1、专题专题1化学家眼中的物质世界化学家眼中的物质世界第三单元第三单元 人类对原子结构的认识人类对原子结构的认识原子的构成原子的构成请大家结合初中学过的知识及教材请大家结合初中学过的知识及教材P27-28的短文，思考下列几个问题。的短文，思考下列几个问题。1、原子结构模型的演变经历了哪几个重要阶段？、原子结构模型的演变经历了哪几个重要阶段？2、用简洁的语言表达各阶段（道尔顿、汤姆生、用简洁的语言表达各阶段（道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔）对原子结构模型的认识特点？卢瑟福、玻尔）对原子结构模型的认识特点？3、请你谈谈从原子结构的演变得到什么启迪？、请你谈谈从原子结构的演变得到什么启迪？水由水分子组成水
2、由水分子组成食盐由离子构成食盐由离子构成它们由什么微粒构成？它们由什么微粒构成？铜由铜铜由铜原子原子构成构成原子原子2022-4-18 公元前公元前5世纪，古希腊哲学世纪，古希腊哲学家德谟克利特等人认为家德谟克利特等人认为 ：万万物是由大量的间断的、不可分物是由大量的间断的、不可分割的微粒构成的，即原子。原割的微粒构成的，即原子。原子的结合和分离是万物变化的子的结合和分离是万物变化的根本原因。根本原因。一、原子结构模型的演变一、原子结构模型的演变2022-4-18道道尔尔顿顿原原子子模模型型 19 19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的
3、不可分割的原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体实心球体2022-4-18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 汤姆生发现了电子汤姆生发现了电子(1897(1897年年) )汤姆生汤姆生汤姆生于汤姆生于19041904年提出葡萄干面包年提出葡萄干面包式模型式模型电子电子带正电带正电荷的物荷的物质质2022-4-18粒子散射实验 如何解释这个现象呢？如何解释这个现象呢？金箔金箔荧光屏荧光屏狭缝狭缝 粒子粒子 发射源发射源 2022-4-18英国科学家卢瑟福英国科学家卢瑟福E.Rutherford(1871-1937)E.Rutherford(1871-1937)卢瑟福
4、原子结构模型卢瑟福原子结构模型19111911年年2022-4-18玻尔原子轨道玻尔原子轨道模型模型2022-4-18电子云电子云现代量子力学学说现代量子力学学说电子的波粒二象性电子的波粒二象性感受精神感受精神 学习方法学习方法 分享知识分享知识历史的脚步历史的脚步 铭记这一刻铭记这一刻2500年前年前德谟克利特德谟克利特哲哲 学学 臆臆 测测 道尔顿道尔顿1803 所有物质都是由不可分割的原子构成。所有物质都是由不可分割的原子构成。 在化学反应中，原子种类和数目不变。在化学反应中，原子种类和数目不变。 同种元素的原子完全相同。同种元素的原子完全相同。 实心球模型实心球模型感受精神感受精神 学
5、习方法学习方法 分享知识分享知识历史的脚步历史的脚步 铭记这一刻铭记这一刻2500年前年前德谟克利特德谟克利特1803 道尔顿道尔顿 实心球模型实心球模型 汤姆生汤姆生葡萄干面包式葡萄干面包式1904哲哲 学学 臆臆 测测l发现原子中存在电子发现原子中存在电子l打破原子不可分的神话打破原子不可分的神话l提出葡萄干面包式模型提出葡萄干面包式模型感受精神感受精神 学习方法学习方法 分享知识分享知识历史的脚步历史的脚步 铭记这一刻铭记这一刻2500年前年前德谟克利特德谟克利特1803 道尔顿道尔顿实心球模型实心球模型 汤姆生汤姆生 葡萄干面包式葡萄干面包式1904哲哲 学学 臆臆 测测1911卢瑟福
6、卢瑟福l原子是由原子核和核外电子构成的原子是由原子核和核外电子构成的l原子核带正电，电子带负电原子核带正电，电子带负电l电子围绕原子核做高速运动电子围绕原子核做高速运动 行星模型行星模型感受精神感受精神 学习方法学习方法 分享知识分享知识历史的脚步历史的脚步 铭记这一刻铭记这一刻2500年前年前德谟克利特德谟克利特1803道尔顿道尔顿实心球模型实心球模型汤姆生汤姆生葡萄干面包式葡萄干面包式1904卢瑟福卢瑟福行星模型行星模型1911玻玻 尔尔1913轨轨 道道 模模 型型哲哲 学学 臆臆 测测感受精神感受精神 学习方法学习方法 分享知识分享知识历史的脚步历史的脚步 铭记这一刻铭记这一刻2500
