1、 现代原子物理学的奠基者卢瑟福对思考极为推崇。现代原子物理学的奠基者卢瑟福对思考极为推崇。 一天深夜，他偶然发现一位学生还在埋头实验，便好奇一天深夜，他偶然发现一位学生还在埋头实验，便好奇地问：地问：“上午你在干什么？上午你在干什么？”学生回答：学生回答：“在做实验。在做实验。”，“下午呢？下午呢？”，“做实验。做实验。”卢瑟福不禁皱起了眉头，继卢瑟福不禁皱起了眉头，继续追问：续追问：“那晚上呢？那晚上呢？”，也在做实验。，也在做实验。 勤奋的学生以为能够得到导师的一番夸奖，没想到卢瑟勤奋的学生以为能够得到导师的一番夸奖，没想到卢瑟福居然大为光火，厉声斥责：福居然大为光火，厉声斥责：“你一天到
2、晚都在做实验，你一天到晚都在做实验，什么时间用于思考呢？什么时间用于思考呢？”。 历史上第一个控制和移动单个原子的人Donald Mark Eigler原子书法原子书法 原子结构的探索之路 质量数 核素 同位素同位素4123学学 习习 目目 标标1化学史话化学史话100年年 我坚持奋战五十余年，致力于科学我坚持奋战五十余年，致力于科学的发展。用一个词可以道出我最艰辛的的发展。用一个词可以道出我最艰辛的工作特点，这个词就是工作特点，这个词就是“失败失败”。汤姆孙汤姆孙化学史话化学史话化学史话化学史话100年年汤姆生原子模汤姆生原子模型型 化学史话化学史话汤姆生和卢瑟福汤姆生和卢瑟福师生俩在交谈师
3、生俩在交谈化学史话化学史话+ +原子核原子核 化学史话化学史话实验室中的卢瑟福实验室中的卢瑟福1908年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖 卢瑟福发牢骚说，他搞了一辈子物理学，却在几天之内变成卢瑟福发牢骚说，他搞了一辈子物理学，却在几天之内变成一个化学家了，这是我一生中绝妙的一次玩笑一个化学家了，这是我一生中绝妙的一次玩笑！ 化学史话化学史话 核外电子的运动是分核外电子的运动是分层的，电子在层的，电子在每一层每一层中的中的某个区域某个区域内运动。内运动。原子核原子核电子层电子层1道尔顿道尔顿 核式原子结构模型核式原子结构模型 玻尔玻尔 量子力学量子力学 原子中含有带电的粒子，为何原子原子中含有带电的粒
4、子，为何原子不显电性不显电性？原子原子原子核原子核电子电子质子质子中子中子带一个单位带一个单位电荷电荷带一个单位带一个单位电荷电荷不带电不带电质子数质子数( (Z) )核电荷数核外电子数核电荷数核外电子数 对对原子原子而言而言战争狂人美梦灭战争狂人美梦灭 1942年年2月的一天清晨，当纳粹德国满载重水的月的一天清晨，当纳粹德国满载重水的“开特罗开特罗”号火轮渡船正准备横渡挪威的廷斯佐湖的时候，突然一声低沉号火轮渡船正准备横渡挪威的廷斯佐湖的时候，突然一声低沉的爆炸声自甲板下传出来，船身立即倾斜，的爆炸声自甲板下传出来，船身立即倾斜，5分钟后便沉入湖底。分钟后便沉入湖底。 船上装载的被战争狂人希
5、特勒视为无价之宝的船上装载的被战争狂人希特勒视为无价之宝的顷刻间也顷刻间也溶入茫茫湖水。溶入茫茫湖水。 使希特勒梦想制造第一枚原子弹的计划彻底破灭。使希特勒梦想制造第一枚原子弹的计划彻底破灭。 2H2O1H2O2构成原子微粒构成原子微粒电子电子原子核原子核质子质子中子中子电量电量1.61019C1.61019C0质量质量/ /kg9.10910311.67310271.6751027相对质量相对质量1/1 836 1.0071.008 原子质量很小，使用不方便，人们采取了什么方式来原子质量很小，使用不方便，人们采取了什么方式来表示？表示？ 你知道吗你知道吗? ? Ar=Z1.007N1.008
