2024-2025学年苏教版苏教版高中化学（必修一）同步教学课件《专题2第三单元 人类对原子结构的认识第1课时》

第三单元 人类对原子结构的认识　 苏教版高中化学（必修一）同步教学课件 专题2 研究物质的基本方法 第1课时 人类认识原子结构的历程 原子核的构成 1.以原子结构模型为例，能从宏观和微观结合的视角理解原子结构模型提出的证据。　 2.初步形成模型建构的认知方式，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。 3.掌握质子数、中子数、质量数及核电荷数之间的关系。 知识体系 一、人类认识原子结构的历程 道尔顿，实心球模型 1803年 1897年 1911年 1913年 汤姆生，葡萄干面包模型 卢瑟福，核式结构模型 玻尔，原子轨道模型 4 5 6 7 8 9 10 知识归纳 11 原子 原子核 核外电子 质子 中子 二.原子的构成和表示方法 1.原子的构成 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 原子的构成 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? 探究 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 同时科学家们也通过实验测出了各粒子的电量和质量。 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 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 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 不是 探究 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 元素符号周围各个字母的含义： 知识加油站 3.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） 4. 构成原子、离子的微粒之间的数量关系 Al Al3+ Cl Cl- 质子数 13 13 17 17 电子数 13 10 17 18 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 ＜ — 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 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 知识归纳 即时 理解 质量数（A） 质子数（Z） 中子数（N） 核外电子数 Na 23 11 S 32 16 Na+ 23 11 12 11 12 10 S2- 32 16 16 18 16 16 Xn+ Z+N Z N Z-n Xm- A X-m A+m-X x OH- 9 10 NH4+ 11 10 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 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 讨论： 属于同一种元素 不属于同一种原子 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 （1）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),它们都是氢元素 三. 元素、核素和同位素 1. 元素： （2）特点：一类原子的总称．一种元素往往包括多种原子。属于宏观概念，所以元素只讲种类，不讲个数。 （1）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 (2)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 1H 1 1H 2 1H 3 氕（pie），氘(dao)，氚(chuan), 它们就是氢元素的三种核素 3.同位素 (1)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 (2)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。 4．元素、核素、同位素的关系 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 经典例题 例1.提出原子结构模型的科学家，从时间的先后顺序来看，下列排列正确的是(　　 ) A．汤姆生、玻尔、卢瑟福、道尔顿 B．汤姆生、玻尔、道尔顿、卢瑟福 C．卢瑟福、道尔顿、汤姆生、玻尔 D．道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔 【解析】19世纪初，道尔顿提出了原子学说；1904年汤姆生提出了一个被称为“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年玻尔提出了新的原子结构模型。 D 例2．下列说法中正确的是(　　 ) A．40K与40Ca原子中的中子数相等 B．互为同位素的两种核素，它们原子核内的质子数一定相等 C．人们发现了112种元素，即共有112种核素 D．原子结构模型演变历史可以表示为： 【解析】A项，前者中子数为21，后者为20，错误；C项，一种元素可以有多种核素，错误；D项，顺序错误。 B 例3.某元素的一个原子形成的离子可表示为a(b)Xn－，下列说法正确的是(　　 ) A.baXn－含有的中子数为a＋b B.baXn－含有的电子数为a－n C.baX原子的质量数为a＋b＋n D．1个X原子的质量约为b/6.02×1023 g 【解析】A项，中子数为b－a；B项，电子数为a＋n；C项，质量数为b。 D 例4. 下列说法正确的是(　　 ) A．同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同 B．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子构成的 C．钠原子失去一个电子后它的电子数与氖原子相同，所以变成氖原子 D.4018Ar、4019K、4020Ca的质量数相同，所以它们互为同位素 【解析】A选项中的各核素属于同一元素，这些核素间必定互为同位素，同位素的化学性质几乎完全相同，A正确；B选项中描述的只是原子构成的一般规律，而忽视了氕原子(11H)的原子核内只有质子而无中子这个特例，B错误；C选项中原子种类是由质子数和中子数共同决定的，若原子核不改变，仅核外发生电子得失，不会发生由一种原子转变为另一种原子的现象，而只能由原子变为离子，C错误；D选项中不是同种元素，不是同位素，D错误。 A 例5.下列粒子中：①Al3＋、②H2O、③Cl-、④F-，其核外电子数相同的是（    ） A．①②③ B．②③④ C．①②④ D．