7、年前年前德谟克利特德谟克利特1803 道尔顿道尔顿 实心球模型实心球模型 汤姆生汤姆生 葡萄干面包式葡萄干面包式1904 卢瑟福卢瑟福 行星模型行星模型1911 玻玻 尔尔1913 轨轨 道道 模模 型型电子云模型电子云模型1926 许多人许多人哲哲 学学 臆臆 测测人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的想一想想一想 保持物质化学性质的最小微粒是保持物质化学性质的最小微粒是什么什么?它可以再分吗？它可以再分吗？ 化学变化中最小的微粒是什么化学变化中最小的微粒是什么?它可以再分吗？它可以再分吗？结论结论1： 在在原子原子中：中： 核电荷数核电荷数 = =
8、 质子数质子数 = = 核外电子数核外电子数 = =原子序数原子序数2022-4-18电子层离核由电子层离核由近及远近及远，能量由，能量由低到高低到高。K、L、M、N、O、P、Q电子层：根据电子能量的差异和通常运动离电子层：根据电子能量的差异和通常运动离核远近的不同可将电子分成不同的电子层。核远近的不同可将电子分成不同的电子层。二、原子核外电子排布二、原子核外电子排布 1 1、原子核外电子的分层排布、原子核外电子的分层排布电子层序数（电子层序数（n）1234567符号符号K L M N O P Q +12MgK层层L层层M层层由内到外由内到外2022-4-18二、原子核外电子排布二、原子核外电
9、子排布 +2He+18Ar+10Ne该电子层上该电子层上的电子的电子核电荷数核电荷数电子层电子层原子核原子核+1H+8O+12Mg2022-4-182 2、核外电子排布规律核外电子排布规律(3)(3)最外层最多不能超过最外层最多不能超过8 8个电子个电子(K(K层为最层为最外层时不能超过外层时不能超过2 2个个).).次外层最多不能超过次外层最多不能超过1818个个, ,倒数第三层最多不能超过倒数第三层最多不能超过3232个个. .(1) (1) 能量最低原理能量最低原理：即最先排：即最先排K K层，层，K K层排层排满后，再排满后，再排L L层。余下类推，这样排布整个层。余下类推，这样排布整
10、个原子能量最低。原子能量最低。(2)(2)每层上最多容纳的电子数为每层上最多容纳的电子数为2n2n2 2个个. . 为了为了形象、简单形象、简单的的表示原子的结构，人们就创表示原子的结构，人们就创造了造了“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。+18第第1层层第第2层层第第3层层K层层L层层M层层288原子核原子核原子核带正电原子核带正电核电荷数核电荷数该电子该电子层上的层上的电子电子原子核原子核+18Ar核电荷数核电荷数电子层电子层该电子层上的电子数该电子层上的电子数3、原子结构示意图、原子结构示意图1、请画出、请画出Na、Mg 、 O 、 Cl、Ne、Ar原子的结构
11、示意图。原子的结构示意图。2、请画出、请画出Na+、Al3+ 、 O2- 、 Cl-原子的结构示意图。原子的结构示意图。4 4、原子结构与元素性质的关系、原子结构与元素性质的关系（1 1）稳定结构稳定结构 原子最外层有原子最外层有8 8个电子个电子（HeHe为为2 2）处于稳定）处于稳定, ,既既不容易失去电子又不容易得到电子，即不容易失去电子又不容易得到电子，即（如：（如：HeHe、NeNe、ArAr等）等）（2 2）不稳定结构不稳定结构 原子容易失去电子或容易得到电子转化最外电原子容易失去电子或容易得到电子转化最外电子层上为子层上为8 8（有些为（有些为2 2）个电子的稳定结构。）个电子的
12、稳定结构。( (如：如：失去：失去： Na Na、MgMg、Al Al 得到：得到： F F、O O、ClCl) )+1182Na+1788 2Cl-NaNa+ + ClCl- - Na+118 12 Cl +178 72氯化钠的形成氯化钠的形成Mg +1222 8O +8622eMg2+122 8O2- +882Mg2O2-Mg +1222 8O +862Mg2+122 8O2- +882失去2个电子得到2个电子动脑时间动脑时间离子：质子数离子：质子数 = = 核外电子数核外电子数?阴离子阴离子：阳离子：阳离子：核外电子数核外电子数= =核电荷数核电荷数 - -电荷数电荷数核外电子数核外电子
13、数= =核电荷数核电荷数 + +电荷数电荷数结论结论2：元素化合价：失去的电子数元素化合价：失去的电子数= =正价数值，正价数值， 最高正价最高正价= =最外层电子数最外层电子数 得到的电子数得到的电子数= =负价数值负价数值动脑时间动脑时间离子：质子数离子：质子数 = = 核外电子数核外电子数?结论结论3：、活泼金属与活泼非金属反应时，、活泼金属与活泼非金属反应时，_容易失去电子，且只有正价，没有负价。而容易失去电子，且只有正价，没有负价。而_容易得到电子，使最外层都达到容易得到电子，使最外层都达到“_个电子的稳定结构个电子的稳定结构”；非金属既有正价又；非金属既有正价又有负价有负价元素的化
