1、第第1课原子结构与元素性质课原子结构与元素性质 高中化学 高一年级卢瑟福的卢瑟福的粒子散射实验粒子散射实验 原子原子原子核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1.67310-27kg1.67510-27kg相对质量相对质量1.0071.008(1.67310-27) kg18361.原子组成原子组成18361.007核电荷数（核电荷数（Z） 质子数质子数 = 电子数电子数原子序数原子序数 = 原子核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。亿分之一。（带正电）（带正电）（带负电）（带负电）不显
2、不显电性电性原子的原子的质量质量集中在集中在原子核。原子核。=一、原子结构一、原子结构质子和中子依靠一种特殊的力质子和中子依靠一种特殊的力核力结合在一起。核力结合在一起。Z 个个N=（AZ）个）个Z 个个2.质量数质量数 原子核原子核中中所有的所有的质子数质子数和和中子数之和中子数之和称为质量数。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）= 质子数质子数（Z）+ 中子数中子数（N）O81622- 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。 (2)
3、 在原子中：在原子中： 原子序数原子序数= 核电荷数核电荷数=质子数质子数(Z)=电子数电子数重要的等式关系：重要的等式关系：(1) 质量数质量数（A）= 质子数质子数（Z）+ 中子数中子数（N）问题：问题：在阴阳离子中上述关系是否还成立？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 核外电子数核外电子数原子原子质子数质子数中子数中子数质量数质量数 名称名称 俗称俗称 1 1 1 1 1 0 2 3 2 氕氕 氘氘 氚氚 重氢重氢 超重氢超重氢H11H21H31试比较三种原子的异同，找出它们之间的关系。试比较三种原子的异同，找出它们之间的关系。质子数相同质子数相同中子数不同，
4、质量数不同中子数不同，质量数不同属同种元素属同种元素不同种原子不同种原子（D）（T）3.元素、核素、同位素元素、核素、同位素（1 1）元素：具有相同质子数（核电荷数）的同一）元素：具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。类原子的总称。如：氕、氘、氚都属于如：氕、氘、氚都属于氢氢元素。元素。（2 2）核素：具有一定数目质子和一定数目中子的）核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。一种原子。 如如氕、氘、氚氕、氘、氚属于三种核素。属于三种核素。 （3）同位素：）同位素：质子数相同质子数相同而而中子数不同中子数不同 的的同一元同一元素素的的不同核素不同核素互为同位素。互为同位素。 如：
5、如：氢氢 H H H 碳碳 12C 13C 14C 铀铀 234U 235U 238U 12323 H H 可用于制造氢弹可用于制造氢弹235U 是核反应堆的燃料是核反应堆的燃料14C可用于考古断代可用于考古断代关于同位素：关于同位素：1.分类：分为分类：分为稳定同位素稳定同位素和和放射性同位素放射性同位素。2.用途：用途：放射性放射性同位素可以进行同位素示踪和用作放射同位素可以进行同位素示踪和用作放射源。源。3.性质：性质：（1）同位素的）同位素的化学性质几乎相同化学性质几乎相同，物理性质会有差异物理性质会有差异。（2）天然存在的同位素，无论是游离态还是化合态，所）天然存在的同位素，无论是游
