《高中化学 1.3 人类对原子结构的认识课件1 苏教版必修1.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 1.3 人类对原子结构的认识课件1 苏教版必修1.ppt（53页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第三单元第三单元 人类对原子结构的认识人类对原子结构的认识专题专题1 1 化学家眼中的物质世界化学家眼中的物质世界物质是由什么物质是由什么构成的？构成的？物质是否无限可分？小 公元前公元前5世纪，希腊哲学家世纪，希腊哲学家德谟克利特德谟克利特 等人认为等人认为 ：万物是由大量的不可分割：万物是由大量的不可分割 的、看不见的微粒构成的，即原子。的、看不见的微粒构成的，即原子。原子结构模型的演变原子结构模型的演变1. 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提出近代原子学说近代原子学说，他认为原子是微小，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。的不可分割的实心球体。所有物质都是由不可
2、分割的原子构成。所有物质都是由不可分割的原子构成。 道尔顿的原子学说：道尔顿的原子学说： 在化学反应中，原子既不会产生或在化学反应中，原子既不会产生或者消失，也不会改变，原子的种类者消失，也不会改变，原子的种类和数目保持不变。和数目保持不变。 汤姆生阴极射线实验汤姆生阴极射线实验（1897）2.1897年，英国科学家年，英国科学家汤姆生汤姆生发现了发现了电子电子。 1904年提出年提出“葡萄干面包式葡萄干面包式”的原子结构模的原子结构模型型汤姆生的结论：汤姆生的结论： 阴极射线由极小的带负电的电子组成。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，由于任何材料的射线之荷质
3、比相同，电子是所有原子内的一种基本粒子。电子是所有原子内的一种基本粒子。由于其荷质比很大，电子一定非常小由于其荷质比很大，电子一定非常小 。卢瑟福卢瑟福粒子散射实验粒子散射实验（1911） 卢瑟福的结论：卢瑟福的结论：原子内大部分是空的，所以大多数原子内大部分是空的，所以大多数粒子得以穿过金箔。粒子得以穿过金箔。 原子所有的正电荷和几乎全部质量集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。中在一个很小的区域，即原子核。 3. 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）学生）提出了带核的原子结构模型提出了带核的原子结构模型行星模型4.1913年丹
4、麦物理学家年丹麦物理学家玻尔玻尔（卢瑟福的学生）（卢瑟福的学生） 引入量子论观点，提出新的引入量子论观点，提出新的原子壳层结构原子壳层结构 模型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。内的一系列稳定的轨道上绕核作高速运动。5.1926年年海森伯（玻尔的学生）海森伯（玻尔的学生）等提出了等提出了 原子的原子的量子力学量子力学模型。即用量子力学方法模型。即用量子力学方法 描述核外电子的运动描述核外电子的运动电子云模型电子云模型电子的波粒二象性氢原子电子云模型启示启示:人类对原子结构认识的逐渐深入，
5、都是建立在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实验研究基础上的，实验是揭示原子结构的重要手段。要手段。汤姆生、卢瑟福、玻尔、海森伯四代师生都是汤姆生、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诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的“定论定论”，不迷信权威，向自己的恩师挑战，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！闪烁着科学探索精神的光辉！二、原子核外电子排布：二、原子核外电子排布：核外电子是分层排布的，由里向外，核外电子是分
6、层排布的，由里向外，由能量低的轨道到能量高的轨道。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：稀有气体元素原子电子层排布：核核电电荷荷数数元元素素名名称称元元素素符符号号各电子层的电子数各电子层的电子数KLMNOP最外层最外层电子数电子数2氦氦He2210氖氖Ne28818氩氩Ar288836氪氪Kr28188854氙氙Xe2818188886氡氡Rn2818321888各层最多电子各层最多电子数数281832?原子核外电子分层排布的一般规律：原子核外电子分层排布的一般规律：1、能量最低原理（、能量最低原理（K、L、M、N、O、P、Q）2、每层最多容纳电子数、每层最多容纳电子数2
7、n2（n表示电子层数）表示电子层数）3、 最外层电子数目不超过最外层电子数目不超过8个（第一层不超过个（第一层不超过2个）个）4、 次外层电子数目不超过次外层电子数目不超过18个，倒数第三层个，倒数第三层 电子数目不超过电子数目不超过32个。个。三、原子结构与性质的关系三、原子结构与性质的关系（结构决定性质）（结构决定性质）（1）八电子稳定结构）八电子稳定结构 通常把最外层有通常把最外层有8个电子（个电子（K为最外层时为为最外层时为2个）个）的结构，称为相对稳定结构。稀有气体的原子就是的结构，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这种结构，化学性质稳定
