2.3人类对原子结构的认识 2024-2025学年高一化学上学期苏教版（2019）必修一第一册

第三单元 人类对原子结构的认识 公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特提出，每样东西都是由最小的部分组成的，而这最小的部分不能再分。他认为物体可以不断的切割直到其最小部分，并把这最小的部分称为原子。 阅读P44-45， 思考以下问题: 1、科学家是怎样探索原子结构的？ 2、哪些科学家为探索原子结构作出了重大的贡献？ 3、他们提出了哪些原子结构模型？ 01 Part One 人类认识原子结构的历程 2、汤姆生——葡萄干面包模型 1897年 “葡萄干面包” 在1897年发现了原子中存在 电子 。 一、人类认识原子结构的历程 4、玻尔——电子分层排布模型 1913年 他提出了新的原子结构模型：原子核外，电子在一系列稳定的 上运动，每个轨道都具有一个 的能量值；核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不 ，也不 。 轨道 确定 放出能量 吸收能量 一、人类认识原子结构的历程 1、核式结构模型是哪位科学家提出的？ A、波尔 B、道尔顿 C、卢瑟福 D、汤姆生 2、汤姆生提出了哪种原子结构理论？ A、实心球模型 B、葡萄干面包模型 C、核式结构模型 D、电子分层排布 √ √ 课堂小练 我们知道相对原子质量被定义为“某原子的质量与12C原子质量的1/12之比”你知道12C原子是指哪种碳原子吗？12代表什么意思？ 温故知新 02 Part Three 原子核的构成 原 子 核外电子 原子核 质子 中子 (带正电) (电中性) (带负电) (带正电) (不带电) 核电荷数＝质子数 ＝核外电子数 ＝原子序数 二、原子核的构成 在原子中： 表2-3 质子、中子和电子的质量和带电荷量 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？ ◆质子和中子的质量基本相等； ◆电子质量与质子、中子质量相比，可忽略不计，即原子质量主要集中在原子核上； ◆质子带正电，中子不带电，电子带负电，原子是电中性的。 元素、核素、质量数 同一种元素的原子质子数相同，但中子数不一定相同。如氢元素有三种原子1H、2H、3H。那么，什么是元素？什么是原子？ 元素 具有相同质子数(Z)的一类原子的总称。 核素 具有一定质子数(Z)和一定中子数(N) 的一种原子称为一种核素。 元素、核素、质量数 我们知道相对原子质量被定义为“某原子的质量与12C原子质量的1/12之比”你知道12C原子是指哪种碳原子吗？12代表什么意思？ 温故知新 12C原子是指质子数和中子数都是6的碳原子 12是该碳原子的质量数。那么，什么是质量数？ 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。 质量数(A) 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) X A Z 质量数—— 质子数—— 表示 为Z， 为A的一种X原子 意义： 质子数 质量数 原子表示符号 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 26.982 19 23 27 质子数(Z)+中子数(N)=质量数(A)=相对原子质量(数值上) 学以致用 原子 质子数(Z) 中子数(N) 电子数 质量数(A) C 6 6 Cl 17 37 O 6 12 20 17 8 10 8 18 质子数(Z)+中子数(N)=质量数(A) 原子序数=质子数(Z)=核外电子数=核电荷数 小试牛刀 交流讨论 离子所带电荷数与离子中的质子数和核外电子数有什么关系？ 粒子符号 质子数 电子数 ①S2－ ②Al3+ ③OH－ ④NH4+ 16 18 13 10 9 10 11 10 X A Z m- 2、阴离子 电子数= 1、阳离子 X A Z n+ 电子数= 质子数(Z)-离子所带电荷数 质子数(Z)+离子所带电荷数 离子表示符号 质子数相同、质量数（或中子数）不同的核素互称为同位素。 特 点 1.质子数相同，核外电子数相同， 化学性质相似 2.中子数不同，物理性质不同，用途不同 同位素 同一种元素 同一种元素 三种不同核素（原子） 三种不同核素（原子） 互称为同位素 互称为同位素 元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。 核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。 同位素：质子数相同，质量数（或中子数）不同的核素 互称为同位素。 观察与思考 ①____在考古工作中用于测定文物的年代； ②_______用于制造原子弹、核发电； ③__________用于制造氢弹； ④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。 14C 同位素的应用 1、据报道，最近中科院的有关专家在世界上首次发现了镤元素的一种新的同位素 ，它的中子数为（ ） A、330 B、91 C、239 D、148 小试牛刀 D 2、核内中子数为N的R2+，质量数为A，则该离子的核外电子数为 。 A-N-2 小试牛刀 03 Part Two 原子核外电子排布 三、原子核外电子排布 +2 He +18 Ar +10 Ne 该电子层上的电子 原子核 核电荷数 电子层 +1 H +8 O +12 Mg 各电子层 (由内到外) 序号(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 __ __ __ N O P Q 与原子核的距离 由___到___ 能量 由___到___ K L M 近 远 低 高 +12 Mg K层 L层 M层 为了形象、简单的表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。 + 18 第1层 第2层 第3层 2 8 8 原子核 原子核带正电 核电荷数 该电子层上的电子 原子核 +18 Ar 核电荷数 电子层 原子结构示意图 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 核电荷数 电子层（从里到外依次是K层、L层、M层） 各电子层排布的电子数 核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 (1)钠原子的结构示意图如下，请注明其意义： Na 粒子符号 (2)离子结构示意图：Cl－ Na＋ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 小试牛刀 请画出下列元素的原子结构示意图 N F Al O2- Mg2+ 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 核电荷数1～18的元素的原子结构示意图 单击此处编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 第一层 2x12 第一层 2x22 第一层 2x32 2 x n2 倒数第三层 ≤32 次外层 ≤18 最外层 ≤8 原子核外电子排布规律 1．能量规律——能量最低原理 ①核外电子总是尽可能先排布在能量最低的电子层上，然后依次由内向外排布在能量较高的电子层上。 2．数量规律 ①各电子层最多能容纳的电子数为 2n2 个。 ②最外层最多只能容纳 8 个电子（K层为最外层时，最多为 2 个）。 ③次外层电子数目不超过 18 个，倒数第三层电子数目不超过 32 个。 学以致用 表2-5 稀有气体元素原子核外电子排布 练习：画出氦（He)、氖(Ne)、氩(Ar)的原子结构示意图。 总结：稀有气体元素最外层电子数为8（He为2），化学性质稳定。 +12 2 8 2 失去电子 +12 2 8 Mg Mg2+ +8 2 6 +8 2 8 得到电子 O O2- 思考：氧化镁是如何形成的？ 氧化镁的形成过程 结论：原子最外层的电子数小于8个时，在化学反应中总是得到或失去电子而达到8电子稳定结构。 +12 Mg +8 O +12 +8 Mg2+ O2- MgO 2Mg + O2 ==== 2MgO 点燃 氧化镁的形成 原子结构与元素性质的关系（结构决定性质） 1、稳定结构：即最外层为8电子的结构 （K层为2个） 　　 2、不稳定结构： 金属元素 最外层电子数﹤4时，容易失去电子，表现正化合价 非金属元素 最外层电子数≥4时，容易得到电子，表现负化合价 特点：原子既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定 Cl O Mg Na 得失电子数 原子最外层电子数 化合价 元素 +1 +2 -2 -1 1 2 6 7 失1e- 失2e- 得2e- 得1e- 交流讨论 表2-6 一些元素的原子得、失电子的情况 结论：正化合价＝失电子数=最外层电子数 负化合价＝得电子数=最外层电子数-8 课堂小结 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 H、H $$