第四节 搭建原子结构模型（教学课件） 化学北京版九年级上册

3.4 搭建原子结构模型 第三章 探究水的奥秘 Water purification and water quality testing 汇报人 / XXXXXXXX > Chapter three Exploring the Mystery of Water 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 学习目标 01 02 了解原子和原子核的构成；了解原子结构模型的发展历程 03 知道离子也是构成物质的微观粒子，理解原子、离子的区别与联系 了解原子核外的电子的排布特点，知道原子结构示意图的表示方法，并了解结构与性质的关系。 教学重点 教学难点 01 了解离子的形成过程 01 知道离子与原子的区别与联系 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 新课导入 19 世纪初，道尔顿提出了原子学说，他认为原子是构成物质的“最终质点”和“不可破质点”。 原子真的不可再分了吗？ 从 18 世纪到 19世纪末的 100 多年的时间里，人们在解密原子内部结构的道路上艰难地行进。 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 对于这些肉眼无法看到的微小粒子，科学家是怎么开展研究的？ 目 录 CONTENTS 1 原子模型 2 原子的结构 3 原子核外电子的排布 4 原子在化学变化中的变化 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 原子模型 01 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 史实在线 原子模型发展历史 1800 1900 道尔顿观点 1808 英国科学家道尔顿认为，同种元素是由相同的原子组成的，不同元素的原子具有不同的质量。道尔顿把原子想象成微小的实心球体。 汤姆生模型 1897 英国科学家汤姆生发现了电子。他提出了新的原子模型，认为原子是一个带正电的球体，上面嵌着带负电的电子。他的模型看上去就像嵌有葡萄干的小蛋糕。 1904 日本物理学家长冈半太郎提出，原子的中央是一个带电的大球，电子绕着这个大球运动，就像行星绕太阳运行一样。 长冈模型 日本物理学家 长冈半太郎 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 史实在线 原子模型发展历史 1900 2000 1925 卢瑟福模型 1911 英国 物理学家欧内 斯特·卢瑟福认为，原子 内的大部分空间是空的， 电子沿轨道围绕体积很 小的、带正电的原子核 做随机运动。 1913 丹麦物理学家玻尔提出了核外电子分层排布的原子结构模型，否定了随机运动一说。他认为，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会吸收或辐射能量。 玻尔模型 现代（电子云）模型 现代模型的诞生要归功于 20世纪20年代至今的研究成果。这一模型指出，电子在原子核周围形成了一团带负电的“云”，我们不能确定在某一特定的时刻电子处在什么位置。 丹麦物理学家 波尔 假说是科学研究中对客观事物的假定的说明。 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 假说与模型 方法导航 道尔顿提出的近代原子论； 门捷列夫提出的元素周期律； 魏格纳提出的大陆漂移说； 假说 科学的理论 经过反复的验证和修正 假说是科学发展过程中的重要阶段 模型是通过构建模型来揭示客观事物原型的形态、特征和本质的方法。 物体模型（如地球仪） 思维模型（文字描述、示意图、符号） 模型应用：在研究微观世界，揭示物质微观粒子的内部结构、运动规律等方面 原子的结构 02 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 二、原子的结构 原子 原子核 核外电子 质子 中子 （带正电荷） （带负电荷） （带正电荷） （不带电） （不显电性） 质子数 ＝ 核外电子数 原子由位于原子中心带 的 和原子核外带 的 构成。 原子核由 和 构成。 原子核 电子 质子 中子 正电荷 负电荷 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 二、原子的结构 交流 · 分享 1. 原子不显电性的原因是什么？ 核内质子数与核外电子数：数量相等，且电性相反 核内质子数 ＝ 核外电子数 2. 原子核带的正电荷数称为核电荷数，核电荷数为什么等于质子数？ 质子带有正电荷，而中子不带电。