原子結構和相對原子質量教案

1、個性化教案1.2 原子結構和相對原子質量適用學科化學適用年級高一適用區(qū)域通用課時時長（分鐘）120知識點1. 原子的構成2. 元素、核素、同位素的含義3. 相對原子質量教學目標1. 知道原子構成的初步知識；2. 知道元素符號角標的意義；3. 知道構成原子的粒子間的關系；4. 知道同位素的概念及其應用，能區(qū)別同位素和同素異形體；5. 加深對相對原子質量概念的理解，明確元素的相對原子質量與同位素的相對原子質量的關系和區(qū)別；6. 學會十字交叉法在化學計算中的應用。教學重點1. 構成原子的粒子間的關系；2. 同位素的概念；3. 元素的相對原子質量教學難點1. 同位素的概念；2. 元素的相對原子質量及其

2、計算。教學過程 一、復習預習從古代希臘哲學家留基伯和德謨克利特的樸素原子說到現(xiàn)代量子力學模型，人類思想中的原子結構模型經(jīng)過多次演變，給我們多方面的啟迪。1. 道爾頓提出的近代原子學說的觀點有哪些？2. 湯姆孫提出原子的葡萄干面包模型的理論依據(jù)是什么？3. 射性是什么？4. 盧瑟福提出的行星模型是以經(jīng)典電磁學為理論基礎，主要內容有哪些？ 原子是化學變化中的最小微粒。同種原子的性質和質量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何構成的呢? 二、知識講解考點/易錯點1.原子的構成（1）原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成的，原子核又是由帶正電的質子和不帶電的中子構成的。 （2）經(jīng)

3、測定，一個質子帶一個單位正電荷，一個電子帶一個單位負電荷。（3）由于整個原子不帶電性，所以在原子中：核電荷數(shù)=質子數(shù)=核外電子數(shù) 注意：（1）并不是所有原子都是由質子、中子和電子構成的。（重視化學中的一般性和特殊性） （2）中子數(shù)不一定等于質子數(shù)。（3）元素周期表中的原子序數(shù)等于質子數(shù)。 考點/易錯點2.原子的質量，相對原子質量，質量數(shù)（1）原子的質量很小，一般不采用原子的實際質量而用原子的相對質量。相對原子質量的概念是：以一個12C原子(核內有6個質子和6個中子)質量的1/12（1.661 X10-27 kg）作為標準，其它原子的質量和它相比較所得的數(shù)值。相對原子質量 = 某原子的實際質量/

4、12C 原子的質量×1/12(2)構成原子的粒子及其性質構成原子的粒子 電子質子中子電性和電量1個電子帶一個單位負電荷1個質子帶一個單位正電荷不顯電性 質量/kg9.109X10-311.673X10-27 1.675X10-27相對質量1/18361.007 1.008由上表可見：原子的質量集中在原子核上。(3)質量數(shù):將原子核內所有的質子和中子的相對質量取近似整數(shù)值加起來，所得的數(shù)值，叫質量數(shù)。質量數(shù)(A)= 質子數(shù)(Z)+ 中子數(shù)(N)（4）表示原子組成的一種方法XAZ元素符號質 量 數(shù) 核 電 荷 數(shù) （核內質子數(shù)） 考點/易錯點3 元素、核素、同位素（1）元素：具有相同核電

5、荷數(shù)（即質子數(shù)）的同一類原子的總稱。（2）核素：具有一定質子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。（3）同位素: 質子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一種元素的原子互稱為同位素。如：11H、21H、31H（4）元素、同位素、同素異形體的比較元 素同 位 素同 素 異 形 體定 義 對 象廣義的原子 原 子單 質定 義具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總稱質子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素的原子由同種元素組成的結構和性質不同的單質實 例11H、21H、31H金剛石與石墨 氧氣與臭氧區(qū)別與聯(lián)系1、聯(lián)系：同位素屬于同一元素的原子； 同素異形體由同一元素的原子構成。2、區(qū)別：同位素有1800余種，元素只有112種。注意：同位素的

