人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識

1、銅銅是由銅原子構(gòu)成的；是由銅原子構(gòu)成的；氯化鈉氯化鈉是由氯離子和鈉離子結(jié)合是由氯離子和鈉離子結(jié)合而成的；而成的；水水是由氫、氧原子構(gòu)成的水分子組成的。是由氫、氧原子構(gòu)成的水分子組成的。公元前公元前5 5世紀(jì)，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為，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即原子構(gòu)成。萬物是由大量的不可分割的微粒即原子構(gòu)成。18031803年，英國科學(xué)年，英國科學(xué)家道爾頓總結(jié)了一家道爾頓總結(jié)了一些元素化合時的質(zhì)些元素化合時的質(zhì)量比例關(guān)系，闡述量比例關(guān)系，闡述了他的化學(xué)原子論。了他的化學(xué)原子論。物質(zhì)是由原子組成，原子不能被創(chuàng)造，也不物質(zhì)是由原子組成，原子不能被創(chuàng)造，也

2、不能被毀滅，在能被毀滅，在化學(xué)變化中不可再分割，化學(xué)變化中不可再分割，在化在化學(xué)反應(yīng)中保持本性不變。學(xué)反應(yīng)中保持本性不變。掃描隧道顯微鏡下的原子影像掃描隧道顯微鏡下的原子影像 原子是否真的是一個不可再分的球體原子是否真的是一個不可再分的球體呢？呢？ 湯姆生：這種粒子質(zhì)量不及氫原子質(zhì)量的湯姆生：這種粒子質(zhì)量不及氫原子質(zhì)量的千分之一千分之一發(fā)現(xiàn)電子。發(fā)現(xiàn)電子。為什么真空環(huán)境中為什么真空環(huán)境中風(fēng)車會發(fā)生轉(zhuǎn)動？風(fēng)車會發(fā)生轉(zhuǎn)動？ 1897 1897年，湯姆生提出年，湯姆生提出新的原子結(jié)構(gòu)模型。新的原子結(jié)構(gòu)模型。 湯姆生認(rèn)為，正電荷湯姆生認(rèn)為，正電荷均勻地分布在原子之中，均勻地分布在原子之中，而電子就像是

3、面包中的葡而電子就像是面包中的葡萄干一樣散布在原子的正萄干一樣散布在原子的正電荷之中。電荷之中。湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型散射實(shí)驗(yàn)散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子核結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)原子核結(jié)構(gòu)根據(jù)根據(jù)散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，原子是否是一個實(shí)散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，原子是否是一個實(shí)心的球體？心的球體？2原子核被一個體積很大幾乎什么也沒有的空間包圍原子核被一個體積很大幾乎什么也沒有的空間包圍著；原子核外的空間里極稀疏地散布著電子，其總電著；原子核外的空間里極稀疏地散布著電子，其總電荷數(shù)恰好與原子核中的正電荷相等。荷數(shù)恰好與原子核中的正電荷相等。 盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型1每一個原子都有一個體每一個原子

4、都有一個體積極小、極密實(shí)的核；原積極小、極密實(shí)的核；原子核占有全部正電荷和幾子核占有全部正電荷和幾乎全部的原子質(zhì)量；乎全部的原子質(zhì)量；玻爾玻爾發(fā)現(xiàn)核外電子的能量發(fā)現(xiàn)核外電子的能量 玻爾在研究氫原子玻爾在研究氫原子光譜產(chǎn)生的原因中，發(fā)光譜產(chǎn)生的原因中，發(fā)展了原子結(jié)構(gòu)理論。展了原子結(jié)構(gòu)理論。 原子核外電子在一原子核外電子在一系列穩(wěn)定的軌道上運(yùn)動，系列穩(wěn)定的軌道上運(yùn)動，每個軌道都具有一每個軌道都具有一個確定的能量值；核外電子在這些穩(wěn)定的軌道個確定的能量值；核外電子在這些穩(wěn)定的軌道上運(yùn)動時，既不放出能量，也不吸收能量。上運(yùn)動時，既不放出能量，也不吸收能量。 20 20世紀(jì)初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了中子，揭示了微

