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第三单元 人类对原子结构的认识
第1课时 原子核的构成
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1.知道原子结构模型的演变。
2.了解原子核的构成;认识元素、核素和同位素的含义。
3.能进行有关质量数、质子数、中子数、核外电子数的计算。
1.以原子结构模型为例,能从宏观和微观结合的视角理解原子结构模型提出的证据,初步形成模型建构的认知方式。(证据推理与模型认知)
2.通过对原子结构的探究,培养学生思维能力和探究能力、形成良好的科学实验方法。(科学探究与创新意识)
3.通过对原子结构的学习,学会从微观角度思考问题,能分析物质的能量的转化与物质微观结构之间的关系。(宏观辨识与微观探析)
4.体会人类对原子结构的认识经历了漫长而艰苦的过程,对原子结构认识的每一点进步都是建立在许多科学实验的基础之上。(科学态度与社会责任)
知识点01 人类认识原子结构的历程
1.德谟克利特的古代原子学说
2.道尔顿的近代原子学说——实心球模型
英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的质量比例关系,提出了原子学说。认为物质由原子构成,原子不能被创造,也不能被毁灭,在化学变化中不可再分割。
3.汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型
英国物理学家汤姆生他在1897年发现了原子中存在电子,并用实验方法测出了电子的质量。他推测这种粒子均匀地嵌在云状的正电荷球体中。
4.卢瑟福的带核原子结构模型
英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射现象,提出了带核的原子结构模型。推测原子中心存在原子核,带正电,电子带负电,在其周围高速运行,就像行星围绕太阳运转一样。
5.玻尔的轨道原子结构模型
丹麦物理学家玻尔指出:原子核外,电子在一系列稳定的轨道上运动,每个轨道都具有一个确定的能量值;核外电子在这些稳定的轨道上运动时,既不放出能量,也不吸收能量。
6.电子云模型(现代原子结构学说)
20世纪初,科学家提出,原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理,必须用量子力学模型描述核外电子的运动。即现代量子力学模型(电子云模型)。
【即学即练1】如图所示的原子结构模型的演变图中,(1)为道尔顿实心球式原子模型,(2)为卢瑟福行星运转式原子模型,(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型,(4)为近代量子力学原子模型,(5)为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变的顺序的一组为( )
A.(1)(3)(2)(5)(4) B.(1)(2)(3)(4)(5)
C.(1)(5)(3)(2)(4) D.(1)(3)(5)(4)(2)
答案:A
知识点02 认识原子核
1.原子的构成
原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的,原子核又是由质子和中子构成的,质子带正电,中子不带电。
2.质量数:
将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数值,加起来所得的数值。
3.原子的表示符号:
X表示质子数是Z,质量数为A的一种X原子。
如作为相对原子质量标准的C表示质子数为6,质量数为12的碳原子。
4.构成原子的微粒间的两个关系
(1)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
(2)核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数。
5.元素、核素和同位素
(1)概念辨析:
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。
同位素:质子数相同,质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素。
(2)氢元素的三种核素
H(氕)
H(氘)
H(氚)
俗称
-
重氢
超重氢
符号
H
D
T
质子数
1
1
1
中子数
0
1
2
(3)同位素的应用
①14C在考古工作中用于测定文物的年代;
②U用于制造原子弹、核发电;
③H、H用于制造氢弹;
④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。
【即学即练2】填空
(1)S2-中的质子数是__________,中子数是________,核外电子数是________,质量数是________。
(2)微粒“AXn-”核外有18个电子,则它的核电荷数为__________,核内中子数为__________。
(3)由1H216O与2H217O所代表的物质中,共有______种元素,______种原子,互为同位素的原子有________________。
答案:(1)16 18 18 34 (2)18-n A-(18-n)
(3)2 4 1H和2H、16O和17O
能力拓展
考法01 原子的组成
1.原子的组成
2.组成原子、离子的各种微粒及相互关系
【典例1】某元素的阳离子Rn+,核外共有x个电子,原子的质量数为A,则该元素原子的中子数为( )
A.A-x-n B.A-x+n C.A+x-n D.A+x+n
答案:A
解析:质量数=质子数+中子数,因此要求中子数必须先要知道质量数和