因此，即核电荷数就等于质子数 核电荷数 ＝ 质子数 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 二、原子的结构 2. 原子核体积很小，半径约为 10-14m。 原子与原子核相对大小的形象比较 （1）如果把原子比作一个庞大的运动场，那么原子核只相当于一只蚂蚁。 （2）原子里有很大的空间，电子就在核外空间运动。 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 二、原子的结构 3. 质子、中子和电子的电性和质量 表 3-3 构成原子的几种粒子的电性和质量 粒子种类及数量 电性 质量/kg 1个质子 1个单位正电荷 1.6726×10－27 1个中子 不带电 1.6749×10－27 1个电子 1个单位负电荷 1.6726×10－31 ①质子、中子的相对质量都约等于1； ②电子质量很小，可以忽略不计 1.661×10-27 1.6726×10-27 ≈ 1 1.661×10-27 1.6749×10-27 ≈ 1 1.6726×10-31 1.6726×10-27 ≈ 质子质量 电子质量 ＝ 质子、中子相对质量： 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 二、原子的结构 交流 · 分享 3. 分析表 3-2、3-3，为什么说原子的质量主要集中在原子核上？ 表 3-3 构成原子的几种粒子的电性和质量 粒子种类及数量 电性 质量/kg 1个质子 1个单位正电荷 1.6726×10－27 1个中子 不带电 1.6749×10－27 1个电子 1个单位负电荷 1.6726×10－31 原子种类 原子半径/m 1个原子的质量/kg 氢 0.037×10－9 1.674×10－27 碳 0.077×10－9 1.993×10－26 氧 0.074×10－9 2.657×10－26 表3-2 几种原子的半径和质量 例，氢原子只有1个质子和1个电子，其质量几乎等于质子的质量。 原子核内质子和中子的质量远远大于核外电子的质量 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 二、原子的结构 3. 质子、中子和电子的电性和质量 表 3-4 几种常见原子的构成 原子 原子核 核外 电子数 质子数 中子数 氢 1 0 1 碳 6 6 6 氮 7 7 7 氧 8 8 8 硅 14 14 14 铜 29 35 29 不同种类的原子，其原子核内含有不同数目的质子和中子，核外电子数也不相同。 ②氢原子的原子核中没有中子 氢原子由一个质子和一个电子构成，是结构最简单、质量最小的原子 ③质子数不一定等于中子数 ④原子的种类由质子数决定 ①质子数=核电荷数=电子数 交流 · 分享 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 二、原子的结构 4. 计算氢、碳、氮、氧、硅、铜原子的相对原子质量，与表 3-4 对比观察，你有什么发现？ 表 3-4 几种常见原子的构成 原子 原子核 核外 电子数 相对原子质量 质子数 中子数 氢 1 0 1 碳 6 6 6 氮 7 7 7 氧 8 8 8 硅 14 14 14 铜 29 35 29 1 12 14 16 28 63.5 相对原子质量 ≈ 质子数 ＋ 中子数 ＋ ＋ ＋ ＋ ＝ ＝ ＝ ＝ ＋ ＋ ＝ ＝ 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 二、原子的结构 交流 · 分享 4. 计算氢、碳、氮、氧、硅、铜原子的相对原子质量，与表 3-4 对比观察，你有什么发现？ 质子、中子的相对质量都约等于1 【例】 氧原子相对原子质量的计算过程 氧原子的质量＝ 8个质子 ＋ 8个中子 ＋ 氧原子的 相对原子质量 8个电子 ＝ 8× 8× ＋ ≈ 8×1 8×1 ＋ ≈ 16 相对原子质量 ≈ 质子数 ＋ 中子数 【结论】 质子相对质量 中子相对质量 电子的质量忽略不计 氧原子 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 二、原子的结构 交流 · 分享 5. 请总结一下原子结构中存在哪些等量关系。 ≈ ＋ 核电荷数 ＝ 质子数 ＝ 核外电子数 相对原子质量 质子数 中子数 ＝ 原子序数 ≈ ＋ 某原子质量 质子质量 中子质量 ≈ 原子核质量 原子核外电子的排布 03 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 三、原子核外电子的排布 科学家把电子所处的特定运行区域称为电子层。 电子非常小，在原子核外的空间（直径约 10-10 m）做高速运动。 