14、学性质主要由最外层电子数决定元素的化学性质主要由最外层电子数决定2、在化学反应过程中，、在化学反应过程中，_不发生变不发生变化，化，_会发生变化会发生变化。活泼金属活泼金属活泼非金属活泼非金属8原子核原子核原子的最外层电子数原子的最外层电子数1、用下面的结构示意图的字母填空：、用下面的结构示意图的字母填空：（1）属于金属原子的是）属于金属原子的是-；（2）属于非金属原子的是）属于非金属原子的是-；（3）属于离子结构示意图的是）属于离子结构示意图的是-；（4）具有稳定结构的是）具有稳定结构的是-。课堂检测：课堂检测：ABCC2022-4-18原子原子中子中子质子质子核外电子核外电子原子核原子核三
15、、原子核的组成三、原子核的组成 ( (一一) )原子组成原子组成( (带一个单位带一个单位正电荷正电荷) )( (带一个单位带一个单位负电荷负电荷) )( (不带不带电荷电荷) )( (带带正电正电) )( (呈呈电中性电中性) )原子核的体积只占原子体积的原子核的体积只占原子体积的几百万亿分之一几百万亿分之一；原子的质量主要集中在原子的质量主要集中在原子核原子核上。上。2022-4-18构成原子的粒子间的关系：构成原子的粒子间的关系：质子数质子数= =核电荷数核电荷数= =核外电子数核外电子数= =原子序数原子序数阳离子阳离子: :阴离子阴离子: :质子数质子数 = = 核外电子数核外电子数
16、 + + 电荷数电荷数质子数质子数 = = 核外电子数核外电子数 - - 电荷数电荷数2022-4-18质量数质量数( (A A)=)=质子数质子数( (Z Z) + ) + 中子数中子数( (N N) )S)X(3216AZ元素符号元素符号质量数质量数质子数质子数( (二二) )质量数质量数质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得数值质量取整数，加起来所得数值2022-4-18原子核原子核核外电子核外电子原子原子中子中子质子质子Z个个Z个个N=(AZ)个个XAZ2022-4-18O81622- 2离子电荷离子电荷原子个数原子个数质
17、量数质量数质子数质子数化化合合价价2022-4-18据 最 新 报 道 ， 放 射 性 同 位 素据 最 新 报 道 ， 放 射 性 同 位 素钬钬 ，可有效治疗肝癌，该，可有效治疗肝癌，该同位素原子核内的中子数与核外同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是电子数之差是( )A.32 B.67C.99 D.166Ho16667A学以致用学以致用用用AZX表示原子：表示原子：1.求中性原子的中子数：求中性原子的中子数：N= 2.求阴离子的中子数，求阴离子的中子数，AXn-共有共有x个电子，则个电子，则N= 3.求阳离子的中子数，求阳离子的中子数，AXn+共有共有x个电子，则个电子，则N= 4.求
18、中性分子或原子团的中子数，求中性分子或原子团的中子数，1H216O分子中，分子中，N= A-ZA-X+nA-X-n0+8=8在离子在离子RORO3 3n-n-中，共有中，共有x x个核外电子，个核外电子，R R原子的质量数为原子的质量数为A A，则，则R R原子核内含原子核内含有的中子数为有的中子数为( () )A AA Ax xn n48 48 B BA Ax xn n2424C CA Ax xn n24 24 D DA Ax xn n2424课堂检测：课堂检测：B 动动手动动手原子原子质子数质子数 Z中子数中子数 N 质量数质量数 A相对原子质量相对原子质量F91018.998Na1112
19、22.990Al131426.98219 23 27质量数质量数=原子的近似相对原子质量原子的近似相对原子质量注意：只是数值上相等，但意义不一样注意：只是数值上相等，但意义不一样粒子符粒子符号号质子数质子数中子数中子数 质量数质量数用用AZX表示表示O818S1632Ar1822Cl3517ClH11H10188O163216S0114018354018Ar17小试牛刀小试牛刀比比 较较8O 8 O探究讨论探究讨论1、它们属于同一种元素吗、它们属于同一种元素吗?2、它们是同一种原子吗、它们是同一种原子吗?1816核组成核组成质子数质子数中子数中子数质量数质量数 学学 名名 俗俗 称称 1 1
