第15讲 人类对原子结构的认识-【暑假自学课】2023年新高一暑假精品课（苏教版2019）

第15讲 人类对原子结构的认识 【学习目标】 1．了解人类认识原子结构的历程。 2．了解核素和质量数的概念。 3．了解同位素的概念及同位素的应用。 【基础知识】 一、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 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。认为物质由原子组成，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)。 二、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。 【考点剖析】 考点一：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 【例1】已知R2＋核外有a个电子，b个中子，表示R原子符号正确的是 (　　) A．baR　 B．R C．R D．R 答案：C 解析：R2＋核外有a个电子，R失去2个电子后共有a个电子，则R原子的电子数为a＋2，即质子数为a＋2，质量数＝质子数＋中子数＝a＋2＋b，则R原子符号为R，C项正确。 考点二：元素、核素、同位素之间的关系 元　素 核　素 同位素 概 念 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子或同一种元素的不同核素 范 围 宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态 微观概念，对某种元素的一种原子而言 微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类 联系 特 性 主要通过形成的单质或化合物来体现 不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同 同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同 实 例 氢元素、氧元素 H、H、N、C、 Mg是不同的核素 H、H、H为氢元素的同位素 【例2】(1)C的放射性可用于考古断代，测定出土文物标本中C的含量，就可以推算出文物的年代。C的中子数是________。 (2)碘元素的一种核素Ⅰ可用于治疗肿瘤。该核素的质子数为________，中子数为________，质量数为________。 (3)S2－微粒中的中子数为________。 答案：(1)8　(2)53　72　125　(3)18 解析：(1)质量数＝质子数＋中子数；C的中子数为14－6＝8。 (2)Ⅰ质量数为125，质子数53，中子数为125－53＝72。 (3)S2－微粒的质子数为16，质量数为34，中子数＝34－16＝18。 【过关检测】 1．下列说法正确的是(　　) A．道尔顿根据一些元素化合时的质量比例关系，提出了原子学说 B．汤姆生通过阴极射线发现电子后，提出了“行星模型” C．卢瑟福根据α粒子散射现象，提出了“葡萄干面包式”的原子结构模型 D．泰勒根据氢原子光谱，引入量子论观点，提出了“原子轨道模型” 答案：A 解析：B项，汤姆生提出“葡