人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)

1、思考：思考：化學(xué)在什么層次上研究物質(zhì)？化學(xué)在什么層次上研究物質(zhì)？ 第三單元 人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)第一節(jié)第一節(jié) 原子結(jié)構(gòu)模型的演變?cè)咏Y(jié)構(gòu)模型的演變 公元前5世紀(jì)，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為 ： 萬物是由大量的不可分割的微粒構(gòu)成的，即原子。最早的猜想、最樸素的原子思想最早的猜想、最樸素的原子思想科學(xué)原子模型的演變歷史科學(xué)原子模型的演變歷史1803 道爾頓道爾頓1904 湯姆生湯姆生1911 盧瑟福盧瑟福1913 波爾波爾1926 薛定諤薛定諤粒子散射實(shí)驗(yàn)粒子散射實(shí)驗(yàn) 如何解釋這個(gè)現(xiàn)象呢？如何解釋這個(gè)現(xiàn)象呢？金箔金箔熒光屏熒光屏狹縫狹縫 粒子粒子 發(fā)射源發(fā)射源 英國科學(xué)家盧瑟福英國科學(xué)家盧瑟福E

2、.Rutherford(1871-1937)E.Rutherford(1871-1937)l玻爾原子模型玻爾原子模型（又稱（又稱軌軌道道模型）：當(dāng)原子只有模型）：當(dāng)原子只有一個(gè)電子一個(gè)電子時(shí)，電子沿時(shí)，電子沿特特定球形軌道定球形軌道運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)原運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)原子有子有多個(gè)電子多個(gè)電子時(shí)，它們時(shí)，它們將分布將分布在多個(gè)球殼中繞在多個(gè)球殼中繞核運(yùn)動(dòng)核運(yùn)動(dòng)。l不同的電子運(yùn)轉(zhuǎn)軌道是不同的電子運(yùn)轉(zhuǎn)軌道是具有一定級(jí)差的穩(wěn)定軌具有一定級(jí)差的穩(wěn)定軌道。道。 電子的波粒二象性 電子云模型電子云模型 電子云電子云現(xiàn)代量子力學(xué)學(xué)說現(xiàn)代量子力學(xué)學(xué)說 l現(xiàn)代科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，電子在原現(xiàn)代科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，電子在原子核周

3、圍有的區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)多，有的子核周圍有的區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)多，有的區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)少，就像區(qū)域出現(xiàn)的次數(shù)少，就像“云霧云霧”籠罩籠罩在原子核周圍。因而提出了在原子核周圍。因而提出了“電子云模電子云模型型”。l電子云電子云密度大密度大的地方，表明電子在核外的地方，表明電子在核外單位體積內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多單位體積內(nèi)出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多，反之，出現(xiàn)，反之，出現(xiàn)的機(jī)會(huì)少。的機(jī)會(huì)少。電子云電子云 模型模型道爾頓道爾頓湯姆生湯姆生盧瑟福盧瑟福玻爾玻爾量子力學(xué)量子力學(xué)年代年代18031904191119131926依據(jù)依據(jù)元素化元素化合時(shí)的合時(shí)的質(zhì)量比質(zhì)量比例關(guān)系例關(guān)系發(fā)現(xiàn)電發(fā)現(xiàn)電子子粒子散粒子散射射氫原子光氫原子光譜譜近代

4、科學(xué)近代科學(xué)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)主要主要內(nèi)容內(nèi)容原子是原子是不可再不可再分的實(shí)分的實(shí)心小球心小球葡萄干葡萄干面包式面包式行星模型行星模型軌道式原軌道式原子模型子模型量子力學(xué)量子力學(xué)原子結(jié)構(gòu)模型的演變過程給我們的啟迪原子結(jié)構(gòu)模型的演變過程給我們的啟迪(1) (1) 化學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)展過程中的繼承、積累、突化學(xué)認(rèn)識(shí)發(fā)展過程中的繼承、積累、突破和革命。破和革命。(2) (2) 實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)方法是科學(xué)研究的一種重要方法，是科學(xué)研究的一種重要方法，實(shí)驗(yàn)手段的不斷進(jìn)步是化學(xué)科學(xué)的關(guān)鍵；實(shí)驗(yàn)手段的不斷進(jìn)步是化學(xué)科學(xué)的關(guān)鍵；模模型法型法可以把事物抽象的本質(zhì)具體化，但并不可以把事物抽象的本質(zhì)具體化，但并不等于事物的真實(shí)存在，模型

