極發射出來，使管壁產生螢光陰極射線管(2)陰極射線(cathoderay)特性：1.氣體放電管中由陰極(負極)發射出的電子束2.不論使用何種金屬當陰極，所產生射線的性質均相同所有原子的基本粒子3.具有粒子性質可轉動放電管中的小風車4.若無外力存在，會依直線前進遇障礙物形成陰影5.受到電場吸引而向正極偏轉，亦受到磁場影響而產生偏向帶負電粒子流陰極射線管(3)▲(A)未加磁場的陰極射線；(B)磁鐵的S極(白色端)指向射線時，射線向下偏轉；(C)磁鐵的N極(紅色端)指向射線時，射線向上偏轉。偏轉方向可知陰極射線是帶負電粒子流陰極射線管(4)湯姆森發現(J.J.Thomson，英國)：1.命名為電子(electron，e)2.電子束在電場或磁場的偏轉角度隨電場或磁場強度的增加而變大3.電子偏轉角度和質量(m)及所帶電量(e)有關質量愈輕，物質愈易偏轉帶電量愈多的物質，和電場或磁場的交互作用力愈大，也愈易偏轉4.電子荷質比(e/m)：1.759×1011C/kg油滴實驗密立坎(R.A.Millikan，美國)：一個電子的帶電量為1.602×1019庫侖http://www.ied.edu.hk/has/phys/millican/index.htm例題4-1•根據電子荷質比，試算出一個電子的質量？•Ans：e/m=1.759×1011庫侖/公斤1.602×1019庫侖1.759×1011庫侖/公斤=9.109×10－31公斤4-1原子模型(1)•α粒子散射實驗：提出者：拉塞福(E.Rutherford，紐西蘭)α粒子：氦原子核(He2＋)實驗結果：顯示幾乎所有撞擊金箔的α粒子均直線通過，好像沒有金箔存在一般，僅有極少數的α粒子產生偏折或反彈α粒子來源金箔α粒子束大部分α粒子不偏折圓弧形螢光幕少數α粒子產生偏折α粒子散射實驗裝置原子模型(2)拉塞福的解釋：金原子核體積小，帶正電荷，質量比α粒子大，因此當α粒子撞擊含有數千個原子厚度的金箔時，大部分α粒子直接穿透金箔，唯有接近或碰到金原子核的α粒子受到同性電荷的排斥力，才會產生偏折或反彈原子模型(3)拉塞福的原子模型：內容：原子內大部分空間是空無一物，質量集中在極小空間，稱為原子核，帶負電荷的電子在原子核四周運動，原子核則帶相同數量的正電荷以維持原子的電中性模型：行星說電子如同行星般，繞著中心的原子核依一定的軌道運轉質子的發現•發現者：拉塞福(E.Rutherford，紐西蘭)•方法：α粒子撞擊氮原子，產生質子(氫原子核)質子符號：p或H+•方程式：He24N714O817p11++中子的發現•發現者：查兌克(J.Chadwick，英國)•方法：α粒子撞擊鈹原子，產生中子中子符號：n•方程式：He24C612n01++Be49原子的結構原子原子核核外的電子：帶負電荷質子：帶正電荷，質量1.67310-24g為電子的1836倍中子：不帶電荷，質量1.67510-24g和質子相近佔有原子的大部分質量佔有原子的大部分體積4-1電磁波種類▲各種不同型態的電磁波，其中人類、指甲等各項圖例所擺放的位置，分別代表其實物大小和波長長度的對應關係連續光譜(continuousspectrum)▲白熾燈光經過細縫，再經由三稜鏡的折射，可以產生七彩的連續可見光譜由各種連續波長的電磁波所組成的光譜連續光譜動畫線光譜(linespectrum)僅含有某些特殊頻率電磁波光譜，彼此不連續呈線形分布▲鋰、鈉、鍶元素...
