在十九世纪后半叶的许多新发现修改了道尔顿的原子概念。原子不再被看成是道尔顿所假设的简单实体；它们是由许多微小粒子组成的复杂体系。不过我们在这里将要考虑的粒子仅包括电子、质子和中子。

    原子结构的知识使我们能把化学事实系统化，使化学成为可理解的和容易加以记忆的学科。在原子间发生的反应以及在分子中原子结合力的性质都可以用原子结构来说明。

   关于原子结构的知识大半来自于低压气体传导电流的一些实验。这类实验所采用的装置称为放电管。它是由一支密闭玻璃管组成，其中配置有两个和电源相连接的金属电极（图3－1a）。当这个管子是高度真空时，加上足够的电势使电流能够通过两极，即有射线从阴极射向阳极。我们把这种射线叫做阴极射线。

    阴极射线有如下的特征：（1）它们以直线从阴极射向阳极，在它们的射径中如放有一对象物，它将会在管子的尾端投射出对象物的影子（图3－1b）。（2）令它射向一片金属箔一些时间之后，金属箔会变热。以及（3）它们能被磁场和电场所偏转（图3－2），偏转的性质与带负电荷的粒子通过这类场时偏转的性质相同（同电相斥，异电相吸）。阴极射线的这些特征最好是假设阴极射线是由带负电荷的极微小的物质粒子流组成的，这些粒子叫做电子。

    在1897年英国物理学家汤姆孙（Sir．J．J． Thomson）测定了电子的荷质比e이m，发现所有阴极射线的e／m都是相等的，不管阴极射线管中的气体是什么或电极材料是由什么金属制成的。在1909年芝加哥大学的密立根（ Millikan）测量了电

子的电荷。从e／mn和e的值计算出电子的质量是氢原子质量的1/1837。这样一来，以原子量单位，电子的质量是0．00055。

    当将某些金属加热到高温时金属表面会有电子射出。这个过程叫做电子的热发射。一些活泼金属

如铯，钠和钾被光照射时，它们会发图3－3在电路中的光电池。光线射到活泼金属电极上时，它射出

射出电子（图3－3）。这种类型的电子，使电路有电流通过子发射叫做光电效应，这是“电眼”或光电池的基础。x射线线可以从一切形式的物质中释放出电子。

    不管释放电子的物源是什么和释放的方法如何，所有的电子都是等同的；另外电子可以从任何种类的原子中放出，这一事实确证电子是一切原子的组成部分。

   在1886年古德什坦（ Goldstein）使用了一个有多孔阴极的放电管，他发现由阳极发射出另一种射线，它们能从阴极的孔道中通过。在1898年魏魏因（Wien）证明这些射线是带正电荷粒子组成的，现在这种射线被称为正电射线。在正电射线中一个粒子的荷质比要比电子的荷质比小得多，并决定于放电管中气体的种类。由于荷质比是可变的，显然或是电荷是可变的，或是质量是可变的，或两者都是可变的。事实上，已经发现电荷和质量都是可变的。测量结果表明每个粒子上的电荷要么是一个单位正电荷，要么就是这个单位正电荷的整数倍。经证明这个单位正电荷等于电子电荷但具有相反的符号。在放电管中的气体如果是氢气的话，正电粒子的质量要小于任何其它气体正电粒子的质量。从氢放电管中正电粒子的e和e／m值可以算出m的值，这个质量是1．0073原子量单位。这个粒子被被叫做质子，它是所有原子的基本结构单元之一。

    这种在放电管中从所用任何气体的中性原子或分子产生的带正电荷粒子是由于这些电中性原子和分子被高速阴极射线撞击时失去了电子而形成的。这些带电原子叫做气态离子。任何电中性原子可以使之失去一个或多个电子而成为正电离子这个事实表明，每种原子都必含有一个或多个正电性单元。最简单的原子是氢原子，它含有一个质子（氢离子）和一个电子。

     在1896年法国物理学家贝克莱（ Beeguerel）发现了“放射性”，从而第一次确证原子是复杂的而不再是如原来物质原子理论所说的那样原子是“不可分的”。放射性这一术语用于表述某些元素，例如锰和铀的原子的自发分解，变成其它元素，同时产生粒子射线。共有三种类型的射线，这些射线可用下列试验加以研究和鉴定。将放射性物质样品放在一块铅的狭小孔膛内，并使发射出来的射线通过一个强电场（图3－4）。这时可观察到一种射线向电场的负极弯曲，因而可知它必然是

由带正电荷的粒子所组成。这些粒子叫做c粒子。第二种射线偏转向电场的正极，它的射径比aα粒子要弯曲得多，这些事实表明这些粒子是带负电荷的并且它们的质量比a粒子要小得多，把它们叫做B粒子。第三种射线通过电场时不发生偏转，说明这些粒子既不带负电荷也不带正电荷。这些射线同x射线相似，但是它们的穿透能力要比X射线、a粒子或B粒子都要大（图

3－5）。把这种射线叫做y射线。除了在这里已讨论的这三种射线之外。

    在原子量标度中a粒子的质量为4，并带有＋2电荷。实验表明粒子就是氨离子，即各失去两个电子的氨原子。已知B粒
子是速度接近光速（约为186，000英里／秒）的电子。
    关于原子含有质子的确证是卢瑟福（ Rutherford）在1919年取得的。他以镭的高速a粒子作为射弹用以轰击一些原子如氮和铝，他发现作为碰撞的结果有质子从原子中放出。这些试验十分清楚地指出质子是原子的一种结构单元。