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1、人类探索物质结构的历史人类探索物质结构的历史揭示物质结构的奥秘揭示物质结构的奥秘2021/8/11 星期三11、公元前公元前5世纪，古希腊哲学世纪，古希腊哲学家家德谟克利特德谟克利特等人认为等人认为：万：万物是由大量的不可分割的微物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。粒构成的，即原子。2021/8/11 星期三22.19世纪初，英国科学家世纪初，英国科学家道尔顿道尔顿提出近代原子学提出近代原子学说，他认为：说，他认为：物质由原子组成，原子物质由原子组成，原子不能被创造也不能被毁不能被创造也不能被毁灭，在化学变化中原子灭，在化学变化中原子不可再分割，它们的化不可再分割，它们的化学性质在化学反
2、应中保学性质在化学反应中保持不变。持不变。2021/8/11 星期三33、1811年年,阿伏加德阿伏加德罗罗提出了分子的概提出了分子的概念念,他认为气体分子他认为气体分子是由几个原子构成是由几个原子构成的。的。1860年，国际化年，国际化学界确立了原子分学界确立了原子分子论。子论。2021/8/11 星期三44、1869年，已有年，已有63种元素为科学家所认种元素为科学家所认识，识，门捷列夫门捷列夫将各元将各元素按原子量的变化联素按原子量的变化联系起来，揭示了自然系起来，揭示了自然界的一条基本规律界的一条基本规律-元素周期律。元素周期律。2021/8/11 星期三55、19世纪中叶以后，近现代
3、对物质世纪中叶以后，近现代对物质结构的认识有了飞速发展。结构的认识有了飞速发展。（碳原子的四价，有机物碳原子成键（碳原子的四价，有机物碳原子成键的立体结构，有机物分子中键的饱和的立体结构，有机物分子中键的饱和性等相继被发现）性等相继被发现）2021/8/11 星期三66、19世纪末世纪末20世纪初，量子力学世纪初，量子力学（微观粒子具有波粒二象性）确（微观粒子具有波粒二象性）确立。量子力学是研究原子和分子立。量子力学是研究原子和分子结构的理论基础。结构的理论基础。2021/8/11 星期三7原子结构模型的演变原子结构模型的演变2021/8/11 星期三81、19世纪初，英国科学家世纪初，英国科
4、学家道尔顿道尔顿提出提出近代原子学说，他认为原子是微小近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的的不可分割的实心实心球体。球体。实心圆球体实心圆球体2021/8/11 星期三9 2、1897年，英国科学家年，英国科学家汤姆生汤姆生发现了电子。发现了电子。1904年提出年提出“葡萄干面包式葡萄干面包式”的原子结构的原子结构模型。模型。电子在球体运动电子在球体运动2021/8/11 星期三103、1911年英国物理学家年英国物理学家卢瑟福卢瑟福（汤姆生的（汤姆生的学生）提出了学生）提出了带核的原子结构模型。带核的原子结构模型。2021/8/11 星期三11 粒子散射实验粒子散射实验2021/8/1
5、1 星期三124、1913年丹麦物理学家年丹麦物理学家波尔波尔（卢瑟福的学（卢瑟福的学生）生）引入量子论观点，提出引入量子论观点，提出电子在一定轨电子在一定轨道上运动道上运动的原子结构模型。的原子结构模型。2021/8/11 星期三13电子云模型电子云模型 （几率说）（几率说）2021/8/11 星期三14启示：启示：n人类对原子结构认识的逐渐深入，都是人类对原子结构认识的逐渐深入，都是建立在实验研究基础上的，实验是揭示建立在实验研究基础上的，实验是揭示原子结构的重要手段。原子结构的重要手段。n汤姆生、卢瑟福、玻尔等几代师生都是汤姆生、卢瑟福、玻尔等几代师生都是诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑
6、科诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的学上的“定论定论”，不迷信权威，为科学，不迷信权威，为科学的发展作出了重要贡献。自然科学就是的发展作出了重要贡献。自然科学就是在不断探索中修正错误而前进的。在不断探索中修正错误而前进的。2021/8/11 星期三15红外光谱仪2021/8/11 星期三16电子显微镜2021/8/11 星期三17原子吸收光谱仪2021/8/11 星期三18X射线衍射仪2021/8/11 星期三19研究物质结构的意义2021/8/11 星期三20碳的三种同素异形体和碳纳米管的结构模型2021/8/11 星期三21思考思考:以上物质都是由碳元素组成的以上物质都是由碳元素组成的,但为什么它但为什么它们的性质和用途却存在很大的差异们的性质和用途却存在很大的差异,为什么为什么?结构决定性质结构决定性质2021/8/11 星期三22信息科学信息科学光导纤维内窥镜光导纤维内窥镜2021/8/11 星期三232021/8/11 星期三24形状记忆合金形状记忆合金2021/8/11 星期三25材料科学2021/8/11 星期三26生命科学生命科学氨基酸氨基酸2021/8/11 星期三27DNA2021/8/11 星期三282021/8/11 星期三29