2.3人类对原子结构的认识 课件 2023-2024学年高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册

2.3人类对原子结构的认识 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 1.了解原子是由原子核和核外电子构成的。 2.掌握质子数、中子数、质量数及核电荷数之间的关系。 3.了解核素、同位素等概念。 4.了解核外电子的分层排布，掌握1~18号元素的核外电子排布情况。 【学习目标】 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 一、人类认识原子结构的历程 二、原子的构成 三、原子核外电子排布 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 一、人类认识原子结构的历程 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 水由水 组成 食盐由 构成 你知道它们由什么微粒构成吗？ 铜由铜 构成 分子 离子 原子 是不是所有物质都是由分子组成的呢？ [展示图片]：Cu、食盐很多化学物质都是由这三种微观粒子构成的。而分子又是由什么构成的（原子），离子又是带电的原子或原子团，原子是化学反应中最小的微粒，所以有了对原子结构的认识就可以更好探索物质的组成、结构、性质及应用。 请大家结合初中学过的知识及教材P44-45的短文，思考下列几个问题。 1、原子结构模型的演变经历了哪几个重要阶段？ 2、用简洁的语言表达各阶段（道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔）对原子结构模型的认识特点？ 3、请你谈谈从原子结构的演变得到什么启迪？ 【历史足迹】 科学家和古希腊哲学家在认识原子方法上有 什么区别吗？科学家是怎样探索原子结构的？ 1803年 道尔顿[英]：“实心球”模型 1904年 汤姆生 [英] ：“葡萄干面包”模型 1911年 卢瑟福 [英]： “核式”模型 我是汤姆生的学生——英国物理学家卢瑟福，我在1911年通过“a粒子散射实验”否定了老师的“葡萄干面包式”模型，提出“核式”原子模型。我认为：在原子中心有一个极小的核叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核做圆周运动，就象行星绕太阳一样。 1913年 玻尔 [丹麦]：“核外电子分层”模型 历 程 原子模型 从原子结构模型的演变历史中，主要有哪些科学家提出了哪些原子模型呢？ 在认识过程中，科学家运用了哪些科学研究方法？ 1803年 道尔顿 “实心球”模型 1904年 汤姆生 “葡萄干面包”模型 1911年 卢瑟福 “核式”模型 1913年 玻 尔 “核外电子分层”模型 启迪：(1) 化学认识发展过程中的继承、积累、突破和革命。 (2) 实验方法是科学研究的一种重要方法，实验手段的不断进步是化学科学的关键 (3) 科学研究、科学发现是无止境的。 二、原子的构成 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 原子 原子核 核外电子 质子 中子 1.原子的组成和表示方法 （1）组成 一个质子带一个单位的正电荷 不带电荷 一个电子带一个单位的负电荷 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 交流与讨论 原子的组成 原子 原子核 质子 中子 核外电子 电量/C 质量/kg 相对质量 1.602 ×10-19 1 .673 × 10-27 1.007 0 1.675 × 10-27 1.008 1.602 × 10-19 9.109 × 10-31 1/1836 请同学们根据上表比较这三种粒子的质量大小和带电荷情况？得到什么样的结论? 同时科学家们也通过实验测出了各粒子的电量和质量。 ◆三种粒子的质量都很小 ◆质子和中子的质量基本相等，电子的质量最小 ◆质子带正电荷，中子不带电，电子带负电 ◆质子和电子带电量相等，电性相反 结论： 【思考】原子的质量集中在原子核上 还是原子核外呢？为什么？ 相对于质子和中子，电子的质量很小，可以忽略不计，原子的质量主要由原子核决定 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 原子 质子数 （Z） 中子数 （N） 质子数+中子数 （A） 相对原子质量 F 9 10 18.998 Na 11 12 22.990 Al 13 14 26.986 19 23 27 X Z A F 9 19 Na 11 23 Al 13 27 完成教材47页的问题解决。 小组合作完成教材31页的问题解决。 