5、的正確性需要實(shí)等于事物的真實(shí)存在，模型的正確性需要實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)。驗(yàn)的檢驗(yàn)。(3) (3) 科學(xué)研究、科學(xué)發(fā)現(xiàn)是無止境的科學(xué)研究、科學(xué)發(fā)現(xiàn)是無止境的。你現(xiàn)在知道的原子結(jié)構(gòu)是怎樣的？你現(xiàn)在知道的原子結(jié)構(gòu)是怎樣的？ 原子原子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子正電正電不帶電不帶電負(fù)電負(fù)電是分層排布的是分層排布的第二節(jié)第二節(jié) 原子核外電子的原子核外電子的排布排布1.1.核外電子的運(yùn)動(dòng)特征核外電子的運(yùn)動(dòng)特征速度快速度快 運(yùn)動(dòng)范圍小運(yùn)動(dòng)范圍小 無規(guī)則無規(guī)則 分層排布分層排布l 電子按電子按能量高低能量高低在核外分層排布。在核外分層排布。1 12 23 34 45 56 67 7由內(nèi)到外，能量逐漸升高由內(nèi)

6、到外，能量逐漸升高2.2.核外電子分層排布核外電子分層排布（1 1）分層排布的依據(jù)）分層排布的依據(jù)1 12 23 34 42.2.核外電子分層排布核外電子分層排布（2 2）分層排布的基本規(guī)律）分層排布的基本規(guī)律第一層為最外層時(shí)，最多容納電子數(shù)第一層為最外層時(shí)，最多容納電子數(shù)-。其他各層為最外層最多容納電子數(shù)其他各層為最外層最多容納電子數(shù)-。28每層最多排每層最多排 個(gè)電子個(gè)電子2n22.核外電子分層排布核外電子分層排布（3 3）分層排布表達(dá)）分層排布表達(dá)原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖各層電子的數(shù)目各層電子的數(shù)目 原子原子符號(hào)符號(hào)核電荷數(shù)核電荷數(shù)電子層電子層2 8 12.核外電子分層排布核外電子分

7、層排布（3 3）分層排布表達(dá)）分層排布表達(dá)原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖寫出1-18號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖2.核外電子分層排布核外電子分層排布 在化學(xué)反應(yīng)中，原子核不發(fā)生變化，但原子的最外層電子可能會(huì)發(fā)生變化（4 4）電子層結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)）電子層結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)2.核外電子分層排布核外電子分層排布稀有氣體一般化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，稀有氣體一般化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，觀察稀有氣體的觀察稀有氣體的核外電子排核外電子排布布，你能得出什么結(jié)論？，你能得出什么結(jié)論？最外層最外層8 8電子電子時(shí)為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，電時(shí)為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，電子層只有一層子層只有一層2 2電子電子為為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)交流與討論交流與討論-P29-P29+826+

8、828+12282+1228原子在化學(xué)反應(yīng)中有達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向原子在化學(xué)反應(yīng)中有達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向金屬元素原子最外層金屬元素原子最外層電子一般比較少電子一般比較少非金屬元素原子最外層非金屬元素原子最外層電子一般比較多電子一般比較多金屬元素原子易失去金屬元素原子易失去電子電子非金屬元素原子易得非金屬元素原子易得到電子到電子29問題與討論問題與討論ClCl6 6OOMgMgNaNa失去或得到電失去或得到電子的數(shù)目子的數(shù)目原子最外層原子最外層電子數(shù)目電子數(shù)目化合化合價(jià)價(jià)元素元素 1 失失1e- 2 失失2e- 得得2e- 7 得得1e-+1+1+2+2-2-2-1-1（4 4）電子層結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)

