内容正文:
第3节 建构原子模型(1)
七年级科学下册 •浙教版(2024)
第二章——物质的微观结构
元芳科学
教学目标
一
02
了解原子的构成、原子结构模型。
原子的构成
01
了解认识原子历史的发展过程。
原子结构模型的建立过程
03
04
知道原子由原子核和核外电子构成及原子内部各微粒的典型及数量关系。
教学引入
二
本章学习引言:
从宇宙中的天体到我们接触的各种物体,再到微观世界的粒子,它们构成了不断发生着变化的物质世界。我们每天都要与各种各样的物质打交道,人们的生活、生产和研究都离不开物质。你是否想过:物质是由什么构成的?物质的组成如何表示?
教学引入
二
构成物质的微观粒子除了分子以外,还有原子和离子等,如水是由水分子构成的、金刚石是由碳原子构成的、氯化钠是由氯离子和钠离子构成的。那么,原子是最小的微粒吗?科学家是如何建构原子模型的呢?
01
原子结构模型的建立过程
原子结构模型的建立过程
三
分子很小,原子更小,原子之间能够结合成分子的奥秘,正是科学家 在研究这小小的原子的结构时逐步揭示的。建构原子模型是认识分子、离子等微观粒子的基础。
原子结构模型的建立过程
三
实心球模型
西瓜模型
行星绕太阳模型
分层模型
电子云模型
原子结构模型的发展史
1、道尔顿原子模型(1803年)
2、汤姆生原子模型(1904年)
3、卢瑟福原子模型(1911年)
4、波尔原子模型(1913年)
5、电子云模型(1927年—1935年)
原子结构模型的建立过程
三
英国化学家道尔顿
——近代科学原子论
道尔顿原子模型
道尔顿原子模型:原子是坚实的、不可再分的实心球。
实心球模型
一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。
原子结构模型的建立过程
三
原子并不是构成物质的最小微粒
——汤姆生发现了电子(1897年)
英国物理学家汤姆生
汤姆生原子模型:原子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电子,中和了电荷,从而形成了中性原子。
汤姆生原子模型
电子是种带负电、有一定质量的微粒,普遍存在于各种原子之中。
西瓜模型
原子结构模型的建立过程
三
英国科学家卢瑟福
卢瑟福原子模型
用α粒子去轰击金箔,发现大多数粒子都直接穿过金箔,少数只产生很小的偏转,然而的极少数的粒子会反弹回去。
原子结构模型的建立过程
三
原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。
核式结构模型
原子核的质量几乎等于原子的全部质量,电子在原子核外空间绕核做高速运动。就像行星环绕太阳运转一样。
他还根据反射的α粒子的比例估算出了原子核的大小。
原子结构模型的建立过程
三
卢瑟福的α粒子散射实验: α粒子轰击金原子时,为什么会出现这些现象?
①原子的大部分体积是空的;
②原子核位于中心,带正电;
③原子核的质量很大但体积很小。
原子结构模型的建立过程
三
卢瑟福和他的助手做了著名α粒子散射实验
实验结论:
(1)原子的中心有一个原子核,其体积很小,原子内部有很大空间,所以大多数a粒子能穿透金属箔;
(2)原子核带正电,a粒子途径原子核附近时,受到斥力而改变了运动方向;
(3)原子核的质量比a粒子大很多,当a粒子碰到体积很小得原子核时被弹了回来。
原子结构模型的建立过程
三
后来,科学家持续地研究、探索原子内部结构,对原子结构模型进行了不断完善和修正,提出了能够解释更多现象的原子结构模型。
原子结构模型的建立过程
三
思考与讨论
通过查阅资料,以“科学家探究微观粒子结构、建构原子结构模型” 为主题跟同学进行讨论交流。
02
原子的构成
原子的构成
四
①原子是由居于原子中心的原子核与核外电子构成的。
②原子核是由质子和中子构成的。每个质子带1个单位正电荷,每个电子带1个单位负电荷,中子不带电。
③原子核的体积很小,仅为原子体积的几千亿分之一。
④构成原子核的质子、中子都是由更微小的基本粒子——夸克构成的。
⑤电子在核外做高速运动。
原子的构成
四
科学研究还发现,构成原子核的质子、中子都是由更微小的基本粒子 —夸克构成的。
原子的构成
四
为什么原子不带电?
