人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核課件

1、人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核秦山核電站是我國自行設計、建造和運營管理的秦山核電站是我國自行設計、建造和運營管理的第一座第一座30萬千瓦壓水堆核電站，地處浙江省海鹽萬千瓦壓水堆核電站，地處浙江省海鹽縣。截至縣。截至2005年年12月月31日，兩臺機組總累計發(fā)電日，兩臺機組總累計發(fā)電達達288億千瓦時億千瓦時，有效緩解了華東地區(qū)電力緊張狀，有效緩解了華東地區(qū)電力緊張狀況，促進了當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。況，促進了當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。 秦山核電站廠區(qū)秦山核電站廠區(qū) 左上角圓柱體建筑為左上角圓柱體建筑為核反應核反應堆外景堆外景 人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核 地球上的一切能量幾乎都是地球上的一切能量幾

2、乎都是直接或間接來源于太陽直接或間接來源于太陽,太陽太陽是怎么發(fā)出這么巨大的能量是怎么發(fā)出這么巨大的能量來的呢？來的呢？ 太陽的能量來源于內(nèi)部的太陽的能量來源于內(nèi)部的核聚變反應，即核聚變反應，即4個個氫原子核氫原子核聚變?yōu)榫圩優(yōu)?個個氦原子核氦原子核。在聚變。在聚變的過程中，會釋放出巨大的的過程中，會釋放出巨大的能量，并以輻射、對流等形能量，并以輻射、對流等形式向外傳遞。式向外傳遞。人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核第三單元第三單元 人類對原子結(jié)構的認識人類對原子結(jié)構的認識認識原子核認識原子核 課題課題:人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核盧瑟福和他的助手做了著名的盧瑟福和他的助手做了著

3、名的粒子散射實驗粒子散射實驗（1911年）人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核盧瑟福盧瑟福1908年的諾貝爾化學獎年的諾貝爾化學獎 人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核1919年，他在用年，他在用a粒子轟擊粒子轟擊氮原子核氮原子核時，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生時，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生出一種新的、射程很長、質(zhì)量更小的粒子，盧瑟出一種新的、射程很長、質(zhì)量更小的粒子，盧瑟福把他發(fā)現(xiàn)的這種粒子命名為福把他發(fā)現(xiàn)的這種粒子命名為“ “質(zhì)子質(zhì)子” ”。這樣在本世。這樣在本世紀紀20年代，人們普遍認為，原子是由質(zhì)子和電子年代，人們普遍認為，原子是由質(zhì)子和電子組成的，但這個假說卻遇到了一定的困難組成的，但這個假說卻遇到了一定的困難。與當

4、與當時的物理學的理論相矛盾時的物理學的理論相矛盾. 人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核1930年，德國物理學家博特用年，德國物理學家博特用粒子轟擊鈹元素時，發(fā)粒子轟擊鈹元素時，發(fā)現(xiàn)從鈹中發(fā)射一種射線。這種射線在電場中不發(fā)生偏現(xiàn)從鈹中發(fā)射一種射線。這種射線在電場中不發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明它轉(zhuǎn)說明它不帶電不帶電，他錯誤地認為發(fā)現(xiàn)的是，他錯誤地認為發(fā)現(xiàn)的是射線射線 .1932年年1月月 ，居里夫婦重復了博特實驗，居里夫婦重復了博特實驗,也得到了相同的也得到了相同的結(jié)果結(jié)果,然而，居里夫婦還是沿著博特的錯誤思路思考，然而，居里夫婦還是沿著博特的錯誤思路思考，他們把這一現(xiàn)象解釋為光子的散射。由于他們對理論他們

5、把這一現(xiàn)象解釋為光子的散射。由于他們對理論的輕視，使他們白白失去了一次發(fā)現(xiàn)中子的機會。的輕視，使他們白白失去了一次發(fā)現(xiàn)中子的機會。中子的發(fā)現(xiàn)史中子的發(fā)現(xiàn)史 人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核一個月后一個月后,查德威克查德威克看了看了居里夫婦的論文并用釙居里夫婦的論文并用釙加鈹作為放射源，使用這種新射線去轟擊氫原子加鈹作為放射源，使用這種新射線去轟擊氫原子時發(fā)現(xiàn)，氫原子核被彈射出去，這說明這種射線時發(fā)現(xiàn)，氫原子核被彈射出去，這說明這種射線是是具有一定質(zhì)量具有一定質(zhì)量的粒子流。他把這種射線的粒子的粒子流。他把這種射線的粒子稱為稱為“中子中子”1935年諾貝爾物理學獎獲得者年諾貝爾物理學獎獲得者

