4.2 原子结构 课件 2025-2026学年高一上学期化学沪科版（2020）必修第一册

第 4 章 原子结构和化学键 4.2 原子结构 沪科版（2020）必修一 1 目 录 原子的构成 核素 01 02 相对原子质量 03 2 本课学习目标 了解构成原子的微粒，理解构成原子的微粒之间的数量关系 知道元素、核素、同位素的含义 理解元素的相对原子质量 3 原子的构成 壹 新课导入 原子是化学变化中的最小粒子，是构成物质的基本微粒之一。原子是由位于原子中心的原子核和核外电子构成的。原子很小，原子核更小。 新课导入 原子构成的物质有很多，如金属（铁、铜等）稀有气体（氦、氖等）。 一、原子的构成 　 思考：从图片中可知，原子由哪些微粒构成？带电情况如何？原子的质量主要集中在哪里？原子序数、核电荷数、质子数、中子数、质量数、核外电子数之间有怎样的关系？ （核电荷数：即原子核所带的电荷数） 构成碳原子的微粒及其性质 原子核是由带正电荷的质子和不带电荷的中子构成，每个质子带 1 个单位正电荷，所以原子核的电荷数等于其核内的质子数。 一、原子的构成 　 质子 中子 原子 原子核 核外电子 电荷 实际质量 质子 中子 电子 +1 不带电 -1 1.673×10-27kg 1.675×10-27kg 9.109×10-31kg 原子的质量主要集中在原子核上 原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) （质量数：原子核中质子数和中子数之和） 不是所有的原子都有中子，如氢原子没有中子。 一、原子的构成 　 电子的质量很小，相对于质子、中子的质量而言，可以忽略不计，因此原子的质量主要集中在原子核上。原子核中质子数（Z）和中子数（N）之和，称为质量数，用符号 A 表示。 原子整体显电中性，原子核所带正电荷的电量一定等于核外电子所带负电荷的总电量。因此，对一个原子而言： 原子序数 = 核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N） 一、原子的构成 　 化学符号各种角标的意义 X 质量数A 质子数Z 化合价 ±a b±离子符号 c原子个数 核素符号 核电荷数 质子数 中子数 电子数 10 12 11 8 8 10 10 11 12 8 10 12 思考：某元素R原子的质量数为A，它的离子Rn-核外有x个电子，则该元素原子核内的中子数是多少？ A. A-x B. A-n-x C. A+n-x D. A+n+x 一、原子的构成 　 约公元前400年 古代思想家墨子关于物质构成的观点 1897年 英国物理学家汤姆孙发现电子 1911年 卢瑟福原子结构有核模型 1803年 道尔顿原子论 1903年 汤姆孙葡萄干面包模型 1913年 玻尔模型 1919年 E.卢瑟福用α粒子轰击氮反应时发现质子 1932年 英国实验物理学家查德威克发现中子 原子结构的探索历程 道尔顿原子模型：实心球 阴极射线实验 汤姆生原子模型：葡萄干面包 α粒子散射实验 原子光谱分析 卢瑟福原子模型：行星模型 玻尔原子模型：量子化轨道 技术发展 原子结构认识发展 电子云模型 科学家探索原子结构的一般方法 原有模型 技术发展 创造性地设计实验 创造性地提出新理论 宏观类别 建构新模型 模型应用 核素 贰 我们知道，元素是具有相同核电荷数的原子的总称。也就是说，同种元素原子的质子数相同，那么其中子数是否也相同呢？ 二、核素 　 人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。 11H、21H 和 31H 就各为一种核素。 质子数相同而中子数不同的同种元素的不同核素互称为同位素。 11H、21H 和 31H 互为同位素。 许多元素都有同位素。 例如，碳元素有 126C、136C 和 146C 等核素； 氧元素有 168O、178O 和188O 等核素； 铁元素有 5426Fe、5626Fe、5726Fe 和 5826Fe 等核素；铀元素有 23492U、23592U 和 23892U 等核素。 二、核素 　 科学家发现自然界中有三种不同的氢原子，这三种氢原子都含有 1 个质子，但它们所含的中子数都不相同。 