8、，一般不与其他物质发生化学反应。化学反应。（2 2）不稳定结构不稳定结构：原子原子最外层电子数最外层电子数4时，容易失去电子时，容易失去电子最外层电子数最外层电子数4时，容易得到电子时，容易得到电子（金属元素，如（金属元素，如NaNa、MgMg、AlAl ）（非金属元素，如（非金属元素，如F F、O O、ClCl）问题：为什么Ne气单质不活泼？答：因为答：因为NeNe元素原子最外层为元素原子最外层为8 8电子的稳定结构电子的稳定结构（原子结构）（原子结构）问题解决：从原子结构知识角度解释去问题解决：从原子结构知识角度解释去P29：问题解决：问题解决（4）化合价：）化合价： 元素化合价与得失电子
9、数目的关系：元素化合价与得失电子数目的关系： 1）金属元素为）金属元素为正正化合价，失去电子的数目化合价，失去电子的数目= 化合价的数值。化合价的数值。 2）非金属元素既可以为）非金属元素既可以为正正化合价也可以为化合价也可以为负负化化 合价，活泼非金属元素的最低负化合价数值合价，活泼非金属元素的最低负化合价数值=得到电子的数目。得到电子的数目。（3 3）原子核在反应中不发生变化，原子的）原子核在反应中不发生变化，原子的最外层电最外层电子数子数可能发生变化，元素的化学性质取决于原子的可能发生变化，元素的化学性质取决于原子的 最外层电子。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元
10、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、活泼金属元素的化合价=原子最外层电子数原子最外层电子数2、活泼非金属元素的最高正化合价、活泼非金属元素的最高正化合价=最外层电子数最外层电子数非金属元素：非金属元素：最高正化合价最高正化合价+ 最低负化合价的绝对值最低负化合价的绝对值 = 8 （H除外）除外）1.下列原子结构示意图中下列原子结构示意图中,正确的是（正确的是（ ）2.某元素原子的原子核外有三个电子层某元素原子的原子核外有三个电子层,最外层最外层有有4个电子个电子,该原子核内的质子数为（该原子核内的质子数为（ ） A.14 B.15 C.16 D.17A.B.C
11、.D.BA课堂练习：课堂练习：3.3.根据下列叙述根据下列叙述, ,写出元素名称并画出原子结构示意图。写出元素名称并画出原子结构示意图。（1 1）A A元素原子核外第三层电子数是第二层电子数的元素原子核外第三层电子数是第二层电子数的1/21/2： _（2 2）B B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的元素原子的最外层电子数是次外层电子数的 1.51.5倍：倍：_ _（3 3）C C元素的次外层电子数是最外层电子数的元素的次外层电子数是最外层电子数的1/41/4： _._.答案：答案：(1) 硅硅 2 8 4 (2) 硼硼 2 3 (3) 氖氖 2 8 4.离子结构示意图离子结构示意图镁离子、
12、硫离子、氯离子镁离子、硫离子、氯离子再分得到的微粒，再分得到的微粒，电性，性，电量又如何？量又如何？原子原子核核是否能再分呢？是否能再分呢？如能再分，由哪些微粒构成？如能再分，由哪些微粒构成？三、探索原子核内部的奥秘三、探索原子核内部的奥秘原子核原子核核外电子核外电子原子原子质子质子Z中子中子N1.原子核的构成原子核的构成()(1)( 0 )()构成原子的粒子的质量、相对质量和电量构成原子的粒子的质量、相对质量和电量粒子粒子 电子电子原子核原子核质子质子中子中子电性电性电量电量负电负电1 1单位电荷单位电荷/ /个个正电正电1 1单位电荷单位电荷/ /个个不显电性不显电性 质量量/kg9.10
13、910-31 1.67310-271.67510-27相相对质量量1/18361.007 11.008 1 相相对质量量：与：与C-12原子（原子核内有原子（原子核内有6个个质子和子和6个中子的碳原子）个中子的碳原子）质量量的的1/12（1.661 10-27 kg ）相比）相比较所得的数所得的数值。原子为电中性，电子和质子的数量关系？原子为电中性，电子和质子的数量关系？ 2. 原子原子中中的的数量关系（一）数量关系（一）核核电荷数荷数质子数子数核外核外电子数子数粒子粒子 电子电子原子核原子核质子质子中子中子电性电性电量电量负电负电1 1单位电荷单位电荷/ /个个正电正电1 1单位电荷单位电荷
14、/ /个个不显电性不显电性 质量量/kg9.10910-31 1.67310-271.67510-27相相对质量量1/18361.0071.008 相相对质量量：与：与C-12原子（原子核内有原子（原子核内有6个个质子和子和6个中子的碳原子）个中子的碳原子）质量量的的1/12（1.661 10-27 kg ）相比）相比较所得的数所得的数值。哪些粒子是影响相对原子质量的主要因素？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、相对质量和电量构成原子的粒子的质量、相对质量和电量原子原子质子数子数（Z）中子数中子数（N）相相对原子原子质量量F91018.998Na111222.990Al
