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1、第一章第一章第一节第一节 原子结构原子结构淮北十二中淮北十二中 高一化学组高一化学组原子结构模型的演变原子结构模型的演变公元前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微粒构成的，即原子。 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原提出原子学说，他认为原子是微小的不可分子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。割的实心球体。1897年，英国科学家年，英国科学家汤姆生汤姆生发现了电子。发现了电子。“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型模型卢瑟福卢瑟福粒子散射实验【观察、思考观察、思考】学生思考下列问题：学生思考下列问题：（1）绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前
2、进，原因是什）绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，原因是什么？么？（2）为什么有少数粒子却发生了较大的偏转？）为什么有少数粒子却发生了较大的偏转？（3）极少数的）极少数的 粒子几乎象是被金箔弹了回来，原因是什么？粒子几乎象是被金箔弹了回来，原因是什么？粒子散射实验（粒子散射实验（1909年）年）原子有核原子有核卢瑟福和他的助手做了著卢瑟福和他的助手做了著名名粒子散射实验粒子散射实验。根据实。根据实验，卢瑟福在验，卢瑟福在1911年提出年提出原子有核模型。原子有核模型。卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型（又称核（又称核式原子模型）：原子是由式原子模型）：原子是由居于原子中心的带正电的居于原子中心
3、的带正电的原子核和核外带负电的电原子核和核外带负电的电子构成。原子核的质量几子构成。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核电子在原子核外空间绕核做高速运动。做高速运动。英国科学家卢瑟福英国科学家卢瑟福（E.Rutherford,18711937)卢瑟福原子模型一一原子核原子核 核素核素1.原子的构成原子的构成微粒微粒 电子电子质子质子中子中子质量质量(kg)(kg)9.1099.109101031311.6731.673101027271.6751.67510102727相对质量相对质量0.0054840.0054841.0071.0071.0081.
4、008电量电量(C)(C)1.6021.602101019191.6021.602101019190 0电荷电荷-1-1+1+10 0构成原子的微粒构成原子的微粒-电子、质子和中子的基本数据：电子、质子和中子的基本数据：合作探究合作探究（1）在在原原子子中中，质质子子数数、核核电电荷荷数数、核核外外电电子子数数之之间间存存在在什什么么关系？关系？（2）原子的质量由哪些微粒决定？）原子的质量由哪些微粒决定？（3）忽忽略略电电子子质质量量，原原子子的的相相对对质质量量与与质质子子数数、中中子子数数有有什什么么关系？关系？ 关系关系：1 1）核电荷数质子数核外电子数）核电荷数质子数核外电子数2 2）
5、原子质量主要集中在原子核上，由质子和中）原子质量主要集中在原子核上，由质子和中 子的质量决定子的质量决定3 3）原子的相对质量在数值上）原子的相对质量在数值上质子数质子数中子数中子数质子数质子数(Z) + 中子数中子数(N) =质量数质量数(A)(Z)(Z)(N)(N)中子数中子数(N)(N)(N)(N) = =质量数质量数质量数质量数(A)(A)(A)(A) - -质子数质子数质子数质子数(Z)(Z)(Z)(Z) 小结小结同一元素的原子中：同一元素的原子中： 核电荷数质子数核外电子数核电荷数质子数核外电子数= =原子序数原子序数=Z=Z迁移应用迁移应用1 1、据最新报道，某放射性元素的原子、
6、据最新报道，某放射性元素的原子1661666767HoHo可可有效治疗肝癌，该核素原子核内中子数与核外电有效治疗肝癌，该核素原子核内中子数与核外电子数之差为（子数之差为（ ）A.32 B.67 C.99 D.166A.32 B.67 C.99 D.1662 2、某阳离子、某阳离子R Rn n+ +的核外共有的核外共有x x个电子，核内有个电子，核内有y y个中子，则个中子，则R R的质量数为（的质量数为（ ）A Ay-x+n By-x+n By-x-n Cy-x-n Cy+x+n Dy+x+n Dy+x-ny+x-n AC三种不同的氢原子三种不同的氢原子 观察思考观察思考1）氕、氘、氚的原子结