定义 1. 电子层 电子层不是真实存在的，只是理论上的假设。 电子层 原子核 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 三、原子核外电子的排布 资料检索 核外电子的分层排布 电子层 一 二 三 四 五 六 七 低 高 近 远 电子层 原子核 第一层 第二层 第三层 离核远近 能量高低 由内而外，逐层排布 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 三、原子核外电子的排布 资料检索 原子结构示意图 +11 2 8 1 原子核 核内质子数 第一层 第二层 第三层 各层的电子数 钠原子结构示意图 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 三、原子核外电子的排布 观察 · 思考 以下是核电荷数 1~18 的 18 种原子的原子结构示意图。 1. 各原子的电子层数、最外层电子数及原子位置的排列，你有哪些发现？ ①第一层最多排__个电子，第二层最多排___个电子 ②最外层一般不超过 个电子（只有1层的，不超过 个电子） 2 8 8 2 ③同一周期（即同一横行）的元素具有相同的电子层数， 同一族（即同一纵行）的元素则具有相似的最外层电子数和化学性质。 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 三、原子核外电子的排布 观察 · 思考 以下是核电荷数 1~18 的 18 种原子的原子结构示意图。 1. 各原子的电子层数、最外层电子数及原子位置的排列，你有哪些发现？ 原子核外电子排布规律 稀有气体中的氖、氩等最外层电子数都是8个（氦电子数为2个），达到稳定结构。 金属原子最外层的电子一般 个,在反应中较易 电子,趋于里层的稳定结构； 非金属原子最外层的电子一般 个,在反应中较易 电子,趋于本层的稳定结构； 少于4 失去 多于4 得到 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 三、原子核外电子的排布 观察 · 思考 2. 图中用三种不同颜色示意的原子，其核外电子的排布（尤其是最外层电子数）各有什么特点？ 原子核外电子排布规律 金属 非金属 稀有气体 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 三、原子核外电子的排布 原子种类 最外层电子数 化学变化中的表现 结构 化学性质 稀有气体 (氦、氖、氩等) 金属 (钠、镁、铝等) 非金属 (碳、氮、氧等) 8个（He是2个） 稳定 一般少于4个 一般等于或多于4个 不稳定 不稳定 易失电子 易得电子 既不得电子，也不失电子 稳定 不稳定 不稳定 原子的最外层电子数决定原子的化学性质。 通常，最外层电子数相同，化学性质相似。 表 3-5 各类原子的最外层电子数及在化学变化中的表现 原子在化学变化中的变化 04 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 观察 · 思考 四、原子在化学变化中的变化 探究目的 观察钠在氯气中燃烧 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 观察 · 思考 四、原子在化学变化中的变化 将黄豆粒大小的一块金属钠放在铺有细沙的陶土网上； 用酒精灯加热至钠熔成光亮的小球时； 将一个装满氯气的大试管倒扣在钠上，移去酒精灯。 实验步骤 钠在氯气中剧烈燃烧，大试管里充满白烟，管壁及细沙上有白色粉末 实验现象 钠在氯气里燃烧 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 观察 · 思考 四、原子在化学变化中的变化 钠 ＋氯气 氯化钠 Na Cl2 NaCl 点燃 此白色粉末就是氯化钠（它是食盐的主要成分）。 实验结论 文字表达式： 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 四、原子在化学变化中的变化 试从原子最外层电子数变化的角度分析以上化学变化，钠原子和氯原子在化学变化中分别有什么表现？ 我失去一个电子就稳定了！ 我得到一个电子就稳定了！ 给你吧 谢谢了！ 我们结合成氯化钠了 ①反应前，钠原子最外层电子数为 ，易 电子；氯原子最外层电子数为 ，易 电子。 ②反应中，钠原子失去 个电子，质子数 电子数，带 个单位 电荷；氯原子得到 个电子，质子数 电子数，带 个单位 电荷。 1 失去 7 得到 1 大于 1 正 1 1 负 小于 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 四、原子在化学变化中的变化 钠原子和氯原子的原子核是否发生变化？ 