6、=ZN2将原子核内所有的将原子核内所有的质子质子和和中子中子的的相对质量取相对质量取整数整数，加起来所得的数值加起来所得的数值 AXZAXAZ元素符号元素符号质量数质量数 核电荷数核电荷数 （核内质子数）（核内质子数） 含义：代表一个质量数为含义：代表一个质量数为A、质子数为、质子数为Z的原子的原子。2将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得的数值加起来所得的数值 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Z 个个（AZ）个个Z 个个组成原子的粒子间关系请完成下表：请完成下表：核符号核符号质子数质子数( (Z) )中子数中子数
7、( (N) ) 电子数电子数( (e) ) 质量数质量数( (A) ) 161735161632181717201837请你试一试请你试一试 核磁共振（核磁共振（NMR）技术已广泛应用于复杂分子结构）技术已广泛应用于复杂分子结构的测定和医学诊断等高科技领域。已知只有质子数或中子的测定和医学诊断等高科技领域。已知只有质子数或中子数为奇数的原子核有数为奇数的原子核有NMR现象。试判断下列哪种原子不现象。试判断下列哪种原子不能产生能产生NMR现象现象 ABCD学以致用学以致用A所含质子数为所含质子数为AnB所含中子数为所含中子数为AnC所含电子数为所含电子数为ZnD质量数为质量数为AZ 某微粒用某微
8、粒用 表示，下列关于该微粒的叙述正表示，下列关于该微粒的叙述正确的是确的是考考你自己重水与普通水看起来十分相像，是无臭无味的液体。重水与普通水看起来十分相像，是无臭无味的液体。重水与普通水有何不同？重水与普通水有何不同？ 普通水能够滋养生命，培育万物，而重水则不能使种子发芽。普通水能够滋养生命，培育万物，而重水则不能使种子发芽。人和动物若是喝了重水，还会引起死亡。人和动物若是喝了重水，还会引起死亡。 重水的特殊价值体现在原子能技术应用中。制造威力巨大重水的特殊价值体现在原子能技术应用中。制造威力巨大的核武器，就需要重水来作为原子核裂变反应中的减速剂，作的核武器，就需要重水来作为原子核裂变反应中
9、的减速剂，作中子的中子的。密度密度1.056 gcm3重水与普通水有何不同？重水与普通水有何不同？1.000 gcm3沸点沸点101.42100冰点冰点3.803010203中学时代的查德威克并未显现出过人天赋。他沉默寡言，成中学时代的查德威克并未显现出过人天赋。他沉默寡言，成绩平平，但坚持自己的信条：绩平平，但坚持自己的信条：会做则必须做对，一丝不苟；会做则必须做对，一丝不苟；不会做又没弄懂，绝不下笔。不会做又没弄懂，绝不下笔。因此他有时不能按期完成物理因此他有时不能按期完成物理作业。而正是他这种不骛虚荣、实事求是、作业。而正是他这种不骛虚荣、实事求是、“驽马十驾，功驽马十驾，功在不舍在不舍
10、”的精神，使他在科学研究事业中受益一生。的精神，使他在科学研究事业中受益一生。学习一些科学家在研究中发现，原子核的正电荷数与它一些科学家在研究中发现，原子核的正电荷数与它的质量居然不相等！也就是说，原子核除去含有带的质量居然不相等！也就是说，原子核除去含有带正电荷的质子外，还应该含有其他的粒子。那么，正电荷的质子外，还应该含有其他的粒子。那么，那种那种“其他的粒子其他的粒子”是什么呢？他解决了这一物理是什么呢？他解决了这一物理难题，发现那种难题，发现那种“其他的粒子其他的粒子”是是“中子中子”。成就19351935年诺贝尔物理学奖。年诺贝尔物理学奖。荣誉化学趣史化学趣史查得维克查得维克同一元素
