内容正文:
第二节 原子的结构
原子的构成
1
2
相对原子质量
3
原子核外电子的排布
1
原子的结构
原子的体积很小。
如果将一个原子跟一个乒乓球相比,就相当于将一个乒乓球跟地球相比。原子之间能够结合成分子的奥秘,正是人们在研究这小小的原子的结构时被逐步揭示出来的。
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原子的结构
科学实验证明,原子是由居于原子中心的原子核与核外电子构成的。原子核是由质子和中子构成的。每个质子带1个单位的正电荷,每个电子带1个单位的负电荷,中子不带电。
由于原子核内质子所带电荷与核外电子的电荷数量相等,电性相反,因此,原子不显电性。可见,原子核所带的正电荷数(核电荷数)就等于核内的质子数,也等于核外电子的数目。
3
原子的结构
原子
原子核
核外电子
中子
质子
带一个单位正电荷
带一个单位负电荷
不带电
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原子核外电子的排布
与原子相比,原子核的体积更小,如果把原子比作一个体育场,那么原子核只相当于体育场中的一只蚂蚁。因此,原子核外有很大的空间,电子就在这个空间里作高速的运动。
科学研究表明,在含有多个电子的原子中,核外电子具有不同的运动状态,离核近的电子能量较低,离核越远,电子的能量越高。离核最近的电子层为第一层,次之为第二层,依次类推为三、四、五、六、七层,离核最远的也叫最外层。
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原子核外电子的排布
与核外电子的这种分层运动又叫做分层排布。已知原子的核外电子最少的只有一层,最多的有七层,最外层电子数不超过8个(只有一层的,电子不超过2个)。
用原子结构示意图可以简明、方便地表示核外电子的分层排布。
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原子核外电子的排布
7
原子核外电子的排布
氖、氩等稀有气体不易与其他物质发生反应,化学性质比较稳定,它们的原子最外层都有8个电子(氦为2个电子),这样的结构被认为是一种相对稳定的结构。钠、镁、铝等金属的原子最外层电子一般都少于4个,在化学反应中易失去电子;氯、氧、硫、磷等非金属的原子最外层电子一般都多于4个,在化学反应中,易得到电子;都趋于达到相对稳定的结构。
以金属钠与氯气的反应为例,钠原子的最外层有1个电子,氯原子的最外层有7个电子,当钠与氯气反应时,钠原子最外层的1个电子转移到氯原子的最外层上,这样两者都形成相对稳定的结构。
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原子核外电子的排布
在上述过程中,钠原子因失去1个电子而带上1个单位的正电荷;氯原子因得到1个电子而带上1个单位的负电荷。这种带电的原子叫做离子。带正电的原子叫做阳离子,如钠离子( Na+ );带负电的原子叫做阴离子,如氯离子(Cl-)。带相反电荷的钠离子与氯离子相互作用就形成了氯化钠。可见,离子也是构成物质的粒子。
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原子核外电子的排布
注意:Na+表示1个钠离子带1个单位正电荷,CI-表示1个氯离子带1个单位负电荷;右上角的“+”“-”表示电性。
钠离子( Na+ )
氯离子(Cl-)
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相当原子质量
原子的质量很小。例如,1个氢原子的质量约为1.67×10-27 kg,1个氧原子的质量约为2.657×10-26kg。由于原子质量的数值太小,书写和使用都不方便,所以国际上一致同意采用相对质量,即以一种碳原子质量的1/12为标准,其他原子的质量与它相比较所得到的比,作为这种原子的相对原子质量(符号为Ar)。根据这个标准,氢的相对原子质量约为1,氧的相对原子质量约为16。
这种碳原子叫做碳12,是含有6个质子和6个中子的碳原子,它的质量的1/12等于1.66×10-27kga
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相当原子质量
如表所示,构成原子的质子、中子的相对质量都约等于1,与质子、中子相比,电子的质量很小,整个原子的质量主要集中在原子核上。
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相当原子质量
在一般的化学计算中,多采用相对原子质量的近似值。(相对原子质量可从书后附录Ⅱ中查到。)
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拓展
14
小结
15
练习
分子
原子
离子
氢分子
汞原子
氯离子
钠离子
16
练习
分子
原子
离子
氢分子
汞原子
氯离子
钠离子
正
阳
负
阴
离子
17
练习
分子
原子
离子
氢分子
汞原子
氯离子
钠离子
正
阳
负
3
离子
16
8
6
得到
阴
18
练习
分子
原子
离子
氢分子
汞原子
氯离子
钠离子
正
阳
负
3
离子
16
8
6
得到
少于
得到
失去
多于
2
8
阴
19
练习
8
8
16
16
12
12
B
B
B
D
20
练习
3、原子是由质子、中子和电子构成的;氧原子是由居于原子中心的原子核和核外电子构成的,原子核是由质子和中子构成的;
由于原子核内质子所带电荷与核外电子所带电荷数量相等、电性相反,因此原子不显电性。
21
练习
4、氮:14.0;硫:32.1;氯:35.5;钙:40。
22
练习
5、钠:23.0;镁:24.3;铝:27.0。
相同质量的钠、镁、铝三种金属所含原子数钠最多,铝最少;设三种原子的质量都为