1、第一节第一节 原子结构与元素性质原子结构与元素性质1学习目标学习目标1.认识原子核的结构，懂得质量数和原子表示方认识原子核的结构，懂得质量数和原子表示方法，知道元素、核素、同位素的涵义。法，知道元素、核素、同位素的涵义。2.掌握组成原子中的各种粒子间的定量关系掌握组成原子中的各种粒子间的定量关系3.了解原子核外电子的排布的规律，能画出了解原子核外电子的排布的规律，能画出1-20号元素的示意图号元素的示意图4.了解最外层电子排布与电子得失能力及化合价了解最外层电子排布与电子得失能力及化合价关系，体会元素性质与物质性质的关联关系，体会元素性质与物质性质的关联学习重点、难点学习重点、难点 构成原子的
2、微粒间的关系、核外电子排布规律构成原子的微粒间的关系、核外电子排布规律2原子结构模型演变原子结构模型演变道尔顿原子学说（道尔顿原子学说（18031803年）年）汤姆逊汤姆逊“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型（模型（19031903年）年）卢瑟福核式模型（卢瑟福核式模型（19111911年）年）玻尔电子分层排布模型（玻尔电子分层排布模型（19131913年）年）量子力学模型量子力学模型3粒子大多数大多数粒子直线通过粒子直线通过 少数少数粒子转向粒子转向 个别个别粒子反弹粒子反弹卢瑟福卢瑟福粒子散射实验粒子散射实验4核式原子结构模型核式原子结构模型阅读阅读P2P3 交流交流研讨研讨XAZ5原子原子原子核
3、原子核核外电子核外电子质子质子中子中子电荷电荷+10-1实际质量实际质量1.67261.67261010-27-27kgkg1.67481.67481010-27-27kgkg相对质量相对质量1.0071.008(1.672610-27) kg18361.1.原子的构成原子的构成18361.007核电荷数核电荷数 质子数质子数 = 核外电子数原子序数原子序数 = =原子核半径是原子半径的万分之一，体积占原子原子核半径是原子半径的万分之一，体积占原子体积的几千亿分之一。体积的几千亿分之一。（带正电）（带正电）（带负电）（带负电）不显不显电性电性原子的原子的质量质量集中在原子核集中在原子核= =一
4、、原子结构一、原子结构XAZ数量关系数量关系6Z 个个N=（AZ）个）个Z 个个质量数质量数原子核内所有的质子数和中子数之和称为质量数。原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子原子原子XAZ 质量数质量数（A A）= = 质子数质子数（Z Z）+ + 中子数中子数（N N）（近似相对原子量）（近似相对原子量）质量关系质量关系决定元素种类决定元素种类决定原子种类决定原子种类7O81622- 2离子电荷离子电荷原子个数原子个数质量数质量数质子数质子数化化合合价价 数字的位置不同，所表示的意义就不同。数字的位置不同，所表示的意义就不同。8质量数质量数质子数质子数微粒微粒氯原子氯原子硫离子硫离子钠
5、离子钠离子 3517练习填表练习填表中子数中子数电子数电子数2312323545181817101616801135Br80359问题：在阴阳离子中上述关系是否还成立？问题：在阴阳离子中上述关系是否还成立？带电荷数带电荷数= =质子数质子数核外电子核外电子阳离子：阳离子：核外电子核外电子= =质子数质子数电荷数电荷数阴离子：阴离子：核外电子核外电子= =质子数质子数+ +电荷数电荷数电量关系电量关系10练习练习1. 1. 某元素某元素R Rn-n-核外有核外有x x个电子，该元素的个电子，该元素的某种原子的质量数为某种原子的质量数为A A，求原子里的中子，求原子里的中子数。数。阴离子阴离子R