【讨论】 1、原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系? 2、什么是质量数？引入“质量数”更好的表达了什么事实？ 3、AZX的含义是什么？比起“元素符号表达”增加了哪些原子结构信息？ A Z X X原子的质子数 （2）原子表示方法 X表示元素符号 表示X原子的质量数 1.原子的组成和表示方法 小组合作完成教材31页的问题解决。 【讨论】 1、原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系? 2、什么是质量数？引入“质量数”更好的表达了什么事实？ 3、AZX的含义是什么？比起“元素符号表达”增加了哪些原子结构信息？ 粒子 符号 质子数 Z 中子数N 质量数 A O 8 18 Al 14 27 Ar 18 22 Cl H A X Z Cl 35 17 H 1 1 10 O 18 8 Ar 13 Al 27 13 40 40 18 17 18 35 1 0 1 1.是不是所有的原子核都是由质子和中子构成的呢？ 2.原子的质子数，中子数，电子数和质量数的之间关系？ 质量数=质子数+中子数 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com X A Z ——元素符号 质量数 —— 核内质子数—— （核电荷数） X A Z 原子 原子核 核外电子（Z） 质子（Z） 中子（N＝A - Z） 总结：原子的表示方法 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com A Z X c+ - - +d e A： Z： e： c： d: 质量数 质子数 一个分子中原子个数 离子所带电荷数 化合价 中各个字母的含义： 2.原子构成微粒之间的数量关系 质量数=原子的近似相对原子质量 注意：只是数值上相等，但意义不一样 (1)质量数 将原子核内所有的质子和中子的相对质量 取整数，加起来所得到的数值称为质量数 (2)各微粒之间的关系 ①核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数 ②质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） ③构成原子、离子的微粒之间的数量关系 原子： 核电荷数（Z）=核内质子数=核外电子数 阳离子：核电荷数（Z）=核内质子数 核外电子数 核内质子数（Z）=核外电子数 电荷数 阴离子：核电荷数（Z）=核内质子数 核外电子数 核内质子数=核外电子数 电荷数 ＋ ＞ ＜ Al Al3+ Cl Cl- 质子数 13 13 17 17 电子数 13 10 17 18 — 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 总结分析：用 AZX表示原子： 1.求中性原子的中子数：N= 2.求阴离子的中子数，AXn-共有x个电子， 则N= 3.求阳离子的中子数，AXn+共有x个电子， 则N= 4.求中性分子或原子团的中子数，1H216O分子中， 则 N= A-Z A-X+n A-X-n 0+8=8 质量数（A） 质子数（Z） 中子数（N） 核外电子数 Na 23 11 S 32 16 12 11 16 16 12 10 16 18 Z+N Z-n X-m A+m-X 11 10 10 9 OH- NH4+ Xn+ Xm- A Z N x Na+ S2- 23 11 32 16 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 比 较 8O 8 O 1、它们属于同一种元素吗? 2、它们是同一种原子吗? 18 16 探究讨论 核组成 质子数 中子数 质量数 学 名 俗 称 1 1 1 1 1 0 2 3 2 氕 氘 氚 重氢 超重氢 H 1 1 H 2 1 H 3 1 试比较三种原子的异同，指出它们之间的关系。 质子数相同 中子数不同，质量数不同 属同种元素 不同种原子 概念：具有相同质子数的同一类原子的总称。 1H 1 1H 2 1H 3 氕（pie），氘(dao)，氚(chuan) 3.元素、核素和同位素 (1)元素： 概念：具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为一种核素。 （2）核素 3.元素、核素和同位素 特点：同一核素的原子结构完全相同，同一元素的不同核素的原子核内中子数不同。 17 Cl 35 6 C 14 8 O 18 （3）同位素 概念：质子数相同、质量数（或中子数）不同的核素互称为同位素。 126C 136C 146C 11H 21H 31H 氕 氘 氚 D T 23492U 23592U 23892U 制造氢弹 ①质子数相同 核外电子数相同 化学性质 几乎完全相同 ②中子数不同 物理性质不同 用途不同 特点：属于同位素的各种核素的化学性质几乎相同。 