人类对原子结构的认识

《人类对原子结构的认识》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人类对原子结构的认识（35页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第一单元第一单元 原子核外电子的运动原子核外电子的运动 人类对原子结构的认识人类对原子结构的认识请大家结合初中学过的知识及教材请大家结合初中学过的知识及教材P27-28的短文，思考下列几个问题。的短文，思考下列几个问题。1、原子结构模型的演变经历了哪几个重要阶段？、原子结构模型的演变经历了哪几个重要阶段？2、用简洁的语言表达各阶段（道尔顿、汤姆生、用简洁的语言表达各阶段（道尔顿、汤姆生、卢瑟福、卢瑟福、玻玻尔）对原子结构模型的认识特点？尔）对原子结构模型的认识特点？3、请你谈谈从原子结构的演变得到什么启迪？、请你谈谈从原子结构的演变得到什么启迪？在你眼中在你眼中? ? 在化学家眼中在化学家眼中

2、? ? 水由水分子水由水分子组组成成食盐由离子构成食盐由离子构成它们由什么微粒构成？它们由什么微粒构成？铜由铜铜由铜原子原子构成构成原子原子物质是否无限可分？小感受精神感受精神 学习方法学习方法 分享知识分享知识历历史史的的脚脚步步 铭铭记记这这一一刻刻2500年前年前德谟克利特德谟克利特哲哲 学学 臆臆 测测By convention there is color, By convention sweetness, By convention bitterness, But in reality there are atoms andpace. Democritus感觉上，存在的是缤纷的色彩

3、，浓郁的芬芳，深深的苦痛，但实际上，存在的是原是原子（不可分割的意思）和空间。子（不可分割的意思）和空间。感受精神感受精神 学习方法学习方法 分享知识分享知识历历史史的的脚脚步步 铭铭记记这这一一刻刻2500年前年前德谟克利特德谟克利特哲哲 学学 臆臆 测测 道尔顿道尔顿1803所有物质都是由不可分割的原子构成。所有物质都是由不可分割的原子构成。在化学反应中，原子种类和数目不变。在化学反应中，原子种类和数目不变。同种元素的原子完全相同。同种元素的原子完全相同。 实心球模型实心球模型感受精神感受精神 学习方法学习方法 分享知识分享知识历历史史的的脚脚步步 铭铭记记这这一一刻刻2500年前年前德谟

4、克利特德谟克利特1803 道尔顿道尔顿 实心球模型实心球模型 汤姆生汤姆生葡萄干面包式葡萄干面包式1904哲哲 学学 臆臆 测测l发现原子中存在电子发现原子中存在电子l打破原子不可分的神话打破原子不可分的神话l提出葡萄干面包式模型提出葡萄干面包式模型感受精神感受精神 学习方法学习方法 分享知识分享知识历历史史的的脚脚步步 铭铭记记这这一一刻刻2500年前年前德谟克利特德谟克利特1803 道尔顿道尔顿实心球模型实心球模型 汤姆生汤姆生 葡萄干面包式葡萄干面包式1904哲哲 学学 臆臆 测测1911卢瑟福卢瑟福l原子是由原子核和核外电子构成的原子是由原子核和核外电子构成的l原子核带正电，电子带负电

5、原子核带正电，电子带负电l电子围绕原子核做高速运动电子围绕原子核做高速运动 空心球模型空心球模型感受精神感受精神 学习方法学习方法 分享知识分享知识历历史史的的脚脚步步 铭铭记记这这一一刻刻2500年前年前德谟克利特德谟克利特1803道尔顿道尔顿实心球模型实心球模型汤姆生汤姆生葡萄干面包式葡萄干面包式1904卢瑟福卢瑟福空心球空心球模型模型1911玻玻 尔尔1913轨轨 道道 模模 型型哲哲 学学 臆臆 测测感受精神感受精神 学习方法学习方法 分享知识分享知识历历史史的的脚脚步步 铭铭记记这这一一刻刻2500年前年前德谟克利特德谟克利特1803 道尔顿道尔顿 实心球模型实心球模型 汤姆生汤姆生