9、）電子層結(jié)構(gòu)與化學(xué)性質(zhì)2.核外電子分層排布核外電子分層排布總結(jié)總結(jié)（1）最外層電子數(shù)與元素性質(zhì)密切相關(guān)）最外層電子數(shù)與元素性質(zhì)密切相關(guān)（2）化學(xué)反應(yīng)中原子有達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向）化學(xué)反應(yīng)中原子有達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的傾向（3）活潑金屬金屬一般易失去電子表現(xiàn)正化合價(jià)）活潑金屬金屬一般易失去電子表現(xiàn)正化合價(jià)（4）活潑非金屬一般易得到電子表現(xiàn)負(fù)化合價(jià)）活潑非金屬一般易得到電子表現(xiàn)負(fù)化合價(jià)最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)= = 反應(yīng)中失去的電子數(shù)反應(yīng)中失去的電子數(shù)= = 化合價(jià)化合價(jià)（8-8-最外層電子數(shù)）最外層電子數(shù)）= = 反應(yīng)中得到的電子數(shù)反應(yīng)中得到的電子數(shù)=化合價(jià)化合價(jià)第三節(jié)第三節(jié) 原子的組成原子的組成原子核原

10、子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子原子原子 （1 1個(gè)質(zhì)子帶一個(gè)個(gè)質(zhì)子帶一個(gè)單位的正電荷）單位的正電荷）（中子不帶電）（中子不帶電）（一個(gè)電子帶一個(gè)單（一個(gè)電子帶一個(gè)單位的負(fù)電荷）位的負(fù)電荷）1.原子的組成原子的組成核電荷數(shù)核電荷數(shù)= =質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)= =原子序數(shù)原子序數(shù)= = 核外電子數(shù)核外電子數(shù)原子核原子核核外電子核外電子微粒種類微粒種類質(zhì)子質(zhì)子中子中子電子電子一個(gè)單位正電荷一個(gè)單位正電荷不帶電不帶電一個(gè)單位負(fù)一個(gè)單位負(fù)電荷電荷質(zhì)質(zhì) 量量相對(duì)質(zhì)量相對(duì)質(zhì)量1.67310-27kg 1.675 10-27kg9.109 10-31kg1.0071.0081/1836電電 性性m（質(zhì)子）（質(zhì)子

11、） m（中子）（中子） 一個(gè)一個(gè)C C1212原子的質(zhì)量是原子的質(zhì)量是1.99321.99321010-26-26KgKg 結(jié)結(jié) 論論m（電子）（電子）質(zhì)子、中子近似相對(duì)原子質(zhì)量質(zhì)子、中子近似相對(duì)原子質(zhì)量=1原子原子質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù) Z中子數(shù)中子數(shù) N 質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù) A相對(duì)原子質(zhì)量相對(duì)原子質(zhì)量F91018.998Na111222.990Al131426.982質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)= =原子的近似相對(duì)原子質(zhì)量原子的近似相對(duì)原子質(zhì)量19 23 27原子相對(duì)原子質(zhì)量原子相對(duì)原子質(zhì)量 質(zhì)子相對(duì)原子質(zhì)量質(zhì)子相對(duì)原子質(zhì)量+ +中子相對(duì)原子質(zhì)量中子相對(duì)原子質(zhì)量 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù) + + 中子數(shù)中子數(shù)質(zhì)量數(shù)（質(zhì)量數(shù)（A） =

12、 質(zhì)子數(shù)（質(zhì)子數(shù)（Z） + 中子數(shù)（中子數(shù)（N）2.原子組成的表示方法原子組成的表示方法 X AZ質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù) O 能得出哪些信息 ？ 168 N 147-1/3-3質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)化合價(jià)化合價(jià)離子電荷離子電荷原子個(gè)數(shù)原子個(gè)數(shù)練習(xí)P34頁1-3題比比 較較8O 8 O探究討論探究討論1 1、它們屬于同一種元素嗎、它們屬于同一種元素嗎? ?2 2、它們是同一種原子嗎、它們是同一種原子嗎? ?1816原子核原子核 小結(jié)小結(jié)具有一定質(zhì)子和一定中子的原子具有一定質(zhì)子和一定中子的原子核素核素 特點(diǎn)特點(diǎn)： (1)同位素的同位素的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)略有差異幾乎完全相同

13、，物理性質(zhì)略有差異(2)在天然存在的某種元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，在天然存在的某種元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各種同位素的原子各種同位素的原子個(gè)數(shù)個(gè)數(shù)百分比百分比(豐度豐度)一般為定值。一般為定值。（3）同種元素的不同的同位素原子也可組成不同的單質(zhì)）同種元素的不同的同位素原子也可組成不同的單質(zhì) 或化合物的分子?；蚧衔锏姆肿印０押藘?nèi)質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同種元素把核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同種元素的不同的不同原子原子互稱為同位素互稱為同位素3同位素同位素 小結(jié)小結(jié) 核素核素1核素核素2同位素同位素元元 素素3同位素同位素126C 136C 146C11H 21H 31H 氕氕 氘

