原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展史

1、關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展史現(xiàn)在學習的是第一頁，共48頁在你眼中在你眼中? ? 在化學家眼中在化學家眼中? ? 現(xiàn)在學習的是第二頁，共48頁水由水分子構(gòu)成水由水分子構(gòu)成食鹽由離子構(gòu)成食鹽由離子構(gòu)成它們由什么微粒構(gòu)成？它們由什么微粒構(gòu)成？銅由銅銅由銅原子原子構(gòu)成構(gòu)成原子原子現(xiàn)在學習的是第三頁，共48頁公元前公元前5 5世紀，古希臘哲學家世紀，古希臘哲學家德謨克利特德謨克利特等人認為，等人認為，原子原子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒，萬物都是由簡短的、不可是構(gòu)成物質(zhì)的微粒，萬物都是由簡短的、不可分割的原子構(gòu)成。分割的原子構(gòu)成。哲學臆測！哲學臆測！現(xiàn)在學習的是第四頁，共48頁1、古希臘哲學、古希臘哲學家家2、道爾、道爾頓

2、頓實實心球模心球模型型3、湯姆生、湯姆生葡萄干葡萄干面包模型面包模型4、盧瑟福、盧瑟福核式結(jié)核式結(jié)構(gòu)模型構(gòu)模型5、波爾、波爾電子分層排電子分層排布布6、微觀、微觀粒子波粒子波粒二象粒二象性性7、夸克、夸克的發(fā)現(xiàn)的發(fā)現(xiàn)一、原子結(jié)構(gòu)模型的演變一、原子結(jié)構(gòu)模型的演變現(xiàn)在學習的是第五頁，共48頁十八世紀末，生產(chǎn)力的發(fā)展推動了科學進步，化學科學從物質(zhì)的變十八世紀末，生產(chǎn)力的發(fā)展推動了科學進步，化學科學從物質(zhì)的變化的簡單研究進入到定量研究，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些元素相互化合時的化的簡單研究進入到定量研究，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些元素相互化合時的基本定律，為化學新理論的誕生打下了基礎(chǔ)基本定律，為化學新理論的誕生打下了基礎(chǔ)質(zhì)量

3、守恒定律：化學反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量不變。定組成定律：一種純凈物不論來源 如何，各組分元素的質(zhì)量間都有一定的比例倍比定律：當甲和乙兩種元素相互化合生成兩種以上的化合物時，在這些化合物中，與一定質(zhì)量甲元素相化合的乙元素的質(zhì)量間互成簡單整數(shù)比關(guān)系資料卡現(xiàn)在學習的是第六頁，共48頁18031803年，英國科學家道爾頓提出物質(zhì)是由原子組成年，英國科學家道爾頓提出物質(zhì)是由原子組成，原子不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅，在，原子不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅，在化學變化中化學變化中不可再分割，不可再分割，在化學反應(yīng)中保持本性不變。在化學反應(yīng)中保持本性不變。實心球模型實心球模型假說假說科學！科學！現(xiàn)在學習的是第七頁，共48頁道

4、爾頓的原子學說 1、一切物質(zhì)都是由不可見的，不可分割的原子組成，原子不能自生自滅 2、同種類的原子在質(zhì)量，形狀和性質(zhì)上都完全相同，不同種類的原子則不同 3、每種物質(zhì)都是由它自己的原子組成，單質(zhì)是由簡單原子組成，化合物是由復(fù)雜原子組成，而復(fù)雜原子又是由為數(shù)不多的簡單原子組成，復(fù)雜原子的質(zhì)量等于組成它的簡單原子的質(zhì)量之和?，F(xiàn)在學習的是第八頁，共48頁原子是否真的是一個不可再分的原子是否真的是一個不可再分的球體呢？球體呢？ 現(xiàn)在學習的是第九頁，共48頁簡比定律： 十九世紀初，法國化學家蓋呂薩克對氣體研究發(fā)現(xiàn)，參加反應(yīng)的氣體和反應(yīng)生成后的氣體的體積都有簡單整數(shù)比關(guān)系。歸納為：同溫同壓下，氣體反應(yīng)中各氣

5、體體積互成簡單整數(shù)比例如H2 +Cl2 = 2HCl思考？如果用道爾頓的原子論解釋會出現(xiàn)思考？如果用道爾頓的原子論解釋會出現(xiàn)怎樣的情況？怎樣的情況？如果用道爾頓的原子論解釋，則會出現(xiàn)在HCl中存在半個H原子和半個Cl原子，或者同溫同壓下相同體積的任何氣體含有相同的原子數(shù)資料卡現(xiàn)在學習的是第十頁，共48頁阿伏伽德羅的分子原子論阿伏伽德羅的分子原子論為了解決半個原子的矛盾，引入分子的概念。 1、一切物質(zhì)都是由分子組成的，而分子是由原子組成的，分子是物質(zhì)能夠獨立存在而保持物質(zhì)化學性質(zhì)的最小微粒；原子則是構(gòu)成分子的不可再分的更小微粒，它是物質(zhì)進行化學反應(yīng)的基本微粒，原子是不能獨立存在的2、同種原子的化

6、學性質(zhì)相同，質(zhì)量相同 3、單質(zhì)分子由相同的原子組成，化合物由不同原子組成。分子質(zhì)量由構(gòu)成其原子的質(zhì)量之和。原子論分子原子論+=+=現(xiàn)在學習的是第十一頁，共48頁 1897 1897年，湯姆生發(fā)現(xiàn)原子中存在電子，用實驗方年，湯姆生發(fā)現(xiàn)原子中存在電子，用實驗方法測出電子的質(zhì)量，并確定了質(zhì)荷比法測出電子的質(zhì)量，并確定了質(zhì)荷比 正電荷均勻地分布在原子之中正電荷均勻地分布在原子之中, ,電子則散布在正電電子則散布在正電荷之中。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“葡萄干面包式葡萄干面包式”現(xiàn)在學習的是第十二頁，共48頁散射實驗散射實驗發(fā)現(xiàn)原子核結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)原子核結(jié)構(gòu)現(xiàn)在學習的是第十三頁，共48頁