6、 葡萄干面包式葡萄干面包式1904 卢瑟福卢瑟福 空心球模型空心球模型1911 玻玻 尔尔1913 轨轨 道道 模模 型型量子力学模型量子力学模型1926 许多人许多人哲哲 学学 臆臆 测测人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的 公元前公元前5 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等人认为人认为 ：万物是由大量的不可分的微粒构成的，：万物是由大量的不可分的微粒构成的，即原子即原子 1919世纪初世纪初 道尔顿提出近代原子学说道尔顿提出近代原子学说: :原原子是微小的不可分割的实心球体。子是微小的不可分割的实心球体。 道尔顿原子学说道

7、尔顿原子学说“葡萄干面包式葡萄干面包式”18971897年，英国科学家年，英国科学家汤姆生汤姆生发现了原子中存在电子发现了原子中存在电子汤姆生认为，正电荷均匀地分布在原子之中，汤姆生认为，正电荷均匀地分布在原子之中，而电子就像是葡萄干面包中的葡萄干一样散布而电子就像是葡萄干面包中的葡萄干一样散布在原子的正电荷之中在原子的正电荷之中(1)(1)每一个原子都有一个体积极小、极密实的原子核；每一个原子都有一个体积极小、极密实的原子核；(2)(2)原子核占有全部正电荷和几乎全部的原子质量；原子核占有全部正电荷和几乎全部的原子质量；(3)(3)原子核被一个体积很大几乎什么也没有的空间包围着；原子核被一个

8、体积很大几乎什么也没有的空间包围着；(4)(4)原子核外的空间里极稀疏地原子核外的空间里极稀疏地散布着电子，而电子总电荷数恰好散布着电子，而电子总电荷数恰好与原子核中的正电荷数相等。与原子核中的正电荷数相等。( (原子电中性原子电中性) ) 19111911年根据年根据a a粒子散射实验粒子散射实验, ,卢瑟福卢瑟福提出提出带核的原带核的原子结构模型子结构模型19131913年丹麦物理家年丹麦物理家玻尔玻尔提出提出 量子论量子论在在原原子子核核外外，电电子子不不是是沿沿着着任任意意轨轨道道绕绕核核旋旋转转，而而是是沿沿着着符符合合一一定定条条件件的的轨轨道道旋旋转转。每每个个轨轨道道都都具具有

9、有一一个个确确定定的的能能量量值值, ,电电子子在在轨轨道道上上运运动动时时，不不吸吸收收或或放放出出能量，处于一种稳定状态。能量，处于一种稳定状态。 20世纪初，科学家揭示了微观世界波粒二象性世纪初，科学家揭示了微观世界波粒二象性的规律，认识到原子核外电子的运动的规律，认识到原子核外电子的运动不遵循经典力不遵循经典力学学的原理，必须用的原理，必须用量子力学模型量子力学模型描述核外电子的运描述核外电子的运动。动。原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子（带正电）（带正电）（带负电）（带负电）不显不显电性电性二、原子的构成二、原子的构成1 1 、构成原子的微粒之间的数量关系、构成原子

10、的微粒之间的数量关系一个质子带一个单位正电荷一个质子带一个单位正电荷一个电子带一个单位负电荷一个电子带一个单位负电荷不带电不带电 原子核体积非常小原子核体积非常小, ,电子在电子在“空旷、空旷、辽阔辽阔”的核外空间高速运动的核外空间高速运动. .电子运动的空电子运动的空间范围即为原子的体积间范围即为原子的体积. .原子核直径约是原原子核直径约是原子的万分之一子的万分之一, ,体积约几千亿分之一体积约几千亿分之一. .核电荷数核电荷数 = 核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数=原子序数原子序数原子原子质子数子数(Z）中子数中子数（N）质子数子数+中子数中子数（A）相相对原子原子质量量F10

