高中原子結構教學中幾個概念的深入認識

劉鵬　張洪違

摘 要?本文筆者對“原子結構”有關的幾個相關概念進行了詳細闡述，有助于讀者對微觀粒子有關的概念深入理解，避免教學中進入誤區，對于教師的教學具有一定的指導價值，也可以作為學生學習的課后延伸。

關鍵詞?原子結構;電子自旋;電子云;原子軌道;構造原理金屬性

中圖分類號：G632 文獻標識碼：A 文章編號：1002-7661（2020）32-0097-02

物質結構是一門理論性比較強的學科，它與其它學科一樣來源于實踐，來源于對實驗現象的分析、思考，且要用實踐來檢驗其結論是否正確。由于它的研究對象是微觀質點的運動規律，與宏觀運動有質的差異，又有密切聯系，因此學習中學生往往會感到虛無縹緲，產生錯誤的認識。教學中教師要對微觀粒子有關的概念深入理解，才能在教學中對學生進行正確的指導。筆者選取了在“原子結構”教學中容易產生錯誤認識的幾個概念進行討論。

一、電子自旋非自旋

為了解釋實驗發現的光譜雙線結構問題，1925年G.Uhlenbeck和S.Goudsmit提出電子具有不依賴于軌道運動的、固有的磁矩假說，并把這個磁矩看成由電子固有的角動量形成的，他們把這個內在的固有角動量形象化地用電子的“自旋”運動來描述，于是電子自旋的概念由此產生。電子自旋可以認為是電子固有的特性，它可能順著軌道運動產生的磁場取向，也可能逆著這個磁場而取向。可見，所謂電子“自旋”，早先是為了形象描述電子的固有角動量而出現的字眼。由于電子是微觀粒子，因此電子自旋是無法用經典概念所能描述的，它是一種量子化運動，通常要用相對論量子力學才能解釋。……