6、离态还是化合态，所占的占的原子个数百分比（丰度）原子个数百分比（丰度）是是不变不变的。的。4.在天然元素中，许多元素有多种核素，有些元素只有在天然元素中，许多元素有多种核素，有些元素只有一种核素，如：一种核素，如：F、 Na。9191123【思考思考】同位素与同素异形体有何区别？同位素与同素异形体有何区别？同素异形体：由同素异形体：由同种元素同种元素形成的形成的不同单质不同单质。如：金刚石、石墨、如：金刚石、石墨、C60 互为同素异形体。互为同素异形体。2.同素异形体可以由几种同位素构成，一种同位同素异形体可以由几种同位素构成，一种同位素也可以分布在不同的同素异形体中。例如：金素也可以分布在不
7、同的同素异形体中。例如：金刚石中可以有刚石中可以有12C 13C 14C ； 12C也可以分布在也可以分布在金刚石、石墨或金刚石、石墨或C60 中。中。【辨析】1.同位素是原子；同素异形体是单质。同位素是原子；同素异形体是单质。拓展延伸：相对原子质量拓展延伸：相对原子质量1.核素（原子）的相对原子质量：核素（原子）的相对原子质量：例：例：1个个16O原子的质量为原子的质量为2.65710-26Kg，1个个12 C原子的质量为原子的质量为1.99310-26Kg。则。则16 O的相对原子的相对原子质量为多少？质量为多少？2.核素（原子）的近似相对原子质量：核素（原子）的近似相对原子质量： M取近
8、似整数值取近似整数值质量数质量数A15.9983.元素的相对原子质量元素的相对原子质量元素的相对原子质量元素的相对原子质量=各同位素原子的相对原子质各同位素原子的相对原子质量与其原子个数百分比（丰度）的乘积之和。即：量与其原子个数百分比（丰度）的乘积之和。即：M=M1a%+M2b%+M3c%+例：氧元素有三种同位素原子：例：氧元素有三种同位素原子：16O、17O、18O，从下列，从下列数据可计算出氧元素的相对原子质量。数据可计算出氧元素的相对原子质量。 符号符号 同位素相对原子质量同位素相对原子质量M 在自然界中各同位素在自然界中各同位素原子所占的原子所占的原子个数原子个数百分比百分比16O
9、15.9949 99.759%17O 16.9991 0.037% 18O 17.9992 0.204%16.004.元素的近似相对原子质量元素的近似相对原子质量元素的近似相对原子质量元素的近似相对原子质量=各同位素原子的质量数各同位素原子的质量数与其原子个数百分比（丰度）的乘积之和。与其原子个数百分比（丰度）的乘积之和。即即M=A1a%+A2b%+A3c%+例：氧元素有三种同位素原子：例：氧元素有三种同位素原子：16O、17O、18O，从下列，从下列数据可计算出氧元素的近似相对原子质量。数据可计算出氧元素的近似相对原子质量。 符号符号 同位素质量数同位素质量数 A 在自然界中各同位素在自然界
10、中各同位素原子所占的原子所占的原子个数原子个数百分比百分比16O 16 99.759%17O 17 0.037% 18O 18 0.204%16.00【练习练习1】核内中子数为核内中子数为N 的的R2+离子，质量离子，质量数为数为A，则，则n g 它的氧化物中所含质子的物它的氧化物中所含质子的物质的量是多少？质的量是多少？ R 原子的质子数为原子的质子数为 AN 氧化物氧化物RO 的摩尔质量为的摩尔质量为 （A + 16）g/mol 氧化物氧化物RO 的质子数为的质子数为 （AN8） n g RO 所含质子的物质的量为所含质子的物质的量为:n(A +16)（AN8）mol n g RO 的物质
11、的量为的物质的量为:n(A +16)mol 二、核外电子排布二、核外电子排布 1.核外电子的运动特征：核外电子的运动特征：(1)电子在原子内相对广阔的空间高速运动，运动速度接近光速。电子在原子内相对广阔的空间高速运动，运动速度接近光速。(2)电子运动不遵循宏观物体的运动规律，人们不可能同时准确测电子运动不遵循宏观物体的运动规律，人们不可能同时准确测定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描画出它们的定电子在某一时刻所处的位置和运动速度，也不能描画出它们的运动轨迹。运动轨迹。(3)人们只能描述电子在原子核外空间某处单位体积内出现概率人们只能描述电子在原子核外空间某处单位体积内出现概率的大小。