6、Rn-n-核外有核外有x x个电子个电子则原子的核外电子数为则原子的核外电子数为x - nx - n核内的质子数也为核内的质子数也为x - nx - n核内的中子数核内的中子数N N = = A A - -（x x n ) n )= = A A - x + n - x + n112.2.某元素的某种离子某元素的某种离子X X2-2-核外共有核外共有a a个电个电子，核内有子，核内有b b个中子，表示该个中子，表示该X X原子的原子的下列符号中正确的是下列符号中正确的是XAbaa）（、XBba2a）（）（、XC2ba2a）（）（、XD2ba2a）（）（、122 2、元素、元素 核素核素 同位素同
7、位素【回顾回顾】 元素：元素：具有相同具有相同质子数质子数( (核电荷数核电荷数) )的同一类原子的的同一类原子的总称总称 元素的种类：由原子核内的元素的种类：由原子核内的质子数质子数决定的决定的。【质疑质疑】 同种元素原子的质子数相同，那么，同种元素原子的质子数相同，那么，中子数是否也相同呢中子数是否也相同呢? ?13“观察思考” 三种不同的氢原三种不同的氢原子子 【比较比较】三种氢原子结构的异同。三种氢原子结构的异同。【质疑质疑】它们是不是同一种元素？它们是不是同一种元素？1H.1H.1H即氕即氕(H).氘氘(D).氚氚(T)就称为氢元素的就称为氢元素的三种核素三种核素.23114核素核素
8、: :具有一定数目质子和一定数目中子的一具有一定数目质子和一定数目中子的一种种氢元素有三种核素氢元素有三种核素: : 氕氕 氘氘 氚氚氟只有一种核素：氟氟只有一种核素：氟1HHH11123同位素同位素: :质子数质子数相同而相同而中子数中子数不同的同一种不同的同一种元素的元素的不同核素不同核素互互称为同位素称为同位素三者关系三者关系: :核素核素核素核素 元素元素(同位素同位素)F199阅读教材阅读教材P4-P5P4-P5常见同位素的作用。常见同位素的作用。 通过微通过微栏目栏目-核聚变能体会化学的可持续发展。核聚变能体会化学的可持续发展。分为稳定同位素和放射性同位素分为稳定同位素和放射性同位
9、素15练习1 下列各组物质中，互为同位素的是下列各组物质中，互为同位素的是（A）O2、O3 、O4 （B）H2、D2、T2（C）H2O、D2O、 T2O （D）20Ca 和和 20Ca2下列说法正确的是下列说法正确的是 （A）同种元素的质子数必定相同）同种元素的质子数必定相同 （B）不同元素原子的质量数必定不同）不同元素原子的质量数必定不同 （C）原子核都是由质子和中子构成的）原子核都是由质子和中子构成的 （D）凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元）凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素素404216宏观物体、微观粒子运动的不同宏观物体、微观粒子运动的不同宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质
10、量质量很大很大很小很小速度速度较小较小很大（接近光速很大（接近光速）位移位移可测可测位移、能量位移、能量不可同时测定不可同时测定能量能量可测可测轨迹轨迹可描述可描述（画图或函数描述）（画图或函数描述）用电子云描述用电子云描述（用出现机会的大小描述）（用出现机会的大小描述）17二二. 核外电子排布核外电子排布分层排布分层排布核外电子的排布一般总是尽先从内核外电子的排布一般总是尽先从内层排起，当排满后再填充下层。层排起，当排满后再填充下层。n n123456符符号号KLMNOP1、电子层、电子层电子离核由近至远，电子离核由近至远， 能量由低到高能量由低到高182 2、核外电子排布规律、核外电子排布
11、规律 能量最低原则：电子在核外排布时，总是尽量先能量最低原则：电子在核外排布时，总是尽量先排在能量最低的电子层里，即最先排布排在能量最低的电子层里，即最先排布K K层，当层，当K K层层排满后，再排排满后，再排L L层依次类推层依次类推 原子核外各电子层最多能容纳原子核外各电子层最多能容纳2n2n2 2（n n为电子层序数）为电子层序数）个电子个电子 原子最外层电子数不能超过原子最外层电子数不能超过8 8个（个（K K层为最外层时层为最外层时不能超过不能超过2 2个）个） 原子次外层电子数不能超过原子次外层电子数不能超过1818个（个（K K层为次外层时层为次外层时为为2 2个），倒数第三层电