14、氘 氚氚D T23492U 23592U 23892U常見同位素及用途常見同位素及用途下列符號(hào)代表幾種元素？幾種微粒？下列符號(hào)代表幾種元素？幾種微粒？ 4018Ar 4019K 4220Ca 4119K 4020Ca 4019K+4.幾種相對(duì)原子質(zhì)量幾種相對(duì)原子質(zhì)量（1 1）原子（核素）的近似相對(duì)原子質(zhì)量）原子（核素）的近似相對(duì)原子質(zhì)量：如果忽略原子中電子的質(zhì)量，將原子核內(nèi)如果忽略原子中電子的質(zhì)量，將原子核內(nèi)所有的質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似整所有的質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似整數(shù)值為數(shù)值為1，則它們加起來的數(shù)叫質(zhì)量數(shù)，則它們加起來的數(shù)叫質(zhì)量數(shù)(為為正整數(shù)值正整數(shù)值)。近似相對(duì)原子質(zhì)量近似相對(duì)原子

15、質(zhì)量= =A=Z+N （2）原子的相對(duì)原子質(zhì)量）原子的相對(duì)原子質(zhì)量 各同位素原子的質(zhì)量與各同位素原子的質(zhì)量與126C原子的質(zhì)原子的質(zhì)量的量的1/12的的比值比值。 一種元素有幾種同位素，就應(yīng)當(dāng)有一種元素有幾種同位素，就應(yīng)當(dāng)有幾種同位素原子量，如幾種同位素原子量，如3517C1為為34.969， 3717Cl為為36.966等。等。4.幾種相對(duì)原子質(zhì)量幾種相對(duì)原子質(zhì)量4.幾種相對(duì)原子質(zhì)量幾種相對(duì)原子質(zhì)量（3 3）元素的相對(duì)原子質(zhì)量：）元素的相對(duì)原子質(zhì)量： 指該元素各種天然同位數(shù)原子所占指該元素各種天然同位數(shù)原子所占的原子個(gè)數(shù)百分比與各同位素原子量乘積的的原子個(gè)數(shù)百分比與各同位素原子量乘積的加和，

16、即：加和，即： （4）元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量）元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量4.幾種相對(duì)原子質(zhì)量幾種相對(duì)原子質(zhì)量練習(xí)練習(xí)-1 已知氯元素有兩種同位素原子已知氯元素有兩種同位素原子3517C1和和3717C1，其，其中中3517C1的相對(duì)原子質(zhì)量是的相對(duì)原子質(zhì)量是34.969,在自然界中的在自然界中的百分比是百分比是75.77%, 3717C1的相對(duì)原子質(zhì)量是的相對(duì)原子質(zhì)量是36.966，在自然界中的百分比是在自然界中的百分比是24.23，分別計(jì)算，分別計(jì)算Cl元素元素的相對(duì)原子質(zhì)量和近似相對(duì)原子質(zhì)量。的相對(duì)原子質(zhì)量和近似相對(duì)原子質(zhì)量。練習(xí)練習(xí)-2 已知某元素已知某元素X有兩種原子有兩種原子AzX 、B

17、zX其質(zhì)量其質(zhì)量分別為分別為ag、bg，又已知，又已知12C的質(zhì)量為的質(zhì)量為cg，他們，他們?cè)谧匀唤绨俜趾糠謩e為在自然界百分含量分別為x1%,x2%求（求（1）AzX 原子的相對(duì)原子質(zhì)量原子的相對(duì)原子質(zhì)量 ，近，近似相對(duì)原子質(zhì)量似相對(duì)原子質(zhì)量 。 （2）X元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量 ，X 元素的相對(duì)原子質(zhì)量元素的相對(duì)原子質(zhì)量 。 練習(xí)練習(xí)-3判斷下列各組微粒的關(guān)系互為同位素的判斷下列各組微粒的關(guān)系互為同位素的有有 .(1)H2 D2 T2(2)14C 14N (3)35Cl 37Cl-(4)16O 17O 18O卷第16題H、2H、3H、1H+、234U、235U、238U、39K、40Ca、Cl2、14N、14C請(qǐng)據(jù)此回答下列問題：(1)其中，它們分屬_種元素，他們包含 種原