内容正文:
2.3原子结构的模型
学习目标
1、了解原子结构模型及其在历史上的发展过程。
2、知道原子是由原子核和核外电子构成的,原子核又是由质子和中子构成的。
3、知道原子内各种微粒的电性以及各种微粒之间的数量关系。
4、理解离子的概念,知道离子也是构成物质的基本粒子。
5、理解元素的概念,能分析具体粒子是否属于同一种元素。
6、知道同位素的结构特点,能判断具体粒子是否互为同位素;了解同位素的应用。
02
预习导学
知识点一:原子结构模型的建立
1.原子结构模型的建立过程
(1)1897年,英国物理学家 汤姆生 提出了一个原子模型:原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球体内,电子像面包里的葡萄干那样镶嵌其中。该原子模型后来被实验否定了。
(2)1911年,物理学家 瑟福 用带正电的α粒子轰击金属箔,实验发现多数α粒子穿过金属箔后仍保持原来的运动方向,但有绝少数α粒子发生了较大角度的 。在分析实验结果的基础上,卢瑟福提出了原子的 模型:在原子的中心有一个很小的 ,原子的全部 和几乎全部的 都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核运动,就像行星绕太阳运动那样。【
(3)1913年,丹麦科学家 改进了卢瑟福的原子核式结构模型,认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动。
2.原子由 和 构成。原子核带 ,居于原子 ;核外电子带 ,在核外空间做高速运动。
3.原子核相对原子来说,体积很 小 ,但质量却很 ,它几乎集中了原子的全部质量。由于原子核和核外电子所带的电量大小 ,电性 ,所以整个原子呈电中性。
氦原子的原子核带两个单位正电荷,核外有两个带负电的电子围绕原子核做高速运动,如右图所示。
模型方法贯穿在科学领域的各个方面,科学上建立模型的过程一般是:先提出一个设想,然后通过一定的方法(最主要是实验)去验证模型,并不断地修正完善,最后有可能推翻原有模型而重建模型。
知识点二: 揭开原子核的秘密
1.用 的粒子撞击、打碎核的方法是研究微观粒子结构的一种方法。
2.原子核是由两种更小的粒子—— 和 构成的。如一种氧原子的原子核就是由8个质子和8个中子紧密相连构成的
3.一个质子带一个单位的 ,中子 ,一个电子带一个单位的 。如氧原子核内有8个质子,则氧原子核带 个单位正电荷(即+8)。科学上把原子核所带的电荷数称为 ,氧原子的核电荷数为 。
4.由于原子呈电中性,根据原子中各微粒的电性及电荷量可知:原子中, 。
5.质子、中子和电子的质量比较
微粒名称
电性
质量
核外电子
带 电荷
9.1176×10-31千克
原子核
质子
带 电荷
1.6726×10-27千克
中子
电荷
1.6748×10-27千克
6.质子和中子都是由更微小的基本粒子—— 构成的。
注意点:原子核中质子和中子的质量近似相等,都约为一个电子质量的1834倍,故电子的质量可以忽略不计,因此原子的质量主要集中在原子核上。在原子中,原子核中质子带正电,核外电子带负电,一个电子所带电荷量和一个质子所带电荷量相等,由于核电荷数=质子数=核外电子数,因此原子核所带正电荷总数与核外电子所带负电荷总数相等,电性相反,整个原子呈电中性。
1.原子的中子数不一定等于质子数,如钠原子的质子数为11,中子数为12。
2.原子核内一定含有质子,但不一定含有中子。如普通氢原子核内只有1个质子而无中子。
知识点三: 带电的原子——离子
1.钠在氯气中燃烧的微观过程
金属钠在氯气中燃烧时,钠原子 失去 1个电子后形成带 电荷的钠离子(阳离子),氯原子 1个电子后形成带 电荷的氯离子(阴离子)。带有相反电荷的钠离子和氯离子之间相互 ,构成了 的氯化钠。如下图所示
2.离子是带电的 或 原子团 ,带正电的叫 离子,带负电的叫 离子。离子也是构成物质的基本粒子,如硫酸铜就是由铜离子和硫酸根离子构成的。
3.离子与原子之间的相互转化
阳离子原子阴离子
4、 阳离子的核内质子数 核外电子数;阴离子的核内质子数 核外电子数。
注意点:1.原子团是由两种或两种以上元素的原子结合而