6、化學性質相同，但相對質量不同； 天然存在的各同位素原子，他們所占的原子個數(shù)百分率是保持不變的； 并不是所有的元素都有同位素。（5） 同位素的應用：十分廣泛，普遍應用于探測器件缺陷、糧食育種、保存食物、醫(yī)療疾病、研究化學反應、考古斷代等。 考點/易錯點4 同位素的相對原子質量、元素的相對原子質量、元素的近似相對原子質量 (1)原子質量：指原子的真實質量，也稱絕對質量，是通過精密的實驗測得的。如一個8O原子的質量為2.657X10-26kg，一個126C原子的質量為1.993×10-26kg等。 (2)相對原子質量，以12C原子質量的1/12(約為1.661×10-27 kg作

7、為標準，其他原子的質量跟它比較所得的值。(3)質量數(shù)：如果忽略原子中電子的質量，將原子核內所有的質子和中子的相對質量取近似整數(shù)值為1，則它們加起來的數(shù)叫質量數(shù)(為正整數(shù)值)。A=Z+N (4)同位素相對原子質量，各同位素原子的質量與126C原子的質量的1/12的比值。 一種元素有幾種同位素，就應當有幾種同位素原子量，如3517C1為34.969，3717Cl為36.966等。(5) 元素的相對原子質量：指該元素各種天然同位數(shù)原子所占的原子個數(shù)百分比與各同位素原子量乘積的加和，即： Ar=同位素原子量×原子個數(shù)百分比 =A×a%十B × b%十C × c%

8、十(6)元素的近似相對原子質量：指該元素各種天然同位素原子所占的原子個數(shù)百分比與各同位素質量數(shù)乘積的加和，即：Ar同位素質量數(shù)×原子個數(shù)百分比 A1×a%+A2×b%+A3×c%+ 考點/易錯點5 十字交叉法的原理及其在化學計算中的應用十字交叉法是有關二組分混合物計算中一種常見的巧解方法,它可以簡化解題過程、提高解題速度.十字交叉法的原理:A×a%+B×b%=(A+B)×c% 整理變形得:A/B=(c-b)/(a-c ) 可得如下十字交叉形式a c-b c b a-c對比,兩式不難看出:十字交叉關系中(c-b)/(a-c)為

9、組分A和組分B混合時的質量比.推廣到二組分混合體系中,當以一定質量的混合體系為基準所得十字交叉關系,其比值為質量比(例如,質量分數(shù)是以質量為基準);若有c-b比a-c的化學意義由平均值c決定,則比值就表示組分A中c-b和組分B中a-c所表示的量的比值.如c為質量或質量分數(shù),則(c-b)/(a-c)表示組分A和組分B溶液的質量之比.若c為密度,則(c-b)/(a-c)就表示組分A和組分B的溶液體積之比.若c為摩爾質量,則(c-b)/(a-c) 就表示組分A和組分B的物質的量比;此時可用十字交叉法求混合物中各組分的含量.三、例題精析【例題1】【題干】下表是幾種原子的構成原子種類質子數(shù)中子數(shù)核外電子

10、數(shù)氫101碳666氧888鈉111211氯171811從表中可以得出什么結論？【答案】1.不同種類的原子，質子數(shù)、電子數(shù)不同2.質子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)3.不是所有的原子都有中子的【解析】通過認識原子的構成，學會對數(shù)據(jù)的處理和一定的推理能力；答案是不固定的。 【例題2】 【題干】填表原子種類質子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)質量數(shù)氮7鎂12鉀39【答案】略【解析】根據(jù)原子中的二個等式推理:核電荷數(shù)=質子數(shù)=核外電子數(shù)和質量數(shù)(A)= 質子數(shù)(Z)+ 中子數(shù)(N)【例題3】 【題干】下列符號代表幾種元素？幾種原子？、 、 、【答案】5種元素，6種原子 【解析】元素的種類由質子數(shù)決定，而原子的種類由質子數(shù)