12、子数不能超过个），倒数第三层电子数不能超过3232个个最低、最多、三不超最低、最多、三不超注意：核外电子的排布必须同时满足以上四条规律，不能注意：核外电子的排布必须同时满足以上四条规律，不能出现相互抵触的情况。出现相互抵触的情况。19 为了为了形象地形象地表示原子的结构，人们就创造了表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图原子结构示意图”这种特殊的图形。这种特殊的图形。15第第1层层第第2层层第第3层层K层层L层层M层层原子核原子核原子核带正电原子核带正电质子数质子数285 3.3.原子结构的表示：原子结构的表示：原子结构示意图原子结构示意图+20核电荷数为核电荷数为120120的元素原子
13、核外电子层排布的元素原子核外电子层排布CaCaK214 4、原子结构与元素原子得失电子能力关系、原子结构与元素原子得失电子能力关系元素种类元素种类稀有气体元素稀有气体元素金属元素金属元素非金属元素非金属元素原子的最外层原子的最外层电子数特征电子数特征元素（化学）元素（化学）性质性质构成简单离子构成简单离子不能形成不能形成离子离子阳离子阳离子阴离子阴离子8个个(HeHe为为2个个)稳定（不得失）稳定（不得失）4个个在化学反应中在化学反应中易失去电子易失去电子在反应中易在反应中易得到电子得到电子4个个总结：总结：元素的性质，特别是元素的性质，特别是化学性质化学性质，跟它的原，跟它的原子的子的 关系
14、密切关系密切。最外层电子数最外层电子数22最外层电子数与化合价的关系：最外层电子数与化合价的关系：元素化合元素化合价在数值上等于原子失去或得到的电子数价在数值上等于原子失去或得到的电子数目（失为正，得为负）目（失为正，得为负）练习：下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于练习：下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是中子数的是 ( () ) A AD D3 3O O B BLiLi C CODOD D DOHOH【解析解析】：电子数电子数质子数质子数中子数中子数D3O101111Li234OD1099OH1098D任何元素都有零价任何元素都有零价, ,但不一定都有负价或但不一定都有负
15、价或正价。如正价。如F F无正价无正价,Na,Na、MgMg、AlAl等无负价等无负价23熟练熟练1-201-20号元素原子结构、核外电子排布特征为号元素原子结构、核外电子排布特征为元素推断题的重要突破口。常考查前元素推断题的重要突破口。常考查前2020号元素的号元素的（1 1）原子最外层电子数与内层电子数的关系。）原子最外层电子数与内层电子数的关系。（2 2）原子最外层电子数与最内层电子数的关系。）原子最外层电子数与最内层电子数的关系。（3 3）原子次外层电子数与最外层电子数的关系。）原子次外层电子数与最外层电子数的关系。（4 4）原子最外层电子数与电子层数的）原子最外层电子数与电子层数的关
16、系。关系。（5 5）原子结构与元素性质的关系。）原子结构与元素性质的关系。 245.5.具有相同电子层排布的微粒具有相同电子层排布的微粒（1）核外有）核外有10个电子的粒子：个电子的粒子：分子：分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4；阳离子：阳离子：Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+；阴离子：阴离子：N3-、O2-、F-、OH-、NH2-。（2）核外有）核外有18个电子的粒子：个电子的粒子：分子：分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、H2O2；阳离子：阳离子：K+、Ca2+；阴离子：阴离子：S2-、Cl-、HS-等。等。25XAZ质子数质子数质量数质量数n A=ZN质量数