11、的原子，其质子数相同，那么其中子数是否也相同？同一元素的原子，其质子数相同，那么其中子数是否也相同？都是中子惹的祸都是中子惹的祸原子原子名称名称 符号符号1H 11H 21H3氕氕(pie)(pie)氘氘( (daodao) ) 氚氚(chuan)(chuan)重氢重氢超重氢超重氢HDT1972年马王堆古尸年马王堆古尸1972年年马王堆马王堆女尸女尸 炸炸广广岛岛的的原原子子弹弹小小男男孩孩一定一定_和一定和一定_每种原子都有：每种原子都有：3具有一定数目具有一定数目和一定数目和一定数目的一种的一种原子原子每种原子就是一每种原子就是一原子的“孪生兄弟”同位素3010203少年时就立志将来作一位
12、有成就的科学家，为此，从少年时就立志将来作一位有成就的科学家，为此，从小学到大学他都努力学习，学习成绩年年优秀，还曾小学到大学他都努力学习，学习成绩年年优秀，还曾多次获得奖学金，多次获得奖学金，1898年，他以荣获一级荣誉学位的年，他以荣获一级荣誉学位的优异成绩毕业于牛津大学。优异成绩毕业于牛津大学。学习索迪刚出校门不久，就很幸运地成为卢瑟福的助手。索迪刚出校门不久，就很幸运地成为卢瑟福的助手。 1910年提出了一个著名的概念年提出了一个著名的概念。由于他对现。由于他对现代化学和物理学发展的卓越贡献，他的名字将永远和代化学和物理学发展的卓越贡献，他的名字将永远和同同位素位素联系在一起。联系在一
13、起。 成就19211921年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。荣誉化学趣史化学趣史查得维克查得维克索迪索迪 1910年提出了一个著名的概念。年提出了一个著名的概念。1921年年获得了获得了诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖 化学趣史化学趣史 19世纪、世纪、20世纪之交发生的物理因此而生长出一批富有活力的新学科，世纪之交发生的物理因此而生长出一批富有活力的新学科，促成了一系列新技术和新的实验手段的出现，揭开了现代自然科学的序幕，促成了一系列新技术和新的实验手段的出现，揭开了现代自然科学的序幕，在这场伟大的科技革命中，一些化学家也建立了永载史册的业绩，卢瑟福、在这场伟大的科技革命中，一些化学家也建立了永载史册
14、的业绩，卢瑟福、居里夫人、索迪就是其中的代表。居里夫人、索迪就是其中的代表。1913年年发现了放射性元素的位移规律，为放射化学、核物发现了放射性元素的位移规律，为放射化学、核物理学这两门新学科的建立奠定了重要基础。理学这两门新学科的建立奠定了重要基础。核素核素_相同相同_不同不同质子数质子数中子数中子数3概念概念质子数质子数相同相同 而而中子数中子数不同的不同的 核素核素 互称为同位素互称为同位素O816O817O8183概念概念说明说明质子数相同质子数相同 而中子数不同的而中子数不同的 核素核素 互称为同位素互称为同位素O816O817O818并非所有的元素都有同位素并非所有的元素都有同位素
15、Na、Al、F等没有等没有 同位素分离器同位素分离器 1934年年尤里尤里因发现因发现重氢重氢而获得而获得1934年年诺贝尔化学奖诺贝尔化学奖 吉奥克吉奥克首先发现了自然界的氧有首先发现了自然界的氧有16O、17O、18O三种同位素三种同位素 化学史话化学史话同位素同位素氢元素氢元素核素核素1核素核素n同位素同位素元素元素同位素同位素两特征两特征同一元素的各同位素的同一元素的各同位素的化学性质化学性质几乎相同几乎相同天然存在的元素里，不论是游离态还是化合态，天然存在的元素里，不论是游离态还是化合态，各同位素原子所占各同位素原子所占原子的百分比一般是不变的原子的百分比一般是不变的。3.3 三关系