11、18.998（19）Na1222.989（23）Al14 26.982（27）91911231327比较表格中的数据，你能得出什么结论？比较表格中的数据，你能得出什么结论？练习练习阅读表阅读表1-71-7，质子、中子、电子的电性和电量怎质子、中子、电子的电性和电量怎样？样？比较三种粒子的质量大小、带电荷的情况。比较三种粒子的质量大小、带电荷的情况。什么是相对质量？什么是相对质量？构成原子的微构成原子的微粒粒电子电子原子核原子核质子质子中子中子电性和电量电性和电量/C/C0 0质量质量/kg/kg9.109109.10910-31-311.673101.67310-27-271.675101.6

12、7510-27-27相对质量相对质量1/18361/18361.0071.0071.0081.008负电荷负电荷 1.60210-19正电荷正电荷 1.60210-19微粒质量（微粒质量（m） 12C （m） 1/12 = 相对原子质量相对原子质量Z 个个（AZ）个）个Z 个个原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子原子原子XAZ相对原子质量相对原子质量质子数质子数（Z)Z)+ +中子数中子数（N N）2 2、质量数、质量数= = 质量数质量数（A A）1212C C原子指的是什么原子原子指的是什么原子? ?XAZ元素符号元素符号质量数质量数 核电荷数核电荷数 （核内质子数）（核内质子数）

13、含义：代表一个质量数为含义：代表一个质量数为A A、质子数为、质子数为Z Z的原子的原子原子的表示方法原子的表示方法O816222离子电荷离子电荷原子个数原子个数质量数质量数质子数质子数化化合合价价数字的位置不同，所表示的意义就不同数字的位置不同，所表示的意义就不同. .练一练练一练原子与对应离子比较，原子与对应离子比较，电子数不等电子数不等，但质子数、中子、相对原子质量、质量数仍相等但质子数、中子、相对原子质量、质量数仍相等 Cl1735-质量数质量数质子数质子数微粒微粒氯原子氯原子硫离子硫离子钠离子钠离子 3517中子数中子数电子数电子数23123235451818171016168011

14、35Br8035练习练习微粒微粒质子数质子数中子数中子数质量数质量数 学学 名名 俗俗 称称 1 1 1 1 1 0 2 3 2 氕氕 氘氘 氚氚 重氢重氢 超重氢超重氢H11H21H31试比较三种原子的异同，指出它们之间的关系试比较三种原子的异同，指出它们之间的关系质子数相同质子数相同质子数相同质子数相同, ,中子数不同中子数不同属同种元素属同种元素不同种原子不同种原子( (核素核素) )质子数相同质子数相同而而中子数不同中子数不同的的同一元素同一元素的的原子原子互称互称同位素同位素（D）（T） 氢氢（H）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同位素同位

15、素：质子数相同而中子数不同的核素互称质子数相同而中子数不同的核素互称6 C ,136 C ,126 C148 O ,16 8 O ,178 O18核素：核素：具有一定具有一定质子数质子数和一定和一定中子数中子数的一种原子的一种原子C、O、Na17 Cl 356 C128 O16 同 位 素许多元素都有同位素，许多元素都有同位素， 目前发现目前发现112种元素，种元素，同位素却有同位素却有1800 余种余种几个实例1H16C121H21H392U234氢有三种同位素：氢有三种同位素：氘和氚是制造氢弹的材料氘和氚是制造氢弹的材料铀有三种同位素：铀有三种同位素：92U23592U238铀铀235 是

16、制造原子弹的材料和核反应堆的燃料是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料碳有三种同位素：碳有三种同位素：6C136C14碳碳12 作为原子量及阿伏加德罗常数的标准作为原子量及阿伏加德罗常数的标准碳碳14 在考古学中测定生物死亡年代在考古学中测定生物死亡年代怎样用怎样用1414C C测定古代生物的死亡年代测定古代生物的死亡年代 1414C C是一种放射性同位素，半衰期为是一种放射性同位素，半衰期为57305730年，它存年，它存在于一切生物体中，一面在生成，一面在衰变，故在于一切生物体中，一面在生成，一面在衰变，故其含量与其含量与1212C C的含量比值不变的含量比值不变当生物体死亡后，当生物体死亡后

