1、高中化学必修第二册高中化学必修第二册第一课时 原子核 核素第一节第一节 原子结构与元素性质原子结构与元素性质导语：导语： 原子是构成物质的一种基本微粒，物质的组成、结构和性质原子是构成物质的一种基本微粒，物质的组成、结构和性质都与原子结构密切相关。都与原子结构密切相关。那么，那么，原子的内部结构是怎样的？原子的内部结构是怎样的？原子结构与元素性质又有着怎样的关系呢？原子结构与元素性质又有着怎样的关系呢？人类对原子结构的认识历史人类对原子结构的认识历史 希腊希腊哲学家哲学家德谟克利德谟克利特（特（公元前460公元前370）曾经指出：万物万物是由是由大量的大量的不可分割不可分割的微粒构成的的微粒构
2、成的，称为，称为原原子子。道尔顿原子模型道尔顿原子模型 19 19世纪初，英国科学家道尔顿提出世纪初，英国科学家道尔顿提出近代近代原子学说原子学说，他认为原子是微小的，他认为原子是微小的不可分割的不可分割的实心球体实心球体1897年，英国科学家汤姆生发现了电子“葡萄干布丁葡萄干布丁” 原子模型原子模型原子并不是构成物质的最小微粒原子并不是构成物质的最小微粒汤姆生原子模型汤姆生原子模型： 原子原子是一个平均分布着正是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。原子是一形成了中性原子。原子是一个球体，正电荷均匀分布
3、在个球体，正电荷均匀分布在整个球体整个球体内内。汤姆生汤姆生原子模型原子模型卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型卢瑟福和他的助手做了著名卢瑟福和他的助手做了著名粒粒子散射实验子散射实验。根据实验，卢瑟福。根据实验，卢瑟福在在19111911年提出年提出“核式原子模型核式原子模型” ” （又称（又称行星原子模型行星原子模型）。）。卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型：原子是由居于：原子是由居于原子中心的原子中心的带正电的原子核带正电的原子核和核和核外带外带负电的电子负电的电子构成。构成。原子核的原子核的质量质量几乎等于原子的几乎等于原子的全部质量全部质量，电子在原子核外空间绕核做电子在原子核外空间绕核做高速高速
4、运动运动。 请结合课本-卢瑟福的 粒子散射实验，思考完成以下问题：（1）绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，原因是什么？（2）为什么有少数粒子却发生了较大的偏转？（3）极少数的粒子几乎象是被金箔弹了回来，原因是什么？为了探寻原子的内部结构，英国物理学家卢瑟福曾经做过一个著名的实验 粒子散射实验卢瑟福 离子散射实验结论 原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子的中心；电子带负电荷，在原子核周围空间做高速运动。波尔原子模型波尔原子模型 玻尔借助诞生不久的玻尔借助诞生不久的量子量子理论理论改进了卢瑟福的模型。改进了卢瑟福的模型。 玻尔原子模型玻尔原子模型（又称（又称轨道轨道模型）：
5、当原子只有模型）：当原子只有一个一个电子电子时，电子沿时，电子沿特定球形特定球形轨道轨道运转；当原子有运转；当原子有多个多个电子电子时，它们将分布时，它们将分布在多在多个球壳中绕核运动个球壳中绕核运动。 不同的电子运转轨道是具不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。有一定级差的稳定轨道。1.在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，能量是不连续的，称为能量在不同轨道上运动的电子具有不同的能量，能量是不连续的，称为能量“量子化量子化”。2.轨道能量依轨道能量依n值（值（1,2,3）的增大而升高，）的增大而升高，n称为量子数。称为量子数。3.习惯上将习惯上将n所描述的电子运动状态称为所描述的电子运
6、动状态称为“电子层电子层”，取正整数，取正整数1,2,3,4,5,6,7，分别对应的符号为，分别对应的符号为K、L、M、N、O、P、Q电子云模型电子云模型 现代科学家们在实验中发现，现代科学家们在实验中发现，电子在原子核周围有的区域电子在原子核周围有的区域出现的次数多，有的区域出出现的次数多，有的区域出现的次数少，就像现的次数少，就像“云雾云雾”笼罩在原子核周围。因而提笼罩在原子核周围。因而提出了出了“电子云模型电子云模型”。 电子云电子云密度大密度大的地方，表明的地方，表明电子在核外电子在核外单位体积内出现单位体积内出现的机会多的机会多，反之，出现的机，反之，出现的机会少。会少。结合波尔原子
