内容正文:
第三单元 物质构成的奥秘
课题2 原子的结构
学习目标
1.了解原子结构,知道原子是由质子、中子和电子构成的
2.知道前18号元素的原子核外电子排布规律,会画原子结构示意图
3.了解相对原子质量的概念,理解相对原子质量与质子数、中子数的关系
知识讲解
在历史的长河里,小小的原子曾令众多的科学家为之着迷,其中较为著名的有:
英国科学家道尔顿提出:原子是实心的,不可分割的
英国科学家汤姆逊提出原子的“葡萄干布丁模型”
英国科学家卢瑟福提出“核式原子模型”
丹麦物理学家波尔提出“波尔原子模型”
现代“电子云模型”
知识点一
原子的构成
每个质子带一个单位正电荷,每个电子带一个单位负电荷,原子核内质子所带电荷与核外电子所带负电荷数量相等,因此,原子不显电性。原子核带正电,原子核所带正电荷数与质子所带正电荷数相等。
核电荷数=质子数=核外电子数
原子的构成示意图
注意:不是所有的原子核都是由质子和中子组成,如氢原子的原子核中只有质子没有中子。
原子核外电子的排布知识点二
如果把原子比作一个体育场,那么原子核相当于体育场中的一只蚂蚁,电子就在原子核外的广大空间里作高速运动。
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,离核越远能量越高。
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(若只有一个电子层,则电子不超过2个)。
核外电子分层排布示意图
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。
离核最近的电子层为第一层,次之为第二次,以此类推为三、四、五、六、七层,离核最远的也叫最外层。
镁原子的结构示意图
1-20号原子的结构示意图如下
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。
钠原子最外层有1个电子,氯原子最外层有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上,二者都形成了相对稳定结构。
钠与氯气反应生成氯化钠的示意图
上述过程中,钠原子失去1个电子而带1个单位的正电荷,氯原子得到1个电子而带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()。氯离子和钠离子相互作用形成氯化钠,所以,离子也是构成物质的微粒。(Na+表示1个钠离子带1个单位正电荷,表示1个氯离子带1个单位负电荷;右上角的“+”“-”表示电性)
左图分别为钠离子和氯离子的粒子结构示意图,对比相应的原子结构示意图,你能区分离子和原子吗?你能区分阳离子和阴离子吗?
钠离子的结构示意图 氯离子的结构示意图
相对原子质量知识点三
原子质量很小,书写和使用都不方便,国际上一致采用相对原子质量。
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值,作为这种原子的相对原子质量。
表:构成原子的粒子的质量
粒子种类
质量
质子
1.6726×10-27 kg
中子
1.6749×10-27 kg
电子
质子质量的1/1836
如上表所示,构成原子的质量和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。相对原子质量≈质子数+中子数。
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中查到。
注意:①相对原子质量不是原子的实际质量,相对原子质量与原子的实际质量成正比
②相对原子质量的单位为“1”,一般省略
中国科学院院士张青莲为相对原子质量的测定做出了卓越贡献。他于1983年当选为
国际原子量委员会委员。他主持测定了铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、锌、镝几种元素
相对原子质量的新值,被国际原子量委员会采用作为国际新标准。
考法一:原子的构成 原子核外电子排布
详见以上讲解
【例1】某同学对物质结构知识进行梳理(如图所示),下列选项中与a、b、c相对应的是( )
A.原子、原子核、核外电子 B.原子核、原子、核外电子
C.原子、核外电子、原子核 D.核外电子、原子核、原子
【例2】中子、质子、电子等构成原子,原子构成分子,无数个水分子聚集在一起形成了水这种物质。这些微粒中,能保持水的化学性质的是( )
A.水分子 B.构成水分子的原子
C.中子和质子 D.电子
【例3】(2022秋·安徽马鞍山·九年级安徽省马鞍山市第七中学校考期中)构成物质的粒子有分子、原子和离子,有关三种粒子的说法,正确的是( )
A.同种原子不可以构成