原子符号 原子名称 （俗称） 原子核 发现年代 质子数 中子数 11H或H 氕 1 0 1766年，英国物理学家和化学家卡文迪什（Henry Cavendish，1731—1810）制得氦气 21H或D 氘（重氢） 1 1 1931年，美国化学家和天体化学家尤里（Harold Clayton Urey，1893—1981）利用光谱检测的方法发现了氘 31H或T 氚（超重氢） 1 2 1934年，E.卢瑟福等人通过核反应发现人工氚，随后科学家又证实了重水中天然氚的存在 二、核素 　 同一元素的各种核素虽然质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同。在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种核素所占的丰度一般是不变的。 核素的丰度 核素的丰度指某特定核素的原子数与该元素的总原子数之比。 元素与核素、同位素之间的关系 二、核素 　 同位素分为稳定同位素和放射性同位素。放射性同位素在工农业生产、科学研究、医学等领域有着重要的应用。例如，放射性同位素放射出的射线，可用于金属制品缺陷探测、食物保鲜、辐射育种、肿瘤诊断治疗和探究反应机理等方面。 断层放射治疗机 辐射育种的橘子 二、核素 　 拓展视野 门捷列夫设计的元素周期表是将元素按其原子量的大小依次排序，但会出现某些元素被归入不同性质元素一族的情况。例如，碲（原子序数为 52）的原子量为 128，而碘（原子序数为 53）的原子量为 127。若按原子量的大小排序，碲应该排到碘的后面，但是与氯性质相似的是碘元素。尽管门捷列夫在元素周期表123 中还是将碘排在了碲之后，并且坚信自己的判断，但这种原子量倒置的现象却让门捷列夫十分不解和苦恼。 直至科学家揭开原子结构的奥秘，人们才知道元素的本质区别在于核电荷数或质子数，而非原子量。 相对原子质量 叁 相对原子质量 定义：以126C碳原子质量的 1/12 为标准，其他原子的质量跟它相比较所得的比，作为这种原子的相对原子质量。 计算公式：相对原子质量 = 某原子的实际质量 ÷（一种碳原子质量的 1/12）。 单位：相对原子质量的单位是 “1”，一般不写出。 近似计算：相对原子质量≈质子数＋中子数。 三、相对原子质量 例如，一个 126C 的质量约为 1.993×10-26 kg，一个 168O 的质量约为 2.656×10-26 kg，则该氧原子的相对原子质量是： 一个 12 6C 原子质量： 1.993×10-26kg 三、相对原子质量 元素的相对原子质量，就是它的各种核素的相对原子质量，按各种核素的丰度而取的平均值。元素周期表中列出的就是元素的相对原子质量。 式中，A 表示元素的相对原子质量，A1、A2、……、An表示该元素各种核素的相对原子质量，a1%、a2%、……、an% 表示各种核素的丰度。根据核素的质量数，也可以算出元素的近似相对原子质量。 课堂小练 B 1．下列叙述中，符合现代原子结构理论的是（　　）。 （A）原子核显电中性 （B）原子核一般由质子和中子构成 （C）原子核内中子数与核外电子数相等 （D）原子的质量主要由质子和电子决定 课堂小练 【详解】选项 A：原子核由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电，因此原子核整体带正电，而非电中性。该选项错误。 选项 B：除氢原子（氕）的原子核只有 1 个质子外，其他原子的原子核一般都由质子和中子构成。这是现代原子结构理论的基本内容，该选项正确。 选项 C：在原子中，核电荷数 = 质子数 = 核外电子数，但中子数与核外电子数没有必然相等的关系。例如，氧原子质子数 8（核外电子数 8），中子数为 8；钠原子质子数 11（核外电子数 11），中子数为 12。该选项错误。 选项 D：电子的质量极小（约为质子质量的 1/1836），可忽略不计，原子的质量主要集中在原子核上，而原子核由质子和中子构成，因此原子质量主要由质子和中子决定。该选项错误。 1.答案解析： 【答案】B 2． 化学符号“3517Cl”左上角的数字“35”表示（　　）。 （A）质子数 （B）中子数 （C）电子数 （D）质量数 课堂小练 D 感 谢 您的观看 25 $$