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1、,第三单元 人类对原子结构的认识,专题1 化学家眼中的物质世界,物质是由什么构成的？,物质是否无限可分？,小,公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特 等人认为 ：万物是由大量的不可分割 的、看不见的微粒构成的，即原子。,原子结构模型的演变,1. 19世纪初，英国科学家道尔顿提出 近代原子学说，他认为原子是微小 的不可分割的实心球体。,所有物质都是由不可分割的原子构成。,道尔顿的原子学说：,在化学反应中，原子既不会产生或者消失，也不会改变，原子的种类和数目保持不变。,汤姆生阴极射线实验（1897）,2.1897年，英国科学家汤姆生发现了电子。 1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型,汤姆生的结
2、论：,阴极射线由极小的带负电的电子组成。,由于任何材料的射线之荷质比相同，电子是所有原子内的一种基本粒子。,由于其荷质比很大，电子一定非常小 。,卢瑟福粒子散射实验（1911）,卢瑟福的结论：,原子内大部分是空的，所以大多数粒子得以穿过金箔。,原子所有的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即原子核。,3. 1911年英国物理学家卢瑟福（汤姆生的学生）提出了带核的原子结构模型,行星模型,4.1913年丹麦物理学家玻尔（卢瑟福的学生） 引入量子论观点，提出新的原子壳层结构 模型,玻尔的原子模型,玻尔通过光谱研究后认为：电子在原子核外空间内的一系列稳定的轨道上绕核作高速运动。,5.1926年海
3、森伯（玻尔的学生）等提出了 原子的量子力学模型。即用量子力学方法 描述核外电子的运动电子云模型,电子的波粒二象性,氢原子电子云模型,启示:,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，实验是揭示原子结构的重要手段。 汤姆生、卢瑟福、玻尔、海森伯四代师生都是诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的“定论”，不迷信权威，向自己的恩师挑战，为科学的发展作出了重要贡献。在他们的身上闪烁着科学探索精神的光辉！,二、原子核外电子排布：,核外电子是分层排布的，由里向外， 由能量低的轨道到能量高的轨道。,稀有气体元素原子电子层排布：,原子核外电子分层排布的一般规律：,1、能量最低原理（K、L、M
4、、N、O、P、Q） 2、每层最多容纳电子数2n2（n表示电子层数） 3、 最外层电子数目不超过8个（第一层不超过2个） 4、 次外层电子数目不超过18个，倒数第三层 电子数目不超过32个。,三、原子结构与性质的关系（结构决定性质）,（1）八电子稳定结构 通常把最外层有8个电子（K为最外层时为2个）的结构，称为相对稳定结构。稀有气体的原子就是这种结构，化学性质稳定，一般不与其他物质发生化学反应。,（2）不稳定结构：,最外层电子数4时，容易失去电子,最外层电子数4时，容易得到电子,（金属元素，如Na、Mg、Al ）,（非金属元素，如F、O、Cl）,问题：为什么Ne气单质不活泼？,答：因为Ne元素原
5、子最外层为8电子的稳定结构 （原子结构）,问题解决：从原子结构知识角度解释去 P29：问题解决,（4）化合价：,元素化合价与得失电子数目的关系： 1）金属元素为正化合价，失去电子的数目= 化合价的数值。 2）非金属元素既可以为正化合价也可以为负化 合价，活泼非金属元素的最低负化合价数值=得到电子的数目。,（3）原子核在反应中不发生变化，原子的最外层电 子数可能发生变化，元素的化学性质取决于原子的 最外层电子。,元素的主要化合价与原子的最外层电子数的关系: 1、活泼金属元素的化合价=原子最外层电子数,2、活泼非金属元素的最高正化合价=最外层电子数,1.下列原子结构示意图中,正确的是（ ）,2.某