思考 质子数= 电子数= Na离子 Cl离子 质子数= 电子数= 11 10 17 18 ＞ ＜ 带一个单位正电荷 带一个单位负电荷 Na+ Cl- +11 - - - - - - - - - - - +17 - - - - - - - - - - - - - - - - - 阳离子 阴离子 2 +11 8 2 +17 8 8 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 四、原子在化学变化中的变化 【归纳】离子的形成过程 失去1个e- 钠离子 得到1个e- 氯离子 氯原子 带1个单位正电荷 带1个单位负电荷 钠原子 e- Na+ Cl- 静电作用 呈电中性 带正电荷的离子叫作阳离子 带负电荷的离子叫作：阴离子 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 四、原子在化学变化中的变化 定义 带电的原子或原子团 1. 离子 ①离子也是构成物质的一种微粒 分类 阳离子：带正电荷，如：Na＋ 阴离子：带负电荷，如：Cl－ 特点 ②物质呈电中性 由离子构成的物质中同时含有阳离子和阴离子，而且两种离子所带电荷的总量相等 常见原子团： 硫酸根离子（SO42-）、碳酸根离子（CO32-）、氢氧根离子（OH-）等。 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 四、原子在化学变化中的变化 2. 离子符号 ①表示方法： 在元素符号的右上角标上离子所带电荷及电性 n+ R R n- 数值在前，正、负号在后。 当离子带1个单位的正电荷或1个单位的负电荷时，“1” 可以省略不写。 镁离子 Mg 2+ 氧离子 O 2- 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 四、原子在化学变化中的变化 3. 离子符号的意义 ①离子符号的意义： 表示一种离子及一个离子所带的电荷数 2Mg2+ 表示每个镁离子带2个单位的正电荷 表示2个镁离子 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 四、原子在化学变化中的变化 4. 原子和离子的区别与联系 粒子种类 原子 阳离子 阴离子 区 别 粒子结构 质子数 电子数 质子数 电子数 质子数 电子数 粒子电性 表示方法 联 ,,,,,,,系 ＝ ＞ ＜ 不显电性 带正电荷 带负电荷 Na、Cl Na+、Mg2+ Cl－、O2－ 阳离子 原子 阴离子 失电子 得电子 得电子 失电子 新课探究 原子核外电子的排布 原子的结构 原子模型 原子在化学变化中的变化 四、原子在化学变化中的变化 交流 · 分享 结合本章第三节和第四节的学习内容，参考以下某同学的想法，绘制出微观粒子构成物质的关系图。 分子 原子核 电子 得失电子 × 一个该原子的质量 一个碳12原子的质量 课堂小结 【检测题1】对于Na+和Na两种粒子比较，下列说法不正确的是（　　） A．它们的质子数相同 B．它们的化学性质不相同 C．它们的核外电子数相同 D．它们都是构成物质的粒子 C 课堂检测 【检测题2】科学家运用了模型建构的方法探索原子的结构。下列对原子结构模型演变过程的认识，不正确的是（　　） A．道尔顿认为原子是不可再分的实心球，是构成物质的最小粒子 B．汤姆孙等人在原子中发现了电子，推翻了道尔顿实心球模型 C．卢瑟福等人通过α粒子散射实验修正了汤姆孙葡萄干布丁模型 D．卢瑟福核式模型是最完善的原子结构模型，不会被替代 D 课堂检测 【检测题3】1909年，英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。根据这个实验获得的正确结论是（　　） ①金原子核带正电荷 ②金原子是实心球体，紧密排列 ③金原子中有带负电的电子 ④金原子核的质量与α粒子质量相当 ⑤金原子内部有很大的空间，原子核体积很小 A．①⑤ B．②③⑤ C．①②③④ D．③④⑤ A 课堂检测 【检测题4】模型构建是化学科学研究的基本方法，如图是某同学绘制的原子结构模型，它的核电荷数和最外层电子数分别是（　　） A．6和8 B．8和6 C．8和2 D．6和2 B 课堂检测 【检测题5】关于Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子，下列说法正确的是（　　） A．它们的化学性质相同 B．它们的核外电子排布相同 C．它们的质子数相同 D．它们都能构成铁单质 课堂检测 C 谢谢您的观看 THANKS 分层作业见见同课时word文档 Lavf58.20.100 $$