H2O、D2O、T2O的物理性质不同，化学性质几乎相同。 ③天然存在的元素，各同位素在自然界的含量占该元素总量的百分比（即物质的量百分含量）基本上是固定的。 请尝试用图像来表述元素、核素、同位素三者间的关系? 合作与实践 总结 在原子中: 核电荷数=质子数= 核外电子数 = 原子序数 质量数(A) = 质子数 (Z)+ 中子数(N) 质量数=原子的近似相对原子质量 元素 核素1 核素2 同位素 X A Z 【巩固练习】 1H 、D、T、16O 、17O、18O有 种原子， 种元素， ； 属同位素。 6 2 816O、 817O、818O 8 8 8 1 1H 、D、T 1 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 三、原子核外电子排布 讨论并尝试用各种形象的图示来描述“碳原子核外6个电子的分层排布”。 原子核 电子层 2 8 +10 原子结构示意图 核电荷数 1.原子核外电子排布 玻尔认为核外电子是如何分层排布运动的？那如何用形象的化学语言来表述呢？ 哪种简便？称为原子结构示意图。 观察上面几种原子的核外电子排布： 1、请画出Na、Mg、O 、Cl元素原子的结构示意图。 2、解释He、Ne、Ar化学性质稳定的原因？ 观 察 与 思 考 Mg +12 8 2 2 O +8 6 2 +12 8 2 Mg2+ +8 8 2 O2- Mg2+ O2- 提出观点： 思考：请从原子结构角度提出可能的观点：解释镁原子与氧原子形成氧化镁的过程。 镁在氧气中能剧烈燃烧生成氧化镁。 通过实验证实氧化镁是由镁离子和氧离子组成的。 2.原子的稳定性 （1）稳定结构 原子最外层有8个电子（He为2）处于稳定,既不容易失去电子又不容易得到电子，即 （如：He、Ne、Ar等） （2）不稳定结构 原子容易失去电子或容易得到电子转化最外电子层上为8（有些为2）个电子的稳定结构。 (如：失去： Na、Mg、Al 得到： F、O、Cl) 在MgO和NaCl的形成过程中，原子核有没有变化？什么粒子在变化？ 交流与讨论 Mg +12 8 2 2 O +8 6 2 +12 8 2 Mg2+ +8 8 2 O2- Mg2+ O2- 分析NaCl、MgO中各元素的化合价，找出化合价与得失电子的数目的关系。 分析MgO和NaCl形成过程的电子得失情况，又能得出什么结论呢？ +11 8 2 Na+ +17 8 8 2 Cl- Na+ Cl- Na +11 8 1 2 Cl +17 8 7 2 氯化钠的形成 Mg +12 2 2 8 O +8 6 2 2e－ Mg2+ +12 2 8 O2- +8 8 2 Mg2＋ O2- 注意： ①元素化合价：失去的电子数=正价数值 最高正价=最外层电子数 得到的电子数=负价数值 （1）活泼金属元素小于4个容易失去电子形成8电子稳定结构；最外层电子等于4个，相对稳定，不容易失去和得到电子 （2）活泼非金属元素最外层电子数大于4个，容易得到电子形成8电子稳定结构； 3. 原子核外电子排布与元素的化学性质的关系 ②元素的化学性质主要由最外层电子数决定 1、用下面的结构示意图的字母填空： （1）属于金属原子的是---------； （2）属于非金属原子的是-----； （3）属于离子结构示意图的是-- ---； （4）具有稳定结构的是-------。 课堂检测： A B C C 2.氧原子的质量数为16，质子数为8， 那么它的中子数是多少？( ) 3. 钠原子的质量数为23，中子数为12，那么它的质子数是多少？核外电子数是多少？ 4. 硫的二价阴离子的核外电子数是18，中子数为17，那么它的质量数是多少？( ) 解：因为 S2- 的核外电子数是18，即硫原子得 到 2 个电子后，是18，那么硫原子的核外电子数是16，则16+17=33。 8 11 33 11 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 5.据报道，上海某医院正在研究用放射性的一 种碘 治疗肿瘤。该碘原子的核内的中子数与核外电子数之差是 I 125 53 A、72 B、19 C、53 D、125 B 6.某二价阴离子，核外有18个电子，质量数为32，则其中子数为： A、12 B、14 C、16 D、18 C 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 【巩固练习 】 粒子符号 质子数 电子数 S2- NH4+ OH- AXn+ a AYm- b 16 18 11 10 9 10 a-n b-m 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com $$