6、元素原子的原子核外有三个电子层,最外层有4个电子,该原子核内的质子数为（ ） A.14 B.15 C.16 D.17,B,A,课堂练习：,3.根据下列叙述,写出元素名称并画出原子结构示意图。 （1）A元素原子核外第三层电子数是第二层电子数的1/2： _ （2）B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的 1.5倍：_ _ （3）C元素的次外层电子数是最外层电子数的1/4： _.,答案：(1) 硅 2 8 4 (2) 硼 2 3 (3) 氖 2 8,4.离子结构示意图,镁离子、硫离子、氯离子,再分得到的微粒，电性，电量又如何？,原子核是否能再分呢？ 如能再分，由哪些微粒构成？,三、探索原子核内部的奥
7、秘,1.原子核的构成,(),(1),( 0 ),(),构成原子的粒子的质量、相对质量和电量,相对质量：与C-12原子（原子核内有6个质子和6个中子的碳原子）质量的1/12（1.661 10-27 kg ）相比较所得的数值。,原子为电中性，电子和质子的数量关系？,2. 原子中的数量关系（一）,核电荷数质子数核外电子数,相对质量：与C-12原子（原子核内有6个质子和6个中子的碳原子）质量的1/12（1.661 10-27 kg ）相比较所得的数值。,哪些粒子是影响相对原子质量的主要因素？,构成原子的粒子的质量、相对质量和电量,质子数、中子数和相对原子质量（表1-8）,2. 原子中的数量关系（二）,
8、质子数中子数质量数相对原子质量,19 23 27,Z + N = A,拓展,元素R的阴离子Rn-，核外有x个电子， 其核内的中子数为m，则R的质量数是_。,m+x-n,阴离子：核电荷数=核内质子数核外电子数 核电荷数=核外电子数电荷数 阳离子：核电荷数=核内质子数核外电子数 核电荷数=核外电子数+电荷数,元素种类原子个数 化合价 电荷数,回顾：以下化学术语如何用符号表达？（以氧元素为例）,X,n,m,d,d：原子个数,n：电荷数,m：化合价,X：元素符号,3. 符号化表示原子的组成,16 A：质量数,8 Z：质子数,a、b、c、d、e各代表什么？,a代表质量数； b代表核电荷数（质子数） c代
9、表离子所带的电荷数 d代表化合价 e代表原子个数,元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。,核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。,4、元素、核素、同位素,绝大多数元素存在多种核素。我们把质子数相同，中子数不同的核素互称为 同位素。,同位素,同位素之间化学性质相似 性质区别主要体现在物理性质方面,同位素之间的区别和联系,放射性同位素：具有放射性的同位素 如： 14C ，235U,总结,同位素：质子数相同，中子数不同的核素的互称。,元素：含有相同质子数的同一类原子的总称。,核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。,氢弹是用氢核聚变释放出大量能量的原理制造的武器， 氢核聚变使用的是氢的同
10、位素氕、氘、氚中最重的氚 。,放射性碳素断代又称“碳一14 断代”。测定古代遗物绝对年代的方法之一。利用有机物中占一定比例的放射性同位素碳一14 的半衰期，推断死亡年代。比较可靠准确。适用年代范围在5 万年以内。,采用放射性60Co照射后的大蒜能延长保存期612个月。,1.下列叙述正确的是 ( ) （A）质子数相同的微粒之间一定互为同位素 （B）已发现的元素有112种，因此有112种原子 （C）属于同位素的原子一定为同种元素 （D）水（H2O）和重水（D2O）互称同位素,不一定，如HF、H2O、NH3、CH4等分子质子数相同。,大多数元素均有同位素，原子数目远远超过112种。,正确，因属于同位
11、素的原子的质子数相同。,同位素指的是原子之间关系，不是分子之间的关系。,C,2.若某元素的原子核内质子数为m ,中子数为n，则下列叙述中正确的是 ( ) （A）这种元素的相对原子质量约为 m + n （B）不能由此确定该元素的相对原子质量 （C）若碳12原子的质量为w g，则此原子的质量为(m+n)w g （D）该原子核内中子的总质量小于质子的质量,m + n 仅能表示 此元素的这种原子的质量数，该元素可能有同位素,正确。即不能由单个原子的原子量代替该元素的原子量。,若碳12原子的质量为w g, 设此原子的质量为x , w : x = 12 : (m + n ) x = (m+n) w/12 g,绝大多数的原子中，质子数中子数（普通氢除外），故 中子的总质量大于质子的总质量,B,
