1、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结构模型的演变原子结构模型的演变 1.19世纪初，英国科学家世纪初，英国科学家道尔顿道尔顿提出提出近代原子学说近代原子学说，他认为原子是微小，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。的不可分割的实心球体。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。道尔顿的原子学说：道尔顿的原子学说：同种元素的原子其质量、大小、性同种元素的原子其质量、大小、性质相同，不同元素的原子质量、大质相同，不同元素的原子质量、大小、性质不同。小、性质不同。不同元素的原子通过钩子相互结合成不同元素的原子通过钩子相互结合成化合物。化合物。在化
2、学反应中，原子既不会产生或在化学反应中，原子既不会产生或者消失，也不会改变，原子的种类者消失，也不会改变，原子的种类和数目保持不变。和数目保持不变。2.汤姆生阴极射线实验汤姆生阴极射线实验（1897）汤姆生的结论：汤姆生的结论：阴极射线由极小的带负电的电子组成。阴极射线由极小的带负电的电子组成。电子应该来自管中气体的原子内部或电子应该来自管中气体的原子内部或者金属电极中的原子内。者金属电极中的原子内。由于任何材料的射线之荷质比相同，由于任何材料的射线之荷质比相同，电子是所有原子内的一种基本粒子。电子是所有原子内的一种基本粒子。由于其荷质比很大，电子一定非常小由于其荷质比很大，电子一定非常小。1
3、897年，英国科学家年，英国科学家汤姆生汤姆生发现了电子。发现了电子。1904年提出年提出“葡萄干面包式葡萄干面包式”的原子结构的原子结构模型模型3.卢瑟福卢瑟福粒子散射实验粒子散射实验（1911）卢瑟福的结论：卢瑟福的结论：原子内大部分是空的，所以大多数原子内大部分是空的，所以大多数粒子得以穿过金箔。粒子得以穿过金箔。原子所有的正电荷和几乎全部质量原子所有的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即原子核。集中在一个很小的区域，即原子核。1911年英国物理学家年英国物理学家卢瑟福卢瑟福（汤姆生的（汤姆生的 学生）提出了带核的原子结构模型学生）提出了带核的原子结构模型4.1913年丹麦物理学
4、家年丹麦物理学家波尔波尔（卢瑟福的学生）（卢瑟福的学生）引入量子论观点，提出新的引入量子论观点，提出新的原子壳层结构原子壳层结构 模型模型波尔的原子模型 玻尔通过光谱研究后认为：电子在原子核外空间玻尔通过光谱研究后认为：电子在原子核外空间内的一系列稳定的轨道上绕核作高速运动。内的一系列稳定的轨道上绕核作高速运动。5.1926年年海森伯海森伯（玻尔的学生）（玻尔的学生）等提出了原子的等提出了原子的量量子力学子力学模型。即用模型。即用量子力学方法量子力学方法 描述描述核外电子的运动核外电子的运动电子云模型电子云模型氢原子电子云模型图1990年诺贝尔物理学奖获得者年诺贝尔物理学奖获得者 弗里德曼弗里
5、德曼 肯德尔肯德尔 泰勒泰勒美国斯坦福大学的直线加速器中心美国斯坦福大学的直线加速器中心 6.1967年三位科学家用年三位科学家用此加速器进行实验最终此加速器进行实验最终证明了夸克的存在证明了夸克的存在.启示启示:人类对原子结构认识的逐渐深入，都是建立在人类对原子结构认识的逐渐深入，都是建立在实验研究基础上的，实验是揭示原子结构的重实验研究基础上的，实验是揭示原子结构的重要手段。要手段。汤姆生、卢瑟福、玻尔、海森伯四代师生都是汤姆生、卢瑟福、玻尔、海森伯四代师生都是诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的“定论定论”，不迷信权威，向自己的恩师挑战，不迷信