①③④ 【解析】①Al3＋的核外电子数为13-3=10；②H2O的核外电子数为8+1+1=10；③Cl-的核外电子数为17+1=18；④F-的核外电子数为9+1=10；所以核外电子数相同的是①②④，故C正确。 故选C。 C 例6. 已知某离子的结构示意图为 。试回答： (1)当x－y＝10时，该微粒为        (填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。 (2)当y＝8时，微粒可能为(填称)：        、        、        、        、         。 【答案】(1)原子 (2)氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子 【解析】(1)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该微粒应为原子。(2)当y＝8时，应有18个电子的微粒，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子。 33 例7．元素、原子、核素、同位素都是重要的基本概念，原子的构成是重要的化学基本理论。根据下列8种化学符号：11H2、21H2、146C、63Li、2311Na、147N、73Li、2412Mg回答问题： (1)表示核素的符号共        种。 (2)互为同位素的是        和        。 (3)质量数相等，但不能互称为同位素的是        和      。 (4)中子数相等，但质子数不相等的是        和        。 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 【答案】(1) 6 (2) 63Li 73Li （3）146C 147N （4）2311Na 2412Mg 【解析】　(1)核素是具有一定质子数和一定中子数的某种元素的原子，一种原子即为一种核素，11H2和21H2都是分子，不属于核素，其余6种全部表示核素。 (2)同位素是具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子，所以63Li 和73Li互称为同位素。 (3)146C和147N的质量数都是14，但质子数分别为6和7，属于不同元素的原子，不能互称为同位素。 (4)2311Na和2412Mg的中子数都是12，但质子数分别为11和12。 本资料来自于资源最齐全的２１世纪教育网www.21cnjy.com 原子的构成 课堂小结 人类认识原子结构的历程 原子的构成和表示方法 元素、核素和同位素 原子构成 AZX 元素 同位素 核素 随堂练习 1.卢瑟福是最伟大的实验科学家之一。他对原子结构模型研究的突出贡献在于（ ） A．发现了电子 B．根据a粒子散射实验提出了带核的原子结构模型 C．引入量子学说 D．提出较为系统的化学原子学说 【解析】A. 1897年，英国科学家汤姆逊发现原子中存在电子，故A不选；B. α粒子散射实验又称金箔实验。是1909年汉斯·盖革和恩斯特·马斯登在欧内斯特·卢瑟福指导下于英国曼彻斯特大学做的一个著名物理实验，提出了原子结构模型，原子是由原子核和核外电子构成的，故B可选；C. 玻尔通过引入量子化条件，提出了玻尔模型来解释氢原子光谱；提出互补原理和哥本哈根诠释来解释量子力学，他还是哥本哈根学派的创始人，对二十世纪物理学的发展有深远的影响，提出了原子核外，电子在一系列稳定的轨道上运动，故C不选；D. 古代最早提出原子理论的是约翰·道尔顿，英国化学家、物理学家。他参与的研究主要有色盲症研究、气体定律研究、原子理论，故D不选；答案选B。 B 2.据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的，每百吨核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。在地球上，氦元素主要以的形式存在。下列说法中正确的是(　　) A. He原子核内含有4个质子 B.和互为同位素 C.原子核内含有3个中子 D．He的最外层电子数为2，所以属于金属元素 【解析】原子可以用符号表示，X为元素符号，Z为核电荷数，A为质量数，A、C两项错误；和的质子数都为2，中子数分别为1、2，它们互为同位素，B项正确；是氦元素的一种核素，最外层电子数为2，属于稳定结构，所以不是金属元素，它是稀有气体元素，D项错误。 B 3.Se是人体必需微量元素，下列有关和的说法正确的是(　　) A.和含有的电子数分别为78和80 B.和互为同位素 C.和分别含有44、46个质子 D.和都含有34个中子 【解析】和含有的电子数均是34，A错误；和的质子数相同，而中子数不同，所以互为同位素，B正确；两种原子的质子数均是34，C错误；二者的质子数相同，前者的中子数是44，后者的中子数是46，D错误。 B 4.下列说法正确的是(　　) ①质子数相同的粒子一定属于同种元素　②电子数相同的粒子不一定是同一种元素　③一种元素只能有一种质量数　④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数　⑤质子数相同，电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子⑥同位素的性质几乎完全相同 A．①③④⑥ B．①②④⑤ C．②③⑤⑥ D．②⑤ 【解析】①中粒子可以是原子、分子或离子，不正确，同理②正确；③中一种元素可以有不同质量数的同位素原子，故不正确；④中质量数等于质子数与中子数之和，故不正确；⑤正确；⑥中同位素的物理性质不同，故不正确。 D 5.相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为________；中子数之比为________；电子数之比为________。 23∶34 2∶3 11∶16 【解析】：相同物质的量的14CO2与S18O2的质量比为其摩尔质量之比，即46∶68＝23∶34；1个14CO2中含24个中子，1个S18O2中含36个中子，相同物质的量的14CO2与S18O2的中子数之比为24∶36＝2∶3；分子中电子数等于质子数，所以两者电子数之比为22∶32＝11∶16。 6. 有下列八种粒子，请用序号填空： ①②C③④⑤　⑥⑦⑧ (1)上述粒子所代表的元素有________种； (2)上述粒子中有___种核素，其中互为同位素的有__________________________； 3 8 ①④⑥、②⑧、③⑤⑦ 解析：上述粒子所代表的是氢、碳、氧3种元素。 解析：每种粒子均表示不同的核素，即共有8种核素，其中①④⑥是氢元素的同位素，②⑧是碳元素的同位素，③⑤⑦是氧元素的同位素。 (3)上述粒子中的氢、氧原子可以组成________种不同的水分子，其中有________种不同的相对分子质量。 18 7 解析：一种氧原子可形成、、、、和 6种水分子，故三种氧原子共形成18种水分子。在18种水分子中相对分子质量最小的是18，最大的是24，18种水分子的相对分子质量共有7种。 化学就象你头顶上的果实， 只要肯稍作努力，成功的 甜蜜就属于你！ 祝你成功！ See You $$