7、构有什么异同？它们是同一）氕、氘、氚的原子结构有什么异同？它们是同一种元素吗？它们是同一种原子吗？种元素吗？它们是同一种原子吗？2）原子核都是由质子和中子组成的吗？）原子核都是由质子和中子组成的吗？元素：元素：具有具有相同质子数相同质子数（核电荷数）的同一（核电荷数）的同一类原子的总称。类原子的总称。核素核素：具有具有一定数目质子一定数目质子和和一定数目中子一定数目中子的的一种原子。一种原子。三、三、核素核素自主学习自主学习同位素：同位素： 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同一元素素的不同核素的不同核素互为互为同位素。同位素。8 O168O178O181HHH11123注
8、：注：有些元素有都多种核素，有些只有一种核素。有些元素有都多种核素，有些只有一种核素。元素、核素、同位素三者关系元素、核素、同位素三者关系核素核素核素核素 元素元素(同位素同位素)同位素的同位素的特点特点1 1、同种元素的各种同位素化学性质几乎完全相同，、同种元素的各种同位素化学性质几乎完全相同，物理性质有差异。物理性质有差异。2 2、在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是、在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素的原子个数百分比化合态，各种同位素的原子个数百分比( (丰度丰度) )一般一般为定值。为定值。3 3、同种元素的不同的同位素原子也可组成不同的、同种元素的不同的同
9、位素原子也可组成不同的单质或化合物的分子。单质或化合物的分子。 如单质：如单质：H H2 2、D D2 2、T T2 2、H-DH-D、H-TH-T、D-TD-T、 D D2 2、T T2 2 化合物：化合物：H H2 2O O、D D2 2O O、T T2 2O O、HDOHDO、DTODTO 应用：应用：金属探伤金属探伤 消除静电消除静电 治疗肿瘤治疗肿瘤 示踪原子，跟踪研究化学反应示踪原子，跟踪研究化学反应作核燃料作核燃料 用用14C考古考古 环保治污等环保治污等合作探究合作探究元素、核素、同位素及同素异形体的区别与联系元素、核素、同位素及同素异形体的区别与联系 元素元素核素核素同位素同
10、位素同素异形体同素异形体概念概念决定决定因素因素举例举例质子数质子数( (核电荷核电荷数数) )相同的一类相同的一类原子原子质子数、中子质子数、中子数都一定的一数都一定的一类原子类原子质子数相同、质子数相同、中子数不同的中子数不同的核素的互称核素的互称同种元素形成同种元素形成的不同的单质的不同的单质质子数质子数 质子数质子数中子数中子数 质子数质子数中子数中子数 组成元素组成元素结构结构 C C 、 H H 、O O三三种元素种元素 1 1H H H HH H1 11 11 12 23 3三种核素三种核素 互为同位素互为同位素8 8 O O16168 8O O17178 8O O1818O O
11、2 2与与O O3 3 试一试试一试1 下列各组物质中，互为同位素的是（下列各组物质中，互为同位素的是（ ） （A）O2、O3 （B） H2、D2、T2 （C）H2O、D2O、 T2O （D） 20Ca 和和20 Ca2下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ） （A）同种元素的质子数必定相同）同种元素的质子数必定相同 （B）不同元素原子的质量数必定不同）不同元素原子的质量数必定不同 （C）原子核都是由质子和中子构成的）原子核都是由质子和中子构成的 （D）凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一）凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一 元素元素4042DA在在 36Li 714N 1123Na 122
12、4Mg 37Li 614C ，几种核素中几种核素中 1)（ ）和（）和（ ）互为同位素）互为同位素 2) （ ）和（）和（ ）质量数相等，但）质量数相等，但不能互称同位素不能互称同位素 3) （ ）和（）和（ ）中子数相等，但）中子数相等，但质子数不等，所以非同一种元素质子数不等，所以非同一种元素第一节 原子结构（第二课时）（第二课时）电子的运动具有区别于宏观物体的几大特征电子的运动具有区别于宏观物体的几大特征: :(1)(1)质量很小质量很小(9.10910(9.10910-31-31kg)kg)；(2)(2)带负电荷；带负电荷；(3)(3)运动空间范围小运动空间范围小( (直径约直径约10