16、三关系3020103数量关系数量关系质量关系质量关系电性关系电性关系Rm：eZm Rn：eZn 3.4 应用应用3利用放射性利用放射性医学诊断、检查金医学诊断、检查金属有无沙眼或裂纹属有无沙眼或裂纹利用核反应能量利用核反应能量原子弹、核潜艇原子弹、核潜艇利用示踪性利用示踪性古董鉴定、测定年代、化学分析古董鉴定、测定年代、化学分析 如下是四位同学学习原子结构知识后，对这节内容如下是四位同学学习原子结构知识后，对这节内容的认识，你认为不正确的是的认识，你认为不正确的是 你学会了吗？你学会了吗？ “玉兔玉兔”号月球车用号月球车用 作为热源材料。下列关于作为热源材料。下列关于Pu的说法正确的是的说法正
17、确的是 A 与与 互为同位素互为同位素 B 与与 为两种元素为两种元素 C 与与 具有完全相同的化学性质具有完全相同的化学性质 D 与与 具有相同的最外层电子数具有相同的最外层电子数成功体验成功体验 原子、元素、核素、同位素等都是重要的化学基原子、元素、核素、同位素等都是重要的化学基本概念。下列八种化学符号：本概念。下列八种化学符号： 、 、 、 、 、 、 、 。（1）涉及到的核素共有）涉及到的核素共有_种。种。（2）互为同位素的是）互为同位素的是_和和_。（3）质量数相等，但不能互称为同位素的是）质量数相等，但不能互称为同位素的是_和和_。（4）中子数相等，但质子数不相等的是）中子数相等，
18、但质子数不相等的是_和和_。8看我七十二变看我七十二变以下说法中，正确的是以下说法中，正确的是_ 标准状况下，标准状况下，22.4 L DT含中子数为含中子数为2NA 20 g重水（重水（D2O）中的中子数为）中的中子数为8NA 常温常压下，常温常压下，18.0 g 重水（重水（D2O）所含的电子数）所含的电子数约为约为106.021023 12 g 13C含有的中子数为含有的中子数为7NA 9 g水含质子数为水含质子数为5NA 1 mol 核素，含有核素，含有235NA个中子个中子看谁做得既准又快看谁做得既准又快这节课我学到了什么？这节课我学到了什么？（用一句话表示用一句话表示）还有什么疑问
19、？还有什么疑问？道尔顿道尔顿原子实模型原子实模型葡萄干面包式葡萄干面包式原子模型原子模型核式核式原子模型原子模型电子分层排布电子分层排布模型模型原子四种模型原子四种模型原子的组成和质量数原子的组成和质量数元素、核素、同位素元素、核素、同位素元素元素核素核素1核素核素n具有一定数目的具有一定数目的质子质子和一定数目的和一定数目的中子中子的一种原子的一种原子质子数质子数相同，相同，中子数中子数不同的同一元素的不同核素的不同的同一元素的不同核素的互称互称具有相同的具有相同的核电荷数核电荷数的同一类原子的总称的同一类原子的总称一种元素可能有多种不同的核素一种元素可能有多种不同的核素 1( (2014江
20、苏江苏) ) 质子数为质子数为35、中子数为、中子数为45的溴原子：的溴原子： 2( (2013江苏江苏) )中子数为中子数为146、质子数为、质子数为92的铀的铀( (U) )原原子：子： 3( (2012江苏江苏) )中子数为中子数为20的氯原子：的氯原子： 4( (2011江苏江苏) )质子数为质子数为53、中子数为、中子数为78的碘原子：的碘原子：请判断以下说法是否正确？请判断以下说法是否正确？5（2019江苏）江苏）中子数为中子数为18的氯原子：的氯原子：考考你自己考考你自己 碳碳12、碳碳13与氧与氧16、氧氧17、氧氧18，五种核素可组成多少种二氧化碳？五种核素可组成多少种二氧化碳？考考你的智慧考考你的智慧孙先辉制作