11、和中子數(shù)決定?！纠}4】【題干】已知氯元素有兩種同位素原子35Cl和37Cl，其中35Cl的相對原子質量是34.969,在自然界中的百分比是75.77%, 37Cl的相對原子質量是36.966，在自然界中的百分比是24.23%，分別計算Cl元素的相對原子質量和近似相對原子質量?！敬鸢浮緾l元素的相對原子質量: 34.969×75.77% + 36.966 ×24.23%=35.453Cl元素的近似相對原子質量:35 ×75.77% + 37 ×24.23%=35.4846【解析】根據(jù)元素的相對原子質量和近似相對原子質量和計算公式進行計算，注意不要混淆。【

12、例題5】 【題干】已知自然界中銥有兩種質量數(shù)分別為191和193的同位素,而銥的相對原子質量為192.22,求這兩種同位素原子個數(shù)比.【答案】以1 mol銥的相對原子質量為192.22為基準則十字交叉法如下：191Ir 191 0.78 199.22 191Ir / 193Ir = 0.78 / 1.22193Ir 193 1.22求得191Ir 與193Ir 物質的量比39/61 也是它們原子個數(shù)比.【解析】銥有二種同位素，符合十字交叉法計算的原理，可以根據(jù)十字交叉法進行計算。 四、課堂運用【基礎】 1. 根據(jù)元素的核電荷數(shù),不能確定的是( )A. 原子核內質子數(shù) B. 原子核內中子數(shù)C.

13、原子序數(shù) D. 原子核外電子數(shù)【答案】B 【解析】根據(jù) 原子序數(shù)=核電荷數(shù)=核內質子數(shù)=核外電子數(shù)，不能確定中子數(shù)。 2. 對HD說法正確的是 （ ） A、是單質 B、是化合物 C、是混合物 D、無法確定【答案】1.B , 2.A .【解析】H和D是氫元素的同位素，是同種元素的不同原子。根據(jù)單質的定義：由同種元素組成的純凈物是單質。所以HD應該屬于單質。 【鞏固】 1. 化學符號表示： 數(shù)為8， 數(shù)為16的 原子。【答案】質子數(shù)，質量數(shù)，氧【解析】弄清元素符號周圍數(shù)字的含義，左下角是質子數(shù)，左上角是質量數(shù)2. 下列說法中，正確的是（）A、原子的質量叫做相對原子質量B、同種原子，它們的質量數(shù)相同

14、，中子數(shù)也相同C、元素的相對質量就是原子的相對質量D、同種元素的原子，它們的中子數(shù)可能不相同【答案】BD .【解析】理解同位素、相對原子質量、元素的相對原子質量的概念。很明顯A、C錯，同種原子質子數(shù)，中子數(shù)都相同，B正確，同種元素的原子，因為存在同位素，所以中子數(shù)可能不同，D正確。 【拔高】 1. 放射性同位素可有效治療肝癌，該原子核內中子數(shù)與質子之差為（ ）A. 67 B. 166 C. 32 D. 99【答案】C【解析】根據(jù)質量數(shù)(A)= 質子數(shù)(Z)+ 中子數(shù)(N)，中子數(shù)=166-67=99，中子數(shù)-質子數(shù)=99-67=322. 1H216O、2H217O、3H218O、1H35Cl、

15、2H37Cl五種分子中共存在（ ）種元素，（ ）種原子。 A、3 B、 5 C、8 D、10【答案】 A , C【解析】質子數(shù)相同的原子是同種元素，質子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子時不同的原子。 課程小結 本節(jié)課主要學習了下列知識:1. 原子的結構，表示原子組成的符號；2.元素、核素、 同位素的概念；3.相對原子質量的 概念；4.原子中的幾個等式：原子序數(shù)=核電荷數(shù)=核內質子數(shù)=核外電子數(shù) ，質量數(shù)(A)= 質子數(shù)(Z)+ 中子數(shù)(N)；5. 十字交叉法在化學計算中的應用。課后作業(yè)【基礎】 1. 13C-NMR，15N-NMR(NMR表示核磁共振)可用于測定蛋白質、核酸等生物高分子的空間結構。下列