6、权威，向自己的恩师挑战，为科学的发展作出了重要贡献。在他们的身上为科学的发展作出了重要贡献。在他们的身上闪烁着科学探索精神的光辉！闪烁着科学探索精神的光辉！观察上面几种原子的核外电子排布：观察上面几种原子的核外电子排布：1 1、请画出请画出NaNa、MgMg、O O、ClCl元素原子的结构示意图。元素原子的结构示意图。2 2、解释、解释HeHe、NeNe、ArAr化学性质稳定的原因？化学性质稳定的原因？稀有气体最外层是稀有气体最外层是2 2个或个或8 8个，达到稳定结构。个，达到稳定结构。观察与思考观察与思考问题解决问题解决 Mg+128 22 O +862+1282Mg2+882O2-MgM
7、g2+2+O O2-2-提出观点：提出观点：请从原子结构角度提出可能的观点：解请从原子结构角度提出可能的观点：解释镁原子与氧原子形成氧化镁的过程。释镁原子与氧原子形成氧化镁的过程。实验证实：实验证实：原子最外层的电子数小于原子最外层的电子数小于8个时，在化学反应中总个时，在化学反应中总是得到或失去电子而达到最外层是得到或失去电子而达到最外层8电子的稳定结构。电子的稳定结构。l在在MgOMgO和和NaClNaCl的形成过程中，原子核有没有变化？的形成过程中，原子核有没有变化？什么粒子在变化？什么粒子在变化？交流与讨论交流与讨论 Mg+128 22 O +862+1282Mg2+882O2-MgM
8、g2+2+O O2-2-l分析分析NaClNaCl、MgOMgO中各元素的化合价，找出化合价与中各元素的化合价，找出化合价与得失电子的数目的关系。得失电子的数目的关系。l分析分析MgOMgO和和NaClNaCl形成过程的电子得失情况，又能得形成过程的电子得失情况，又能得出什么结论呢？出什么结论呢？(小结小结)原子结构与性质的关系原子结构与性质的关系1.1.金属元素原子最外层一般有金属元素原子最外层一般有1 1 3 3电子，在反应中电子，在反应中 易失去电子，形成与稀有气体元素原子相同的易失去电子，形成与稀有气体元素原子相同的 电子层排布的阳离子（稳定结构）。电子层排布的阳离子（稳定结构）。2.
9、2.非金属元素原子最外层一般超过非金属元素原子最外层一般超过4 4个电子，在反个电子，在反 应中易得到电子，形成与稀有气体元素原子相应中易得到电子，形成与稀有气体元素原子相 同的电子层排布的阴离子（稳定结构）。同的电子层排布的阴离子（稳定结构）。3.3.原子核在反应中不发生变化，原子的最外层电子原子核在反应中不发生变化，原子的最外层电子 数可能发生变化，元素的化学性质取决于原子的数可能发生变化，元素的化学性质取决于原子的 最外层电子。最外层电子。4、化合价：、化合价：元素化合价与得失电子数目的关系：元素化合价与得失电子数目的关系：（1）金属元素为正化合价，失去电子的）金属元素为正化合价，失去电
10、子的数数 目即为化合价的数值。目即为化合价的数值。（2）非金属元素既可以为正化合价也可）非金属元素既可以为正化合价也可以为负化合价，活泼非金属元素的最低负以为负化合价，活泼非金属元素的最低负化合价的数值即为得到电子的数目。化合价的数值即为得到电子的数目。元素的主要化合价与原子的最外层电子数的关系元素的主要化合价与原子的最外层电子数的关系:1、活泼金属元素的化合价、活泼金属元素的化合价=原子最外层电子数原子最外层电子数2、活泼非金属元素的最高正化合价、活泼非金属元素的最高正化合价=最外层电子数最外层电子数非金属元素（非金属元素（H除外）：除外）：最高正化合价最高正化合价+最低负化合价的绝对值最低负化合价的绝对值 =8
