4.1.1原子结构 课件 2024-2025学年高一上学期化学人教版必修第一册

人民教育出版社高中化学必修第一册 第四章 物质结构 元素周期律 第1节 原子结构与元素周期表 （第1课时——原子结构） 新课导入 原子结构的探索历程 1803年，道尔顿提出：构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分的实心球体 1897年，汤姆生在原子内部发现了电子，人们终于抛弃了原子不可分割的陈旧观念 1911年，卢瑟福通过精密的实验证明在原子中心有一个极小的核，电子绕核做高速旋转 实心球模型 枣糕模型 行星有核模型 2 新课导入 1911年，卢瑟福用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的α粒子轰击金箔，发现： 金箔散射实验 大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向； 一小部分α粒子改变了原来的运动方向； 有极少数α粒子被弹了回来。 原子不是一个实心球体 金的原子核带正电荷 金原子核的质量很大 3 新课导入 电子在核外做无规则的高速运转 现代原子结构 电子 中子 质子 原子核 4 原子的构成 带电情况： ，质量1.6726×10-27kg 质子 中子 (中心，带正电) (核外，带负电) 原子核 原子 核外电子 每个质子带1单位正电荷 不带电 每个电子带1单位负电荷 核电荷数 带电情况： ，质量1.6749×10-27kg 决定原子的种类 带电情况： ，质量9.109×10-31kg （一）构成原子的微粒及其性质 (质量很小，可忽略不计) 5 原子的构成 核电荷数=核内质子数=核外电子数 质子数不一定等于中子数 氢原子的原子核中没有中子 原子内质子数不同，原子种类也不同 原子种类 质子数 中子数 核外电子数 氢 1 0 1 碳 6 6 6 氧 8 8 8 钠 11 12 11 氯 17 18 17 【思考1】分析数据，你能发现哪些规律？ 6 原子的构成 【思考2】根据上表中所列数据讨论下列问题： ① 原子的质量主要由哪些微观粒子决定? ② 如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，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？ 注意：原子的质量主要集中在原子核上 原子质量≈原子核质量＝质子的质量+中子的质量 质量数 相对原子质量≈质子数+中子数 将原子核内所有_____和_____的相对质量取近似___________，所得的数值叫做质量数，常用____表示 质子 中子 整数值相加 A 7 原子的构成 （二）构成原子的粒子间的两个关系 质量数(A)＝质子数(Z)+中子数(N) 质子数(A)＝核电荷数 ＝ 核外电子数 8 原子的构成 （三）原子的表示方法 X Z A 质量数 质子数 元素符号 例如 9 原子的构成 【思考3】填写下列表格并思考离子的核外电子数、质子数、电荷数之间的关系。 粒子 符号 质子数 (Z) 质量数 (A) 中子数 (N） 电荷数 核外 电子数 Na+ 11 23 Cl- 17 37 17 37 20 11 23 12 1 18 1 10 阳离子中核外电子数＝质子数—电荷数 阴离子中核外电子数＝质子数 + 电荷数 10 核素 （一）核素的概念 【思考】科学家发现了三种氢原子：氕、氘、氚，它们的原子核中质子、中子的数量关系如下表所示，请在表格中填写三种氢原子的原子符号。 原子名称 质子数 核电荷数 中子数 原子符号 氢1(氕 piē) 1 1 0 氢2(氘 dāo ) 1 1 1 氢3(氚 chuān) 1 1 2 H 1 1 H 1 2 或 D H 1 3 或 T 11 核素 它们是同一种元素吗？有什么区别？ 具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称 1. 元素 上述原子质子数相同，故属于同种元素，异：中子数不同，质量数不同 核素 12 核素 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 2. 核素 一种元素，三种核素 13 核素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子/核素互称同位素 同位素 3. 同位素 “同位”指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置 14 核素 （一）核素的概念 【练习】 8 3 15 核素 （一）核素的概念 【思考】O2和O3互为同位素吗？H2O和D2O互为同位素吗？ 不是，O2和O3互为同素异形体。 不是，它们是同种物质。   同位素 同素异形体 范畴     特性 性质几乎完全相同， 性质略有差异 ②天然存在的某种元素，不论是游离态，还是化合态，其各种同位素所占的原子个数百分比一般不变。 ③同位素的原子量的近似值即是 。 组成元素相同， 性质 。 原子 单质 化学 物理 不同 质量数 16 核素 （一）核素的概念 4. 同位素的用途（教材P97） PART 1 氧元素 O 16 8 O 17 8 O 18 8 PART 2 碳元素 C 12 6 C 13 6 C 14 6 PART 3 铀元素 U 234 92 U 235 92 U 238 92 17 核素 （一）核素的概念 【思考5】质量数(A)与元素的近似相对原子质量相等吗？ （1）单核素元素 质量数(A)与元素的近似相对原子质量相等 18 核素 （一）核素的概念 【思考5】质量数(A)与元素的近似相对原子质量相等吗？ （2）多核素元素 氯元素的同位素 35Cl 37Cl 质量数     核素的相对原子质量 34.969 36.966 同位素丰度 75.77% 24.23% 元素的近似相对原子质量   元素的相对原子质量   37 35 35 × 75.77% + 37 × 24.23% = 35.4846 34.969 × 75.77% + 36.966 × 24.23% = 35.4529 同位素在这种元素的所有天然同位素中所占的比例 19 原子核外电子排布 电子层模型示意图 在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。 （一）电子层 不是真实存在的，只是为了研究方便假设的 N M L K 原子核 电子层 20 原子核外电子排布 不同电子层的表示及能量关系（教材P92） 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 ___ ___ ___ ___ ___ ___ ___ 离核远近 由___到___ 能量高低 由___到___ K L M N O P Q 近 远 低 高 21 原子核外电子排布 （二）电子分层排布规律 【思考】阅读教材P93的稀有气体元素原子的电子层排布，从中你能发现什么规律？请思考并讨论下列问题。电子一般总是从内层排起，当一层充满后再填充下一层。 1. 当K层为最外层时，最多能容纳的电子数是 ？除了K层，其他各层为最外层时，最多能容纳的电子数是 。 2. 次外层最多容纳的电子数是 。 3. n层最多能容纳的电子数 。 4. 核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 2 8 18 2n2 22 原子核外电子排布 【思考】阅读教材P93的稀有气体元素原子的电子层排布，从中你能发现什么规律？请思考并讨论下列问题。 5. 请你根据归纳的规律，画出1～20号元素中满足下列条件的元素的原子（离子）结构示意图。 （1）原子核外M层比L层少2个电子的原子；   （2）与Ar电子层结构相同，带1个单位正电荷的离子。 （二）电子分层排布规律 23 作业 石室金匮课时分层训练P157 石室金匮P66-69 周考复习 24 $