13、10-10-10m) ;m) ;(4)(4)运动速度快运动速度快( (接近光速接近光速) )。因此，电子的运动特征就与宏观物体的运动因此，电子的运动特征就与宏观物体的运动有着极大的不同一一它没有确定的轨道有着极大的不同一一它没有确定的轨道。自主学习自主学习核外电子排布核外电子排布1.核外电子分层排布核外电子分层排布能量高低能量高低离核距离离核距离K、L、M、N、O、P、Q电子层符号电子层符号1、2、3、4、5、6、7电子层（用电子层（用n表示）表示）近近 远远低低 高高（2 2）各电子层最多容纳）各电子层最多容纳2n2n2 2个电子；个电子；（3 3）最外层电子数不超过）最外层电子数不超过8
14、8个电子个电子(K(K层是最外层时，层是最外层时，最多不超过最多不超过2 2个）；个）；（1 1）核外电子总是尽先排布在能量较）核外电子总是尽先排布在能量较低低的电子层，的电子层，然后由里向外，依次排布在能量然后由里向外，依次排布在能量逐步升高逐步升高的电子层的电子层( (能量最低原理能量最低原理) )。2.核外电子的排布规律核外电子的排布规律（4 4）次外层最多不超过）次外层最多不超过1818个电子。倒数第三层不超个电子。倒数第三层不超过过3232个个3.原子结构示意图原子结构示意图NaNa+11 2 8 1+11 2 8 1元素符号元素符号原子核原子核核内质子核内质子电子层电子层层内电子数
15、层内电子数通过前面的学习，我们知道金属钠、金属镁在化学通过前面的学习，我们知道金属钠、金属镁在化学反应中表现出还原性，而氧气、氯气在化学反应中反应中表现出还原性，而氧气、氯气在化学反应中表现出氧化性，你能用原子结构知识对这一事实进表现出氧化性，你能用原子结构知识对这一事实进行解释吗？行解释吗？ 合作探究合作探究提示：提示：钠（或镁）原子最外层只有钠（或镁）原子最外层只有1 1（或（或2 2）个电子，）个电子，次外层有次外层有8 8个电子，因此在化学反应中较易失去最外个电子，因此在化学反应中较易失去最外层电子形成最外层为层电子形成最外层为8 8个电子的稳定结构，使金属钠个电子的稳定结构，使金属钠
16、（或镁）表现出还原性；（或镁）表现出还原性； 氧（或氯）原子最外层只有氧（或氯）原子最外层只有6 6（或（或7 7）个电子，因）个电子，因此在化学反应中较易获得电子形成最外层为此在化学反应中较易获得电子形成最外层为8 8个电子个电子的稳定结构，使氧气（或氯气）在化学反应中表现出的稳定结构，使氧气（或氯气）在化学反应中表现出氧化性。氧化性。 精讲点拨精讲点拨4.最外层电子与元素性质的关系最外层电子与元素性质的关系最外层电最外层电子数子数得失电子得失电子能力能力化合价化合价非金属元非金属元素素金属元素金属元素稀有气体稀有气体元素元素一般大于一般大于或等于或等于4 4易得电子也易得电子也能失电子能失
17、电子既显负价既显负价又显正价又显正价只显正价只显正价易失电子易失电子一般小于一般小于4 48 8（HeHe为为2 2）既不易得既不易得也不易失也不易失0 0当堂检测当堂检测1 1、已知、已知R R2+2+离子核外有离子核外有a a个电子，个电子，b b个中子，表示个中子，表示R R原子符号正确原子符号正确的是的是 ( )2、某元素的原子最外层电子数为次外层电子数的、某元素的原子最外层电子数为次外层电子数的3倍，则该元素倍，则该元素原子核内质子数为（原子核内质子数为（ ） A、3 B、7 C、8 D、103、用符号填空：、用符号填空：a质子数质子数;b中子数中子数;c核外电子数核外电子数;d最外
18、层电子数最外层电子数.1）、原子种类由）、原子种类由 决定。决定。 2）、元素种类由）、元素种类由 决定。决定。3）、核电荷数由）、核电荷数由 决定。决定。 4）、相对原子质）、相对原子质量量 决定。决定。5）、元素的化合价主要由）、元素的化合价主要由 决定。决定。6）、元素的化学性质主要由）、元素的化学性质主要由 _决定。决定。4、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( )R BR CR RA.CCBabaaabdd根据原子光谱和理论分析根据原子光谱和理论分析核电荷数为核电荷数为120的元素原子核外电子层排布的元素原子核外电子层排布CaK+352 8 18 72 8 18 7Br