12、用单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外空的大小。用单位体积内小点的疏密程度表示电子在原子核外空间某处单位体积内出现概率的大小。间某处单位体积内出现概率的大小。(4)这种形象地描述电子在原子核外空间某处单位体积内出现概这种形象地描述电子在原子核外空间某处单位体积内出现概率大小的模型称为率大小的模型称为“电子云模型电子云模型”。氢原子的氢原子的“电子云模型电子云模型” 多电子原子中，多电子原子中， 电子按能量高低和离核远近在核外分层排布。电子按能量高低和离核远近在核外分层排布。1234567KLMNOPQ由内到外，能量逐渐升高由内到外，能量逐渐升高注意：电子层实质是一个注意：电子层实质是一个
13、“区域区域”， 或者是一个或者是一个 “空间范围空间范围” 。2.核外电子排布规律核外电子排布规律（1）能量最低原理。）能量最低原理。（2）每个电子层最多只能）每个电子层最多只能排布排布2n2个电子。个电子。（3）最外层最多只能容纳）最外层最多只能容纳8个电子（个电子（K层为最外层不超层为最外层不超过过2个）。个）。（4）次外层最多不超过）次外层最多不超过18个电子，倒数第三层不超过个电子，倒数第三层不超过32个。个。K L MN O P2 8 183250 2n21 2 3 4 5 6原子结构示意图：简明地表示电子在原子核外的分层排原子结构示意图：简明地表示电子在原子核外的分层排布情况。布情
14、况。15第第1层层第第2层层第第3层层K层层L层层M层层原子核原子核质子数质子数285+例：例：15号磷元素的原子结构示意图。号磷元素的原子结构示意图。原子核带正电原子核带正电【练习练习2】某元素（前某元素（前18号元素）原子核外号元素）原子核外L层电子数层电子数是其它层电子数之和的是其它层电子数之和的2倍，则该元素的核电荷数倍，则该元素的核电荷数可能为可能为_ 。 6或或123.最外层电子数目与元素性质最外层电子数目与元素性质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/化合价化合价
15、8个个(He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易失去失去电子，电子，呈正价呈正价在化学反应中在化学反应中易得到电子，易得到电子，呈负价呈负价4个个总结：总结：元素的性质，特别是化学性质，跟它的原元素的性质，特别是化学性质，跟它的原子的子的 关系密切。化合价是元素的一种关系密切。化合价是元素的一种重要性质。重要性质。最外层电子数最外层电子数通常为通常为0价价三、原子结构与元素原子得失电子能力三、原子结构与元素原子得失电子能力【方法导引方法导引】通过单质与水或酸反应置换出氢气的难易判断元素通过单质与水或酸反应置换出氢气的难易判断元素原子失电子能力的强弱。原子失
16、电子能力的强弱。【结论结论】元素原子失电子能力：元素原子失电子能力： KNaMg【活动探究活动探究】比较钠、镁、钾元素原子的失电子能力比较钠、镁、钾元素原子的失电子能力【知识支持知识支持】通常所说的元素的金属性、非金属性分别与元素原通常所说的元素的金属性、非金属性分别与元素原子的失电子能力和得电子能力相对应。子的失电子能力和得电子能力相对应。元素元素原子原子得失得失电子电子能力能力原子的最外层电子数原子的最外层电子数核电荷数核电荷数电子层数电子层数相同相同越大越大越难失电子，越难失电子，越容易得电子越容易得电子相同相同越多越多越容易失电子，越容易失电子，越难得电子越难得电子最外层电子距离原子核最外层电子距离原子核越近越近越远越远【理论解释理论解释】结构决定性质结构决定性质【练习练习3】能说明钠比铝活泼的是能说明钠比铝活泼的是()A最外层电子数钠原子比铝原子少最外层电子数钠原子比铝原子少 B相等物质的量的钠和铝分别和盐酸反应，钠产生的气体少相等物质的量的钠和铝分别和盐酸反应，钠产生的气体少 C钠与铝的电子层数相等钠与铝的电子层数相等 D常温下钠能与水剧烈反应，而铝不能常温下钠能与水剧烈反应，而铝不能D概括整合概括整合