6、 人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核氦氦(He)原子的原子構成原子的原子構成 模型模型人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核原子原子原子核原子核核外電子核外電子 質(zhì)子質(zhì)子 中子中子人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核構成原子的基本微粒：質(zhì)子構成原子的基本微粒：質(zhì)子 中子中子電子，從它們的帶電情況電子，從它們的帶電情況和質(zhì)量大小方面來看和質(zhì)量大小方面來看, 它們對整個它們對整個原子所作的貢獻一樣大嗎原子所作的貢獻一樣大嗎? 問題思考：問題思考：人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核 質(zhì)子、中子和電子帶電荷情況質(zhì)子、中子和電子帶電荷情況比較一下質(zhì)子、中子、電子帶電荷情況，比較一下質(zhì)子、中子、

7、電子帶電荷情況，能得出什么結(jié)論？氫、鈉、等原子都是顯能得出什么結(jié)論？氫、鈉、等原子都是顯電中性，由此你又能得出什么結(jié)論？電中性，由此你又能得出什么結(jié)論？ 1個單位負電荷個單位負電荷1個單位正電荷個單位正電荷人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核1個質(zhì)子帶一個單位正電荷個質(zhì)子帶一個單位正電荷1個電子帶一個單位負電荷個電子帶一個單位負電荷中子不帶電中子不帶電質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)核外電子數(shù)呈電中性呈電中性(1) 原子的電性原子的電性 ？核電荷數(shù)核電荷數(shù)=人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核 離子的電性？離子的電性？陽離子：質(zhì)子數(shù)電子數(shù)陽離子：質(zhì)子數(shù)電子數(shù) 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)電子數(shù)+電荷絕對值

8、電荷絕對值陰離子：質(zhì)子數(shù)電子數(shù)陰離子：質(zhì)子數(shù)電子數(shù) 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)=電子數(shù)電子數(shù)-電荷絕對值電荷絕對值人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù) =質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)中子數(shù)(N)集中在原子核集中在原子核(2). 原子的質(zhì)量原子的質(zhì)量 ？一個質(zhì)子的相對質(zhì)量是：一個質(zhì)子的相對質(zhì)量是：1.007一個中子的相對質(zhì)量是：一個中子的相對質(zhì)量是：1.008一個電子的相對質(zhì)量是：一個電子的相對質(zhì)量是：1/1836(A)人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核1211161612101618Z+NZ-nX-mA+m-XXn+Xm-AZNxNa+S2-23113216質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)(A) = 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子

9、數(shù)(Z) + 中子數(shù)中子數(shù)(N)人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核二二.原子組成的表示方法原子組成的表示方法:XAZ元素符號元素符號質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù) 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)（核電荷數(shù) ） 對于離子呢？對于離子呢？思考：思考：人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核AZXc+-+de中各個字母的含義：中各個字母的含義：A：Z：e：c：d:質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)原子個數(shù)原子個數(shù)電荷數(shù)電荷數(shù)化合價化合價人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核XAZ各種微粒的意義：各種微粒的意義：1。質(zhì)子：。質(zhì)子： 決定元素的種類決定元素的種類2。中子：。中子： 和質(zhì)子一起決定原子的種類和質(zhì)子一起決定原子的種類3。電子

10、：。電子： 最外層電子決定元素的化學性質(zhì)最外層電子決定元素的化學性質(zhì)人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核l 決定元素種類的是原子中的決定元素種類的是原子中的 ；l 決定原子種類的是原子中的決定原子種類的是原子中的 ；l 決定原子質(zhì)量的主要是原子中的決定原子質(zhì)量的主要是原子中的 ；l 決定原子所帶電荷的是原子中的決定原子所帶電荷的是原子中的 ；l 決定元素的化學性質(zhì)的是原子中的決定元素的化學性質(zhì)的是原子中的 。質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)核外電子數(shù)核外電子數(shù)人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核（B）1.已知某元素相對原子質(zhì)量