7、结构理论，表示出金属钠的原子结构示意图结合波尔原子结构理论，表示出金属钠的原子结构示意图注：核外电子层，从注：核外电子层，从1-7层：层：K、L、M、N、O、P、Q （能量依次升高）（能量依次升高） 始于国王（始于国王（king），终于王后（），终于王后（Queen）1.在原子中，质子数、核电荷数和核外电子数之间存在着什么关系？为什么？2.原子的质量主要由哪些微粒决定？3.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？质量数（质量数（A）=质子数（质子数（Z）+中子数（中子数（N） 中子中子数（数（N） =质量数（
8、质量数（A）- 质子数（质子数（Z）XAZ质量数质量数质子数质子数元素符号1.原子的表示方法：原子的表示方法：练习DD元素的定义是什么？元素：具有相同质子数的同一类原子的总称元素：具有相同质子数的同一类原子的总称同种元素的质子数一定相同，中子数是否相同？是否所有的元素都含有中子？（1）氕、氘、氚的原子结构有何异同？如何用符号表示这三种氢原子？（2）氕、氘、氚属于同种元素吗？比较氕、氘、氚的原子结构比较氕、氘、氚的原子结构质子数相同质子数相同 中子数不同中子数不同均属于氢均属于氢元素元素2. 核素核素(1)核素：具有具有相同相同数目数目的的质子和质子和相同相同数目中子的一数目中子的一类类原子称为
9、核素。原子称为核素。氢元素的三种核素碳元素的三种核素氧元素的三种核素 铀元素的三种核素氯元素的两种核素 思考：同种元素的不同核素之间的相同点和不同点是什么？(2)同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。同位素同位素稳定性同位素稳定性同位素放射性同位素放射性同位素常见应用是进行常见应用是进行同位素示踪和用同位素示踪和用作放射源作放射源 北京王府井古人类文化遗址博物馆向世人展示“北京人”狩猎、烧火、制造工具的痕迹。博物馆300多平方米的展厅里，将陈列在原址发掘出土的石砧、石锤、石片，还有原始牛、斑鹿、鸵鸟、鱼类等古生物的骨骼及古人类制成的骨铲、骨片等工具。再现25000年前斑
10、鹿跳跃、鸵鸟欢腾、望山听水、野猪生息景象。那么“25000年”是怎样测出来的呢？ “2500年”是通过测定遗迹里的碳14(14C)原子的数量来推断出的。 碳-14测年(Carbon-14 dating)，又称碳-14年代测定法或放射性碳定年法(Radiocarbon dating)，是根据碳-14的衰变程度来计算出样品的大概年代的一种测量方法，这一原理通常用来测定古生物化石的年代。 1940年代，碳-14测年法由时任美国芝加哥大学教授威拉得利比(Willard Frank Libby)发明，威拉得利比因此获得1960年诺贝尔化学奖。资料卡片资料卡片“四素”概念辨析名称 内容项目元素核素同位素同
11、素异形体概念质子数相同的同一类原子质子数、中子数都一定的（一个）原子质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素（原子）间的互称同种元素形成的不同的单质范围原子原子原子单质特性只有种类，没有个数化学反应中的最小微粒由同位素组成的单质，化学性质几乎相同，物理性质不同由一种元素组成，可独立存在决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构核外电子排布的规律P5【拓展与提高】【拓展与提高】1 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.40Ca 和42 Ca2下列说法正确的是 ( ) A同种元素的质子数必定相同 B
12、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 D凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素DA4.医学界通过用放射性14C标记的C60，发现C60的羧酸衍生物在特定条件下可断裂DNA杀死细胞，抑制艾滋病。关于14C的下列说法中正确的是 ()A14C原子与C60中普通碳原子的化学性质不同B14C原子与14N原子所含中子数相同C是C60的同素异形体D与12C、13C是碳元素的三种同位素D3.下列有关钯原子( )的说法错误的是() A原子序数为46 B质子数为46 C电子数为46 D中子数为46D5.现有下列基本粒子：1H、2H、3H、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。据此回答下列问题：(1)它们分属于_种元素，互为同位素的原子为_。(2)质量数相等的粒子为_和_，_和_。(可不可填满也可补充)(3)氢的三种同位素与氧的三种同位素16O、17O、18O相互结合生成水分子，可得_种水分子；相对分子质量有_。71H、2H、3H和和234U、235U、238U40K40Ca14N14C187