15、131426.982质子数、中子数和相对原子质量（表质子数、中子数和相对原子质量（表1-8） 2. 原子原子中中的的数量关系（二）数量关系（二）质子数中子数子数中子数质量数量数相相对原子原子质量量质量数质量数（A）192327Z + N = A拓展拓展 元素元素R的阴离子的阴离子Rn-，核外有，核外有x个个电子，子， 其核内的中子数其核内的中子数为m，则R的的质量数是量数是_。m+x-n阴离子：核电荷数阴离子：核电荷数=核内质子数核外电子数核内质子数核外电子数 核电荷数核电荷数=核外电子数电荷数核外电子数电荷数阳离子：核电荷数阳离子：核电荷数=核内质子数核外电子数核内质子数核外电子数 核电荷数
16、核电荷数=核外电子数核外电子数+电荷数电荷数元素种类元素种类原子个数原子个数化合价化合价电荷数电荷数回顾：以下化学术语如何用回顾：以下化学术语如何用符号表达？（以氧元素为例）符号表达？（以氧元素为例）Xnmdd：原子个数原子个数n：电荷数荷数m：化合价化合价X：元素符号：元素符号O8163. 符号化表示原子的符号化表示原子的组成成16 A：质量数量数8 Z：质子数子数XAZa、b、c、d、e各代表什么？各代表什么？ a代表质量数；代表质量数；b代表核电荷数（质子数）代表核电荷数（质子数）c代表离子所带的电荷数代表离子所带的电荷数d代表化合价代表化合价e代表原子个数代表原子个数abXc+-+de
17、元素：元素：具有相同具有相同质子数质子数的同一类原子的总称。的同一类原子的总称。17 Cl ,3517 Cl376 C ,136 C ,126 C148 O ,16 8 O ,178 O18核素：核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。具有一定质子数和一定中子数的一种原子。1H ,11H ,21H3氕（氕（pie），氘氘(dao)，氚氚(chuan)4、元素、核素、同位素、元素、核素、同位素绝大多数元素存在多绝大多数元素存在多种核素。我们把质子种核素。我们把质子数相同，中子数不同数相同，中子数不同的核素互称为的核素互称为 同位素同位素。同位素同位素同位素之间同位素之间化学性质化学性质相似相
18、似性质区别主要体现在性质区别主要体现在物理性质物理性质方面方面同位素之间的区别和联系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放射性同位素：具有放射性的同位素 如：如： 14C ，235U总结同位素：同位素：质子数相同，中子数不同的质子数相同，中子数不同的核素核素的的互称互称。元素：元素：含有相同质子数的同一类原子的含有相同质子数的同一类原子的总称总称。核素：核素：具有一定质子数和一定中子数的具有一定质子数和一定中子数的一种原子一种原子。 氢弹是用氢核聚变释放出大量能量的原理制造的氢弹是用氢核聚变释放出大量能量的原理制造的武器，武器， 氢核聚变使用的是氢核聚变使用的是氢的同位素氕、
19、氘、氚氢的同位素氕、氘、氚中最重的氚中最重的氚 。放射性碳素断代又称放射性碳素断代又称“碳一碳一14 断代断代”。测定古代遗物。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同位素碳一14 的半衰期，推断死亡年代。比较可靠准确。的半衰期，推断死亡年代。比较可靠准确。适用年代范围在适用年代范围在5 万年以内。万年以内。 采用放射性采用放射性60Co照射照射后的大蒜能延长保存期后的大蒜能延长保存期612个月。个月。 1. 1.下列叙述正确的是下列叙述正确的是 ( )( )（A A）质子数相同的微粒之间一定互为同位素）质子数
20、相同的微粒之间一定互为同位素（B B）已发现的元素有）已发现的元素有112112种，因此有种，因此有112112种原子种原子（C C）属于同位素的原子一定为同种元素）属于同位素的原子一定为同种元素（D D）水（）水（H H2 2O O）和重水（）和重水（D D2 2O O）互称同位素）互称同位素不一定，如不一定，如HF、H2O、NH3、CH4等分子质子数相同。等分子质子数相同。大多数元素均有同位素，原子数目远远超过大多数元素均有同位素，原子数目远远超过112种。种。正确，因属于同位素的原子的质子数相同。正确，因属于同位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。同位素指
21、的是原子之间关系，不是分子之间的关系。C 2.2.若某元素的原子核内质子数为若某元素的原子核内质子数为m ,m ,中子数为中子数为n n，则下列叙述中，则下列叙述中正确的是正确的是 ( )( )（A A）这种元素的相对原子质量约为）这种元素的相对原子质量约为 m + nm + n（B B）不能由此确定该元素的相对原子质量）不能由此确定该元素的相对原子质量（C C）若碳）若碳1212原子的质量为原子的质量为w gw g，则此原子的质量为，则此原子的质量为(m+n)w g(m+n)w g（D D）该原子核内中子的总质量小于质子的质量）该原子核内中子的总质量小于质子的质量m + n 仅能表示仅能表示 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。正确。即不能由单个原子的原子量代替该元素的原子量。若碳若碳12原子的质量为原子的质量为w g, 设此原子的质量为设此原子的质量为x , w : x = 12 : (m + n ) x = (m+n) w/12 g 绝大多数的原子中，质子数绝大多数的原子中，质子数中子数（普通氢除外），故中子数（普通氢除外），故中子的总质量大于质子的总质量中子的总质量大于质子的总质量B
