基本粒子9︱核电荷数如何测量?莫斯莱发现原子序数( 二 )


基本粒子9︱核电荷数如何测量?莫斯莱发现原子序数
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现在我们看到的就是当时亨利·莫斯莱测量出来的原子核的电荷数 , 可以看出 , 从钙到锌 , 核电荷数基本上就是电子电荷的整数倍 , 那多出来的一点点可以解释为实验的误差 。
整数倍正好就说明了 , 原子核所携带的电荷正好抵消了电子的电荷 , 物质才表现出了电中性 , 这一点跟人们之前的猜测是完全一样 。
不过神奇的是 , 每一个元素到相邻的下一个元素 , 不管他的相对原子质量增加了多少 , 他的核电荷数就只增加一个单位 , 所以莫斯莱就发现 , 元素原子的核电荷数正好就等于它在元素周期表中的位置序数 。
这就是原子序数的概念 , 这对我们理解元素周期来说至关重要 , 有了原子序数的概念 , 我们就知道元素的化学性质是由核电荷数来决定了 , 而且核电荷数也决定了核外电子的数目 。
由于以前人们并不知道元素原子的排列顺序是跟核电荷数相关的 , 而是根据元素的相对原子质量排列的 。
基本粒子9︱核电荷数如何测量?莫斯莱发现原子序数
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所以在这之前 , 人们发现了同位素以后 , 这些同位素和已知元素的化学性质相同 , 但是相对原子质量却不同 , 当时就把元素周期表搞的混乱不堪 。
那莫斯莱发现了原子序数之后 , 就可以理清这个问题了 , 同位素的核电荷数一样 , 核外电子数也一样 , 所以化学性质相同 , 区别就是相对原子质量不同 , 以后我们在描述元素的时候 , 只要说清它的相对原子质量就可以区分这些同位素了 。
所以说莫斯莱的发现 , 获诺奖是完全没有问题的 , 他的老师卢瑟福就非常惋惜地说 , 是莫斯莱逐一点了元素的名 , 揭示了元素周期表最后的秘密 。
基本粒子9︱核电荷数如何测量?莫斯莱发现原子序数
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莫斯莱的发现还解释了1911年索迪提出的元素位移定律 , 说的是 , 当一个放射性原子释放一个α粒子以后 , 这个原子就会在按相对原子质量排列的周期表中下降两个位置;
当一个放射性原子释放出一个β粒子的时候 , 它就会在按相对原子质量排列的周期表中上升一个位置 。
基本粒子9︱核电荷数如何测量?莫斯莱发现原子序数
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这就是放射性元素的位移定律 , 但当时并不能清楚地解释这个问题 , 那莫斯莱发现的原子序数和核电荷数之间的关系 , 就可以简单的说清这个问题了 。
α粒子带两个核电荷 , 原子失去一个α粒子就是失去了两个核电荷 , 所以它就会下降两个位置 , 那β粒子带一个负电荷 , 原子失去一个β粒子 , 肯定就会多出一个正电荷 , 所以元素就会向上移一个位置了 。
从以上的描述中就可以看出 , 在1913年的时候 , 人们已经确认了这样一个事实 , 放射性衰变产生的α粒子和β粒子是核现象 , 这对以后人们理解原子核的组成至关重要 。
基本粒子9︱核电荷数如何测量?莫斯莱发现原子序数】好了 , 今天的内容就到这里 , 下节课我们说中子的发现 。