11、為已知某元素相對原子質(zhì)量為227、中子數(shù)為中子數(shù)為138，則質(zhì)子數(shù)為，則質(zhì)子數(shù)為 A. 416 B. 89 C. 227 D. 2032.關于關于 Cl敘述錯誤的是敘述錯誤的是A.質(zhì)量數(shù)為質(zhì)量數(shù)為37 B.中子數(shù)為中子數(shù)為20C.電子數(shù)為電子數(shù)為17D.相對原子質(zhì)量為相對原子質(zhì)量為35.53717（D）人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核3.某金屬原子符號為某金屬原子符號為 X，該原子原子核內(nèi)，該原子原子核內(nèi) 中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為 A. 32 B. 67 C. 99 D. 16616667（A）4.下列粒子中與下列粒子中與NH4+具有相同質(zhì)子數(shù)和電具有相同質(zhì)子數(shù)和電 子數(shù)

12、的是子數(shù)的是 A. Na+ B. F C. OH D. H2O （A）人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核 5、某微粒用、某微粒用 Rn+表示，下列關于該微粒的敘表示，下列關于該微粒的敘 述中正確的是述中正確的是 A、所含質(zhì)子數(shù)、所含質(zhì)子數(shù)=A-Z B、所含中子數(shù)、所含中子數(shù)=A-Z C、所含電子數(shù)、所含電子數(shù)=Z+n D、質(zhì)量數(shù)、質(zhì)量數(shù)=Z+nZA人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核1 1. .質(zhì)量數(shù)（質(zhì)量數(shù)（A） 質(zhì)子數(shù)（質(zhì)子數(shù)（Z） 中子數(shù)（中子數(shù)（N） 2.原子原子 ：核電荷數(shù)核電荷數(shù) 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù) 核外電子數(shù)核外電子數(shù)XAZ3. 陽離子陽離子 ：核電荷數(shù)核電荷數(shù) 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù) 核

13、外電子數(shù)，核外電子數(shù)，maW4. 陰離子陰離子 ：核電荷數(shù)核電荷數(shù) 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù) 核外電子數(shù)，核外電子數(shù)，nbY原子核原子核核外電子核外電子質(zhì)子質(zhì)子中子中子原子原子XAZ總總 結(jié)結(jié) 人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核17Cl-35 1713Al3+2727 13 14 101311X21X31X6X126X 1 1 0 1 2 1 1 1 3 1 2 1 12 6 6 6 13 6 7 6人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核同位素：同位素：質(zhì)子數(shù)相同而質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同質(zhì)子數(shù)相同而質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的核素互稱為同位素。的核素互稱為同位素。6 C ,136 C ,126 C148

14、O ,16 8 O ,178 O18 核素：核素：具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子。1H ,11H ,21H3氕（氕（pie），氘氘(dao)，氚氚(chuan)HDT二、核素與同位素二、核素與同位素元素元素:是具有相同質(zhì)子數(shù)的一類原子是具有相同質(zhì)子數(shù)的一類原子(即同位素即同位素)的的總稱總稱.人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核 元素有_種；上述的粒子中有幾種核素_，其中互為同位素的有_ ；1H 12C 16O 2H168818617O 3H 18O 14C8 種種 、 、 3 2H 2 16O 2-118人類

15、對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核1.1.關于關于H H+ +、H H- -、1 1H H、2 2H H、3 3H H五種微粒，以五種微粒，以 下說法正確的是下說法正確的是 A.A.是五種氫元素是五種氫元素 B.B.是氫元素的五種同位素是氫元素的五種同位素 C.C.是氫元素的五種不同微粒是氫元素的五種不同微粒 D.D.它們的數(shù)均質(zhì)子相等它們的數(shù)均質(zhì)子相等（CD）2、下列各組物質(zhì)中，互為同位素的是下列各組物質(zhì)中，互為同位素的是（ ） A. O2、O3、O4 B . H2 D2 T2 C . H2O、 D2O、T2O D Ca4020Ca4220D人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核（3 3）化

16、學反應中，下列數(shù)據(jù)發(fā)生變化的是）化學反應中，下列數(shù)據(jù)發(fā)生變化的是 A. A. 質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù) B. B. 中子數(shù)中子數(shù) C. C. 電子數(shù)電子數(shù) D. D. 質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù) （C）人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核 許多元素都有同位素，許多元素都有同位素， 目前發(fā)現(xiàn)和合成目前發(fā)現(xiàn)和合成110余種余種元素，卻有元素，卻有1800 余種核數(shù)余種核數(shù)。幾個實例1H16C121H21H392U234氫有三種同位素：氫有三種同位素：氘和氚是制造氫彈的材料氘和氚是制造氫彈的材料鈾有三種同位素：鈾有三種同位素：92U23592U238鈾鈾235 是制造原子彈的材料和核反應堆的燃料是制造原子彈的材料和核反應堆