5、世紀(jì)初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了中子，揭示了微觀世界波粒二象性規(guī)律、認(rèn)識到原子核外電子觀世界波粒二象性規(guī)律、認(rèn)識到原子核外電子的運(yùn)動不遵循經(jīng)典力學(xué)的原理，建立用量子力的運(yùn)動不遵循經(jīng)典力學(xué)的原理，建立用量子力學(xué)方法描述核外電子運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型。學(xué)方法描述核外電子運(yùn)動的數(shù)學(xué)模型。道爾頓模型（道爾頓模型（18031803）湯姆生模型湯姆生模型（19041904）盧瑟福模型（盧瑟福模型（19111911）波爾模型波爾模型（19131913）電子云模型電子云模型（19351935）+18+102 8+102 8 18 8+362 8 8+18ArNeKr+12+8O O2MgMg2+觀察化學(xué)反應(yīng)中，原子微觀結(jié)構(gòu)的變化

6、，思考元素得觀察化學(xué)反應(yīng)中，原子微觀結(jié)構(gòu)的變化，思考元素得失電子與原子微觀結(jié)構(gòu)有什么聯(lián)系？失電子與原子微觀結(jié)構(gòu)有什么聯(lián)系？ClCl+171 1化學(xué)反應(yīng)中，化學(xué)反應(yīng)中，原子核不發(fā)生變化原子核不發(fā)生變化，但原子的核，但原子的核外電子排布發(fā)生變化，元素的外電子排布發(fā)生變化，元素的化學(xué)性質(zhì)主要決定化學(xué)性質(zhì)主要決定于原子的最外層電子于原子的最外層電子。 2 2鎂等金屬元素的原子，最外層電子數(shù)較少，鎂等金屬元素的原子，最外層電子數(shù)較少，與活潑非金屬反應(yīng)時，與活潑非金屬反應(yīng)時，易失電子易失電子，形成與稀有氣，形成與稀有氣體原子電子層排布相同的陽離子。體原子電子層排布相同的陽離子。 3 3氧、氯等非金屬元素的

7、原子，最外層電子數(shù)氧、氯等非金屬元素的原子，最外層電子數(shù)較多，與活潑金屬反應(yīng)時，較多，與活潑金屬反應(yīng)時，易得電子易得電子，形成與稀，形成與稀有氣體元素原子電子層排布相同的陰離子。有氣體元素原子電子層排布相同的陰離子。 2 8 2+12Mg+8O6 2鎂條燃燒鎂條燃燒+12Mg2+2 8 2Mg+8O226O8鎂條燃燒鎂條燃燒Mg2+12 2 8O2+828MgO鎂條燃燒鎂條燃燒+12+17+17ClClMg氯化鎂的形成過程氯化鎂的形成過程+12+17+17ClClMg氯化鎂的形成過程氯化鎂的形成過程ClClMg2+12+17+17氯化鎂的形成過程氯化鎂的形成過程ClClMg2+MgCl2元素元

8、素化合價化合價原子最外層電子數(shù)目原子最外層電子數(shù)目失去或得到電子的數(shù)目失去或得到電子的數(shù)目Mg2O6NaCl1根據(jù)原子核外電子排布的規(guī)律，完成下表：根據(jù)原子核外電子排布的規(guī)律，完成下表：2 8 1+11Na2 8 7+17Cl元素元素化合價化合價原子最外層電子數(shù)目原子最外層電子數(shù)目失去或得到電子的數(shù)目失去或得到電子的數(shù)目Mg+22失失2eO26得得2eNa+11失失eCl17得得1e根據(jù)原子核外電子排布的規(guī)律，完成下表：根據(jù)原子核外電子排布的規(guī)律，完成下表：2 8 1+11Na2 8 7+17Cl閱讀閱讀P30至至P33頁，回答以下問題：頁，回答以下問題：1原子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒，原子是否可

9、以再分？原子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒，原子是否可以再分？如果原子可以再分，它是由哪些微粒構(gòu)成的？請分別從如果原子可以再分，它是由哪些微粒構(gòu)成的？請分別從數(shù)量、質(zhì)量、電荷三個方面，尋找這些微粒有哪些關(guān)系？數(shù)量、質(zhì)量、電荷三個方面，尋找這些微粒有哪些關(guān)系？2相對原子質(zhì)量定義為相對原子質(zhì)量定義為“某原子的質(zhì)量與某原子的質(zhì)量與C-12原子質(zhì)原子質(zhì)量的量的1/12的比的比”。C-12原子指的是什么原子？原子指的是什么原子？3在考古中，經(jīng)常應(yīng)用在考古中，經(jīng)常應(yīng)用C-14測定年代，測定年代，C-14與與C-12有有什么樣的關(guān)系？化學(xué)性質(zhì)是否相同？什么樣的關(guān)系？化學(xué)性質(zhì)是否相同？原子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒，原子是否