原子核内质子所带的正电荷数量与核外电子所带的负电荷数量相等,电性相反,因而原子呈电中性。
原子的构成
四
原子种类 核电荷数 质子数 中子数 核外电子数
氢 1 0 1
锂 3 4 3
碳 6 6 6
钠 11 12 11
读表“几种原子的构成”,获取信息:
1
3
6
11
对于原子,核电荷数=质子数=核外电子数
不是每种原子的原子核中一定都含有中子。
原子核中质子数和中子数并不一定相等。
原子种类由核电荷数(质子数)决定!
原子的构成
四
质子数=核外电子数
核电荷数=核外电子数
氮原子结构模型
质子带正电
中子不带电
电子带负电
带正电
原子呈电中性:
7个质子
7个电子
核电荷数为7
电量相等,电性相反
原子显电中性
7个质子带7个单位的正电荷
7个电子带7个单位的负电荷
原子核所带的电荷数称为核电荷数。
原子的构成
四
原子
原子核
电子
质子/中子
夸克
归纳原子的构成:
原子
(不显电性)
原子核
(带正电)
核外电子
(带负电)
质子
(带正电)
(1个质子带1个单位正电荷)
中子
(不带电)
(1个电子带1个单位负电荷)
夸克
夸克
原子的构成
四
在含有多个电子的原子中
核外电子分层排布、并遵循一定的运动规律在原子核外运动。
原子核
电子层
核外电子分层排布示意图
科学家形象地将这些电子的运动区域,称为电子层。
离核近的电子能量较低,离核远的电子能量较高。
原子的构成
四
探索活动
1、可以用原子结构示意图简明地表示核外电子分层排布情况。如图所示是钠原子结构示意图。钠原子的核外电子分成几个电子层排布?最外层有几个电子?
钠原子的核外电子分成3个电子层排布;最外层有1个电子。
原子的构成
四
2、氯原子结构示意图如图所示,通过观察比较,就下列话题与同学进行交流讨论:钠原子、氯原子的核外电子排布有哪些相同之处?钠原子、氯原子的最外层电子数有什么不同?
钠原子和氯原子第一层和第二层最多能容纳的电子数相同,且均有3层电子;钠原子最外层电子数为1,氯原子最外层电子数为7。
原子的构成
四
由以上活动可知:
原子结构示意图的结构
小圈表示原子核
小圈内数字表示核内质子数
弧线表示电子层
弧线数字表示该层电子数
在化学反应中,原子核外电子经常充当重要的角色。在后续的学习中我们会进一步认识到这一点。
原子的构成
四
科学拓展
03
随堂练习
随堂练习
五
1、如图为原子结构模型的演变图,其中①为道尔顿原子模型,④为近代量子力学原子模型。下列符合历史演变顺序的是 ( )
A. ①③②⑤④ B. ①②③④⑤
C. ①⑤③②④ D. ①③⑤④②
A
随堂练习
五
2、如图所示为某同学学习物质结构层次后以氧气为例进行的梳理。下列选项中与a、b、c相对应的是 ( )
A. 原子、原子核、核外电子
B. 原子核、原子、核外电子
C. 原子、核外电子、原子核
D. 核外电子、原子核、原子
A
随堂练习
五
3、科学学习中,我们要了解科学史的发现过程,学会像科学家那样去思考。下列描述与事实不相符的是 ( )
A. 道尔顿提出了原子的葡萄干面包结构模型
B. 汤姆生发现了比原子更小的电子
C. 卢瑟福提出了原子核式结构模型
D. 玻尔改进了原子核式结构模型
A
随堂练习
五
4、原子结构模型的建立,经过了几代科学家的艰辛努力,直到现在仍在探索中。其中,行星模型的提出标志着原子结构的现代模型问世。如图所示为锂原子结构的行星模型,图中原子核内有3个质子、4个中子。不能根据原子结构的行星模型得出的结论是 ( )
A. 原子核的体积只占整个原子体积的很小部分
B. 原子始终在做无规则运动
C. 锂原子核由质子和中子构成
D. 原子呈电中性
B
随堂练习
五
5、如图所示为某原子结构模型的示意图,其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子。下列说法正确的是 ( )
A. 决定该原子种类的粒子是b
B. 原子的质量集中在a和c上
C. 原子中b与c的数目一定相同