17、的燃料碳有三種同位素：碳有三種同位素：6C136C14作為相對原子量標準作為相對原子量標準 在考古學中測定生物死亡年代。在考古學中測定生物死亡年代。 同位素的應用：同位素的應用：6C 126C14人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核1990年諾貝爾物理學獎獲得者年諾貝爾物理學獎獲得者弗里德曼 肯德爾 泰勒美國斯坦福大學的直線加速器中心美國斯坦福大學的直線加速器中心 1967年三位科學家用此年三位科學家用此加速器進行實驗最終證加速器進行實驗最終證明了夸克的存在明了夸克的存在.人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核波利澤 維爾澤克 格羅斯 美國科學家發(fā)現(xiàn)夸克

18、相互距離很近時美國科學家發(fā)現(xiàn)夸克相互距離很近時,相互作用力很小相互作用力很小,但當距但當距離增大時相互作用力急劇增大離增大時相互作用力急劇增大.因此沒有夸克可以從原子核中向因此沒有夸克可以從原子核中向外遷移，獲得真正的自由外遷移，獲得真正的自由. 中科院物理研究所吳岳良研究員認為，假如我們能夠把自由夸中科院物理研究所吳岳良研究員認為，假如我們能夠把自由夸克打開，就可以合理的利用夸克里面的強作用能，而那個能量克打開，就可以合理的利用夸克里面的強作用能，而那個能量比我們的核能可能還要大得多。比我們的核能可能還要大得多。 2004年度諾貝爾物理學獎獲得者年度諾貝爾物理學獎獲得者 人類對原子結(jié)構的認識

19、第二節(jié)：認識原子核科學的科學的原子原子質(zhì)子質(zhì)子 中子中子夸克夸克人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核1、13C-NMR（核磁共振）可用于含碳化（核磁共振）可用于含碳化合物的結(jié)構分析，有關合物的結(jié)構分析，有關13C的說法正確的的說法正確的是（是（ ） A、質(zhì)子數(shù)為、質(zhì)子數(shù)為6 B、電子數(shù)為、電子數(shù)為13 C、中子數(shù)為、中子數(shù)為6 D、質(zhì)量數(shù)為、質(zhì)量數(shù)為666A人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核2 、某微粒用某微粒用 Xn-表示。下列關于該粒子表示。下列關于該粒子的敘述中正確的是（）的敘述中正確的是（）A 所含的質(zhì)子數(shù)所含的質(zhì)子數(shù)=A-nB 所含中子數(shù)所含中子數(shù)=A-ZC 所含電子數(shù)所含電子

20、數(shù)=Z-nD 質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)=A+ZBAZ人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核3 3、某二價陰離子，核外有某二價陰離子，核外有1818個電子，個電子，質(zhì)量數(shù)為質(zhì)量數(shù)為3232，則其中子數(shù)為，則其中子數(shù)為：A、12 B、14 C、16 D、18C人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核5.已知已知X，Y原子的核電荷數(shù)分別為原子的核電荷數(shù)分別為a和和b，Xm+和和Yn-的核外電子排布相同，下列正確的是：的核外電子排布相同，下列正確的是： A a=b+m+n B a=b-m+n C a=b+m-n D a=b-n-m(A)4、核電荷數(shù)分別為、核電荷數(shù)分別為1616的元素和的元素和4 4的元素的原子相比的元素的原子相比較，前者的下列數(shù)據(jù)是后者的較，前者的下列數(shù)據(jù)是后者的4 4倍的是倍的是 A 電子數(shù)電子數(shù) B 最外層電子數(shù)最外層電子數(shù) C 電子層數(shù)電子層數(shù) D 次外層電子數(shù)次外層電子數(shù) (AD)人類對原子結(jié)構的認識第二節(jié)：認識原子核 已知已知A2、B、C、D2、E3五種簡五種簡單離子的核外電子數(shù)相等，與它們對應單離子的核外電子數(shù)相等，與它們對應的原子的核電荷數(shù)由大到小的順序是的原子的核電荷數(shù)由