2.3人类对原子结构的认识-2023-2024学年初升高化学衔接精品讲义（苏教版2019必修第一册）

2.3 人类对原子结构的认识 【学习目标】 1.了解原子结构模型的演变，体会从宏观和微观相结合的视角提出原子结构模型的证据。 2.熟知原子的构成，会正确计算微粒的质量数、质子数、中子数。 3.知道元素、核素、同位素的概念，并了解它们之间的关系。 4.了解原子核外电子的运动特点。 5.掌握1—18号元素的原子核外电子分层排布的规律，培养宏观辨识与微观探析的化学学科素养。 6.能用原子(离子)结构示意图表示常见原子(离子)的核外电子排布，掌握元素性质与原子核外电子排布的关系。 【知识梳理】 一、人类认识原子结构的历程 1．古希腊哲学家德谟克利特——原子论。 2．19世纪初，英国科学家道尔顿——原子学说，他认为原子是实心球体。 3．1904年，英国物理学家汤姆生——葡萄干面包式原子模型，他在1897年发现了原子中存在电子。 4．1911年，英国物理学家卢瑟福——有核模型或行星模型。 他通过“α粒子散射实验”，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。 5．1913年，丹麦物理学家玻尔——引入量子论观点。 他提出了新的原子结构模型：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。 6．20世纪末和21世纪初——新的飞速发展(量子力学模型)。 【能力达成】 1．人们对原子结构的认识是一个不断深入的过程，下列先后顺序符合史实的是(　　) ①道尔顿提出原子学说　②卢瑟福提出带核的原子结构模型　③玻尔研究氢原子光谱，提出电子分层排布模型　④汤姆生提出被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型 A．①②④③　　　　 B．①④②③ C．②①④③ D．①③②④ 答案：B 解析：19世纪初，道尔顿提出原子学说，1897年汤姆生提出了被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型，1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型，1913年玻尔提出电子分层排布模型，B正确。 2．人类对原子结构的认识经历了漫长的历史阶段。下列实验事实与原子结构模型建立的关系正确的是(　　) A．电子的发现：道尔顿的原子结构模型 B．α粒子散射：卢瑟福原子结构模型 C．α粒子散射：玻尔原子结构模型 D．氢原子光谱：卢瑟福原子结构模型 答案：B 解析：道尔顿的原子结构模型是道尔顿通过对大气的物理性质进行研究而提出的；卢瑟福原子结构模型是通过α粒子散射实验提出的；玻尔原子结构模型是玻尔在牛顿力学的基础上吸收了量子论和光子学说的思想建立起来的。 3．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 【知识梳理】 二、原子核的构成 1．原子的组成 (1)原子 (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加起来所得的数值，用A表示。 (3)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质子数＝核外电子数＝核电荷数＝原子序数。 (4)原子组成的表示方法 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。 2．元素、核素、同位素 (1)概念辨析 (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。 [辨析]　 1．构成原子的微粒及作用 原子(X) 2．微粒之间的关系 (1)原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数； (2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)； (3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数； (4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 3．微粒符号周围数字的含义 4.元素、核素、同位素 1.区别 元素 核素 同位素 同素异形体 本质 质子数相同的一类原子 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的核素 同种元素形成的不同单质 范畴 同类原子 原子 原子 单质 特性 只论种类，不论个数 — 化学性质几乎完全相同 组成元素相同、性质不同 决定因素 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数