17、，1414C C不断衰变而减少不断衰变而减少 现有一生物化石，测得现有一生物化石，测得1212C C的含量为的含量为M M克，根据比克，根据比值可算出值可算出1414C C值应为值应为m m 克，而实际只有克，而实际只有m/8m/8克克 m m/2 m/4 m/8 5730年年5730年年5730年年 该生物已死亡了该生物已死亡了 35730 = 17190年年【例例】（2005年江苏高考题）我国的年江苏高考题）我国的“神舟神舟”五号载人飞船已发射成功，五号载人飞船已发射成功，“嫦娥嫦娥”探月工程探月工程也已正式启动。据科学家预测，月球的土壤中也已正式启动。据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百

18、万吨的吸附着数百万吨的32He，每百吨，每百吨32He核聚变所核聚变所释放的能量相当于目前人类一年消耗的能量。释放的能量相当于目前人类一年消耗的能量。在地球上，氦元素主要以在地球上，氦元素主要以42He的形式存在。下的形式存在。下列说法正确的是（列说法正确的是（ ）A. 42He原子核内含有原子核内含有4个质子个质子B. 32He和和42He互为同位素互为同位素C. 32He原子核内含有原子核内含有3个中子个中子D.42He的最外层电子数为的最外层电子数为2，所以，所以42He具有较强具有较强的金属性的金属性B1 1、据报道，上海某医院正在研究用放射性的、据报道，上海某医院正在研究用放射性的一

19、种碘一种碘 治疗肿瘤。该碘原子的核内的中治疗肿瘤。该碘原子的核内的中子数与核外电子数之差是子数与核外电子数之差是I125 53A、72 B、19 C、53 D、125B2 2、某二价阴离子，核外有、某二价阴离子，核外有1818个电子，质量个电子，质量数为数为3232，则其中子数为，则其中子数为A、12 B、14 C、16 D、18CC-NMR（核磁共振）可以用于含碳化合物（核磁共振）可以用于含碳化合物 的结构分析，的结构分析， 表示的碳原子表示的碳原子13 6C13 6A A、核外有、核外有1313个电子个电子B B、核内有、核内有6 6个质子，核外有个质子，核外有7 7个电子个电子C C、质

20、量数为、质量数为1313，质子数为，质子数为6 6，核外有，核外有7 7个电子个电子D D、质量数为、质量数为1313，质子数为，质子数为6 6，核内有，核内有7 7个中子个中子D3 3、4 4、元素、元素B B的核电荷数为的核电荷数为Z Z。已知。已知B Bn n和和A Am+m+有相同有相同的核外电子数，则的核外电子数，则A A元素的原子序数为多少元素的原子序数为多少（用（用Z Z、n n、m m 表示）表示）5 5、某元素、某元素 R Rn-n- 核外有核外有 x x 个电子，该元素的个电子，该元素的某种原子的质量数为某种原子的质量数为 A A，求原子里的中子数，求原子里的中子数6 6、

21、和、和NaNa+ +具有相同质子数和电子数的微粒是具有相同质子数和电子数的微粒是A A、NHNH4 4+ + B B、F F C C、H H2 2O DO D、NHNH3 3A7 7、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HFHF、H

22、H2 2O O、NHNH3 3、CHCH4 4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112112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同位素指的是原子原子之间关系，不是分子之间的之间关系，不是分子之间的关系关系C C 8 8、某粒子用、某粒子用 表示，下列关于该粒子的叙述表示，下列关于该粒子的叙述正确的是正确的是A A、所含质子数、所含质子数A An nB B、所含中子数、所含中子数A AZ ZC C、所含电子数、所含电子数Z Zn nD D、质量数、质量数Z ZA AAZRn+B9 9、核内中子数为、核内中子数为N N 的的R R2+2+离子，质量数为离子，质量数为A A，则，则n n g g 它的氧化物中所含质子的物质的量是多少？它的氧化物中所含质子的物质的量是多少？n(A +16)（AN8）mol