17、（质量数（）质子数（质子数（）+中子数（中子数（）重要关系式重要关系式质子数质子数 =核外电子数核外电子数 = 核电荷数核电荷数 = 原子序数原子序数 ClK+26习习 题题 巩巩 固固2 2、某元素的原子核外有某元素的原子核外有3个电子层，最外层个电子层，最外层有有4个电子，该原子核内的质子数为个电子，该原子核内的质子数为 ( ) A.6 B.10 C.14 D.161 ：下列原子结构示意图是否正确？：下列原子结构示意图是否正确？+192 8 9+33+122 8 2+10 2 8 1C273、下列四种物质中，两种分子不具有相、下列四种物质中，两种分子不具有相同核外电子总数的是（同核外电子总
18、数的是（ ）A H2O2和和CH3OH B HNO2和和HClOC H2O和和CH4 D H2S和和F2B解析：考察上述四种物质中，只有解析：考察上述四种物质中，只有HNO2和和HClO两种分子分别具有两种分子分别具有1+7+82=24和和1+17+16=34个不同的电子，所以核外个不同的电子，所以核外电子总数不等。电子总数不等。A、D中电子数均为中电子数均为18，C中电子总数均为中电子总数均为10。28同位素、元素、同素异形体的比较：同位素、元素、同素异形体的比较： 元素元素 同位素同位素 同素异形体同素异形体定义定义对象对象 广义的原子广义的原子 原子原子 单质单质定义定义具有相同核电具有
19、相同核电荷数的同一类荷数的同一类原子的总称原子的总称质子数相同，中质子数相同，中子数不同的同一子数不同的同一元素的不同原子元素的不同原子由同种元素组由同种元素组成的结构和性成的结构和性质不同的单质质不同的单质实例实例 H C11H、21H、31H金刚石与石墨金刚石与石墨氧气与臭氧氧气与臭氧 1、联系：同位素属于同一元素的原子；联系：同位素属于同一元素的原子； 同素异形体由同一元素的原子构成的单质。同素异形体由同一元素的原子构成的单质。2、区别：同位素有、区别：同位素有1800余种，元素只有余种，元素只有100多种。多种。291.1.整理完善本节所讲内容；整理完善本节所讲内容；2.2.做本节学案
20、和课时作业做本节学案和课时作业课下作业：课下作业：30311、原子的构成、原子的构成原子结构知识小结原子结构知识小结（1）原子的组成）原子的组成(2)符号符号 中各数字的含义中各数字的含义 cbdaeX322.组成原子的各种微粒及其相互关系组成原子的各种微粒及其相互关系质子数质子数(Z)=核电荷数核电荷数=核外电子数核外电子数质量数质量数(A)=质子数质子数(Z)+中子数中子数(N)阳离子的核外电子数阳离子的核外电子数=质子数质子数-所带电荷数所带电荷数阴离子的核外电子数阴离子的核外电子数=质子数质子数+所带电荷数所带电荷数特别提醒特别提醒:有质子的微粒不一定有中子有质子的微粒不一定有中子,如
21、如H。有质子的微粒不一定有电子有质子的微粒不一定有电子,如如H+。质子数相同的微粒不一定属于同一种元素质子数相同的微粒不一定属于同一种元素,如如Ne、HF、H2O、NH3、CH4等。等。11 任何元素都有零价任何元素都有零价,但不一定都有负价或正价。如但不一定都有负价或正价。如F无正价无正价,Na、Mg、Al等无负价。等无负价。333.3.问题：填表比较下列微粒，总结有关概念问题：填表比较下列微粒，总结有关概念微粒微粒质子数质子数中子数中子数电子数电子数是否为同一种元素是否为同一种元素是否为同一种原子是否为同一种原子是否为同一种核素是否为同一种核素是否为同位素是否为同位素H21H11112同一种元素同一种元素不同种原子不同种原子不同种核素不同种核素互为同位素互为同位素H3101111134