16、關于13C、15N的敘述中，正確的是（ ）A13C與15N有相同的中子數(shù) B13C與C60互為同素異形體C13C與14N有相同的中子數(shù) D15N的核外電子數(shù)與中子數(shù)相同【答案】C 【解析】在原子中：原子序數(shù)=核電荷數(shù)=核內質子數(shù)=核外電子數(shù) ，質量數(shù)(A)= 質子數(shù)(Z)+ 中子數(shù)(N)，同素異形體是由同種元素組成的不同單質。2下列屬于同位素的是（ ）A. H2O、D2O和T2O B. 40K和40Ca C. 金剛石和石墨 D. 16O和18O【答案】D【解析】根據(jù)同位素的定義：具有相同質子數(shù)不同中子數(shù)的原子判斷。A是三種水分子，B是二種質量數(shù)相同的不同元素的原子，C是二種同素異形體，D是氧元

17、素的二種同位素。3原子是由 構成的；原子核是由 構成的?！敬鸢浮吭雍撕秃送怆娮樱|子和中子【解析】原子的構成。4在化學符號中，A表示 ；Z表示 ?！敬鸢浮抠|量數(shù)，質子數(shù)【解析】根據(jù)原子的結構，表示原子組成的角標的意義：左下角是質子數(shù)，左上角是質量數(shù)。5具有相同 和不同 的同一種元素的原子互稱為同位素。【答案】質子數(shù)，中子數(shù)【解析】根據(jù)同位素的定義：具有相同質子數(shù)不同中子數(shù)的原子判斷。6. 鈉原子的質量數(shù)為23，中子數(shù)為12，那么它的核外電子數(shù)是_?！敬鸢浮?1【解析】在原子中：原子序數(shù)=核電荷數(shù)=核內質子數(shù)=核外電子數(shù) ，質量數(shù)(A)= 質子數(shù)(Z)+ 中子數(shù)(N)，計算可知。7. 氧原子的

18、質量數(shù)為16，質子數(shù)為8，那么它的中子數(shù)是_?！敬鸢浮?【解析】根據(jù)質量數(shù)(A)= 質子數(shù)(Z)+ 中子數(shù)(N)，計算可知。8.人類已發(fā)現(xiàn)100多種元素，決定元素種類的是原子核內的 ，同種元素原子核內含有相同的 數(shù)?！敬鸢浮抠|子數(shù)，質子。【解析】根據(jù)元素的定義：具有相同核電荷數(shù)（即質子數(shù)）的同一類原子的總稱。所以決定元素種類的是原子核內的質子數(shù)，同種元素原子核內含有相同的質子數(shù)?！眷柟獭?1. 1993年8月國際原子量委員會確認我國張青蓮教授測定的銻原子量(127.760)為標準原子量，已知銻有兩種以上天然同位素，則127.760是( )A.按照銻的各種天然同位素的質量數(shù)與這些同位素所占的原子

19、百分比計算出來的平均值B.按照銻的各種天然同位素的相對原子質量與這些同位素所占的原子百分比計算出來的平均值C.一個銻原子的質量與12C原子質量的112的比值D.銻元素的質量與12C原子質量的112的比值【答案】B【解析】元素的相對原子質量：指該元素各種天然同位數(shù)原子所占的原子個數(shù)百分比與各同位素原子量乘積的加和。127.760是銻元素的相對原子質量，所以應選B。2下列關于原子的幾種描述中，不正確的是( ) A. 18O與19F具有相同的中子數(shù) B. 16O與17O具有相同的電子數(shù)C. 12C與13C具有相同的質量數(shù) D. 15N與14N具有相同的質子數(shù)【答案】C【解析】同位素的中子數(shù)不同，質量數(shù)不同，質子數(shù)相同，電子數(shù)相同。3.原子的種類決定于原子核內的 和