20、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，指出它们之间的关系。试比较三种原子的异同，指出它们之间的关系。质子数相同质子数相同中子数不同，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元素：元素：具有相同质子数的同一类原子的总称具有相同质子数的同一类原子的总称同位素：同位素：质子数相同而中子数不同的核素质子数相同而中子数不同的核素8 8 O ,O ,16 16 8 8 O ,O ,17178 8 O O1818核素：核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子具有一定质子数和一定中子数的一种原子1 1H ,
21、H ,1 11 1H , H , 2 21 1H H3 3氕氕( (H)，氘，氘( (D) )，氚，氚( (T) )（三）同位素（三）同位素 小小 结结 核素核素1核素核素2同位素同位素元元 素素常见的同位素常见的同位素126C 136C 146C11H 21H 31H 氕氕 氘氘 氚氚D T23492U 23592U 23892U 制造氢弹制造氢弹同位素的性质：同位素的性质：1.同一元素的各种同位素质量数不同，同一元素的各种同位素质量数不同，物理性质不同，物理性质不同，化学性质化学性质几乎完全相几乎完全相同。同。2.天然存在的某种元素里，不论是游天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，
22、各种同位素所占的离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比原子个数百分比一般是不变的。一般是不变的。 同素异形体：同种元素组成的不同的单同素异形体：同种元素组成的不同的单质称为同素异形体质称为同素异形体. . 同位素和同素异形体考虑的对象不同同位素和同素异形体考虑的对象不同, ,同位素的范畴是原子同位素的范畴是原子, ,同素异形体的范畴同素异形体的范畴是单质是单质. . 小试牛刀小试牛刀 红磷和白磷、红磷和白磷、 12C和和13C、氧气和臭氧、氧气和臭氧、石墨和金刚石、石墨和金刚石、16O和和18O 、32S和和34S、下面哪些互为同位素？下面哪些互为同位素？1H、2H、3H、H、H2是是
23、( )A、氢的五种同位素、氢的五种同位素B、五种氢元素、五种氢元素C、五种不同氢原子、五种不同氢原子D、氢元素的五种不同粒子、氢元素的五种不同粒子D 说明说明自然界中大多数元素都有同位素自然界中大多数元素都有同位素,目前已知的元目前已知的元素有素有118种种,但同位素已发现但同位素已发现2000多种多种.元素种类元素种类由质子数决定由质子数决定,同位素由质子数同位素由质子数,中子数共同决中子数共同决定定.同一元素的各种同位素的原子同一元素的各种同位素的原子,化学性质几化学性质几乎完全相同乎完全相同,在周期表中处于同一位置在周期表中处于同一位置.许多元素都具有同位素，那该元素的许多元素都具有同位
24、素，那该元素的相对原子量该如何计算呢？相对原子量该如何计算呢？ ClCl元素有元素有35351717ClCl和和37371717ClCl两种天然、稳定的两种天然、稳定的同位素，其中同位素，其中35351717ClCl所占的原子数目百分所占的原子数目百分比为比为 75.77%,Ar75.77%,Ar（ 35351717Cl Cl ）=34.969=34.969； 37371717ClCl所占的原子数目百分比为所占的原子数目百分比为24.23%24.23%， ArAr（ 37371717Cl Cl ）=36.966=36.966，则，则ClCl元素的平均元素的平均相对原子质量为多少？相对原子质量为
25、多少？Ar(Cl)=34.969 75.77% + 36.966 24.23%=35.453总结总结在在原子原子中中:核电荷数核电荷数=质子数质子数= 核外电子数核外电子数 = 原子序数原子序数质量数质量数(A) = 质子数质子数 (Z)+ 中子数中子数(N)质量数质量数=原子的近似相对原子质量原子的近似相对原子质量元元素素核素核素1核素核素2同同位位素素XAZ 原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基本概念，原子的构成属于重要的化学基本理论，下列本概念，原子的构成属于重要的化学基本理论，下列八种化学符号八种化学符号：11H 21H 146C 63Li 2311Na 147N 73Li 2412Mg （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，但质子数不相等的是（ ）和）和（ ）【随堂练习练习】146C82412Mg 21H 11H 63Li 73Li 147N2311Na