D. 原子中a与c的数目一定相同
D
随堂练习
五
6、华南理工大学研究团队利用动态“局域柔性”框架材料,实现了在室温下对重水和普通水的有效分离。已知1个重水分子是由2个氘原子和1个氧原子构成的,1个氘原子中含有1个质子和1个中子,则1个重水分子中含有的质子个数为 ( )
A. 3 B. 10 C. 12 D. 20
B
解析:1个重水分子由2个氘原子和1个氧原子构成,氘原子的核内质子数为1,1个氧原子的核内质子数为8,则1个重水分子中含有的质子个数为1×2+8=10。
随堂练习
五
7、我们考试填涂答题卡专用的2B铅笔,其笔芯主要成分是石墨和黏合剂,石墨由碳原子直接构成,碳原子结构模型如图所示。下列有关说法正确的是 ( )
A. 中子的质量相对于带电的质子和电子,可以忽略
B. 原子核内质子带正电,核外电子带负电
C. 所有原子中,质子数=中子数
D. 质子和中子由更小的、不能再分的夸克构成
B
随堂练习
五
8、如图是A、B两种粒子的原子结构示意图,请据图回答问题:
(1) 分别写出A、B粒子对应的原子的名称: 、 。
(2) A、B粒子的核外电子层数 ,最外层电子数 。(填“相同”或“不相同”)
镁
氯
相同
不相同
随堂练习
五
9、建立模型一般有一个不断完善和修正的过程,以使模型不断接近事物本质,原子结构模型的建立也是如此,其中行星模型的建立是一个重要阶段。如图是碳原子结构的行星模型,表示碳原子核内有6个 和6个中子;核外有6个 ,且围绕原子核做高速运动;原子核在原子中所占的体积 。
质子
电子
很小
随堂练习
五
10、征服原子——揭开原子的神秘面纱。请回答下列问题。
(1) 1808年,英国科学家道尔顿在前人研究的基础上,提出“道尔顿原子论”:一切物质都由原子构成,原子很小、呈圆球状、不可再分。而元素由微小的不可分的原子构成,不同元素的原子还可以简单数目比例形成不可再分的原子——“复杂原子”……但由于受当时实验条件限制,道尔顿无法用事实证明自己的观点。1811年,意大利化学家阿伏伽德罗提出:有些物质也是由分子构成,原子的基本工作形式是分子。1897年,汤姆生通过实验发现了
,进一步发展了原子论、分子论。汤姆生主要是纠正了“道尔顿原子论”中的 观点。1911年,卢瑟福又通过实验,推测原子是由 构成的,并提出了沿用至今的现代原子结构理论。
电子
原子不可再分
原子核和核外电子
随堂练习
五
(2) 道尔顿的原子论不是事实的归纳,而是思维的产物,体现了直觉和想象在科学创造中的作用。在科学研究中,像汤姆生和卢瑟福这样,根据实验现象进行解释的过程叫作 。原子是一种看不见、摸不着的微粒,为了帮助人们理解原子的结构,这三位科学家都运用了 来表达他们的理论成果。
推理
模型
随堂练习
五
11、人们为了揭示原子结构的奥秘,经历了漫长的探究过程。英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电)轰击金箔实验。结果发现:绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进,但是有少数α粒子却发生了较大角度的偏转,并且有极少数α粒子的偏转角度超过90°,有的几乎达到180°,像是被金箔弹了回来。
(1) 通过上述实验,可推出的原子结构模型为 (填图甲中字母)。
C
随堂练习
五
(2) 当α粒子轰击金箔时,如图乙所示的运动轨迹不可能出现的是
(填图乙中字母)。
bc
课堂小结
六
建构原子模型
原子结构模型的建立过程
原子的构成
主要观点及依据
原子结构模型发展史
原子的构成
原子内粒子数关系
原子结构示意图
THANKS
THIS IS A ART TEMPLATE ,THE TEMPLATE DESIGN BY YuanFang. THANK YOU WATCHING THIS ONE.
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