10、可以再原子是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒，原子是否可以再分？如果原子可以再分，它是由哪些微粒構(gòu)成分？如果原子可以再分，它是由哪些微粒構(gòu)成的？的？原子原子1個原子核個原子核若干電子（若干電子（e）質(zhì)子（質(zhì)子（Z）中子（中子（N）組成原子的微粒有怎樣的數(shù)量關(guān)系？組成原子的微粒有怎樣的數(shù)量關(guān)系？核內(nèi)質(zhì)子數(shù)核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)核外電子數(shù)組成原子的微粒有怎樣的電荷關(guān)系？組成原子的微粒有怎樣的電荷關(guān)系？電量電量電性電性質(zhì)子質(zhì)子1.6021019C1個質(zhì)子帶個質(zhì)子帶1個單位正電荷個單位正電荷中子中子不帶電不帶電不顯電性不顯電性電子電子1.6021019C1個電子帶個電子帶1個單位負(fù)電荷個單位負(fù)電荷核內(nèi)質(zhì)子數(shù)核內(nèi)質(zhì)子

11、數(shù)=核外電子數(shù)核外電子數(shù)=核電荷數(shù)核電荷數(shù)組成原子的微粒有怎樣的質(zhì)量關(guān)系？組成原子的微粒有怎樣的質(zhì)量關(guān)系？質(zhì)量質(zhì)量相對質(zhì)量相對質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)子1.6731027kg1.007中子中子1.6751027kg1.008電子電子9.1091031kg1/1836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)子數(shù)質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)中子數(shù)A相對原子質(zhì)量相對原子質(zhì)量F91018.998Na111222.990Al131426.982質(zhì)子的相對質(zhì)量質(zhì)子的相對質(zhì)量中子的相對質(zhì)量中子的相對質(zhì)量 1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相對原子質(zhì)量相對原子質(zhì)量原子原子質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)Z中子數(shù)中子數(shù)N質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)中子數(shù)

12、A相對原子質(zhì)量相對原子質(zhì)量F9101918.998Na11122322.990Al13142726.982X元素符號元素符號A代表質(zhì)量數(shù)；代表質(zhì)量數(shù)；Z代表核電荷數(shù)；代表核電荷數(shù)；AZX練一練：練一練：請用請用AZX表示上表中原子的組成。表示上表中原子的組成。 AZdXcX元素符號元素符號A代表質(zhì)量數(shù)；代表質(zhì)量數(shù)；Z代表核電荷數(shù)；代表核電荷數(shù)；c代表離子的所帶電荷；代表離子的所帶電荷；d代表化合價代表化合價n原子的個數(shù)原子的個數(shù)n試試看：試試看：你能從下邊的符號中讀出些哪些信息？你能從下邊的符號中讀出些哪些信息？（1）3115P；（；（2）4020Ca2+；（；（3）3717Cl相對原子質(zhì)量定

13、義為相對原子質(zhì)量定義為“某原子的質(zhì)量與某原子的質(zhì)量與C-12原原子質(zhì)量的子質(zhì)量的1/12的比的比”。C-12原子指的是什么原子？原子指的是什么原子？在考古中，經(jīng)常應(yīng)用在考古中，經(jīng)常應(yīng)用C-14測定年代，測定年代，C-14與與C-12有什么樣的關(guān)系？化學(xué)性質(zhì)是否相同？有什么樣的關(guān)系？化學(xué)性質(zhì)是否相同？C-12原子是指質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都為原子是指質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都為6個的碳原子。個的碳原子。C-14原子是指質(zhì)子數(shù)為原子是指質(zhì)子數(shù)為6個，中子數(shù)為個，中子數(shù)為8個的碳原子。個的碳原子。核素：核素：把具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種把具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子稱為一種核素。原子稱為一種核素。同位素：同位素：把質(zhì)子數(shù)相同、質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）把質(zhì)子數(shù)相同、質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的核素互稱為同位素。不同的核素互稱為同位素。同位素之間化學(xué)性同位素之間化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)不同質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)不同。62 4+6C-14：146C62 4+6C-12：1