7、體積很小體積很小相對質(zhì)量相對質(zhì)量為為4 4的帶的帶正電正電粒子粒子現(xiàn)象：現(xiàn)象：1、大部分大部分粒子穿過薄的金箔粒子穿過薄的金箔2、極少數(shù)極少數(shù)粒子好象打在堅硬的東西上粒子好象打在堅硬的東西上，完全反彈回來。，完全反彈回來。3、少數(shù)少數(shù)粒子穿過薄的金箔時，發(fā)生了偏粒子穿過薄的金箔時，發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)?？茖W探究科學探究1911年盧瑟福通過實驗推斷出：年盧瑟福通過實驗推斷出：1、原子、原子大部分是空的。大部分是空的。2、中間有一個、中間有一個幾乎集中了所有原子的質(zhì)量且體積很小幾乎集中了所有原子的質(zhì)量且體積很小的粒子的粒子原子核。原子核。3、電子隨意地圍繞著一個、電子隨意地圍繞著一個帶正電荷帶正電荷的的

8、很小很小的原子的原子核運轉(zhuǎn)。核運轉(zhuǎn)?，F(xiàn)在學習的是第十四頁，共48頁1原子由原子核和核外電子構(gòu)原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子的質(zhì)量主要集中在原成，原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，原子核帶正電荷，位子核上，原子核帶正電荷，位于原子中心于原子中心2電子帶負電，在原子核周圍電子帶負電，在原子核周圍空間做高速運動空間做高速運動核式結(jié)構(gòu)模型核式結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)在學習的是第十五頁，共48頁玻爾玻爾發(fā)現(xiàn)核外電子的能量發(fā)現(xiàn)核外電子的能量原子核外電子在一系列穩(wěn)原子核外電子在一系列穩(wěn)定的軌道上運動，每個軌定的軌道上運動，每個軌道都具有一個確定的能量道都具有一個確定的能量值；核外電子在這些穩(wěn)定值；核外電子在這些穩(wěn)定的軌道上

9、運動時，既不放的軌道上運動時，既不放出能量，也不吸收能量。出能量，也不吸收能量?，F(xiàn)在學習的是第十六頁，共48頁 20 20世紀初，科學家發(fā)現(xiàn)了中子，揭示了微觀世紀初，科學家發(fā)現(xiàn)了中子，揭示了微觀世界波粒二象性規(guī)律、認識到原子核外電子的世界波粒二象性規(guī)律、認識到原子核外電子的運動不遵循經(jīng)典力學的原理，建立用量子力學運動不遵循經(jīng)典力學的原理，建立用量子力學方法描述核外電子運動的數(shù)學模型。方法描述核外電子運動的數(shù)學模型?，F(xiàn)在學習的是第十七頁，共48頁道爾頓模型（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（191

10、31913）電子云模型電子云模型（19351935）現(xiàn)在學習的是第十八頁，共48頁人類認識原子結(jié)構(gòu)的過程，符合認識世界的普遍規(guī)律人類認識原子結(jié)構(gòu)的過程，符合認識世界的普遍規(guī)律古代原古代原子學說子學說觀察、觀察、猜想猜想大量實驗大量實驗事實、推測事實、推測道爾道爾頓原頓原子學子學說說發(fā)現(xiàn)電子發(fā)現(xiàn)電子元素放射現(xiàn)象元素放射現(xiàn)象原子可分原子可分結(jié)論，葡結(jié)論，葡萄干模型萄干模型粒子粒子散射實驗散射實驗實驗、推測實驗、推測原子有核原子有核模型即行模型即行星模型星模型原子光譜實驗原子光譜實驗量子理論量子理論電子云模電子云模型型現(xiàn)在學習的是第十九頁，共48頁科學探究的一般過程是： 提出假設(shè)設(shè)計實驗對照實驗（若

11、不符合）再假設(shè)再實驗再證實。 如此循環(huán)往復(fù)。現(xiàn)在學習的是第二十頁，共48頁+2He+18Ar原子核外電子的分層排布原子核外電子的分層排布+10Ne+1H+8O+12Mg該電子層該電子層上的電子上的電子核電荷數(shù)核電荷數(shù)原子核原子核電子層電子層現(xiàn)在學習的是第二十一頁，共48頁 為了為了形象、簡單形象、簡單的的表示原子的結(jié)構(gòu)，人們就創(chuàng)表示原子的結(jié)構(gòu)，人們就創(chuàng)造了造了“原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖”這種特殊的圖形。這種特殊的圖形。+18第第1層層第第2層層第第3層層K層層L層層M層層2881、原子結(jié)構(gòu)示意圖、原子結(jié)構(gòu)示意圖原子核原子核該電子層該電子層上的電子上的電子原子核原子核+18Ar核電荷數(shù)核電荷

12、數(shù)電子層電子層該電子層上的電子數(shù)該電子層上的電子數(shù)原子核帶正電原子核帶正電核電荷數(shù)核電荷數(shù)現(xiàn)在學習的是第二十二頁，共48頁MLNKC碳碳6N氮氮7O氧氧8F氟氟9Ne氖氖10B硼硼5Be鈹鈹4Li鋰鋰3He氦氦2H氫氫1 各電子層的電子數(shù)各電子層的電子數(shù)元素符號元素符號元素名稱元素名稱核電荷數(shù)核電荷數(shù)核電荷數(shù)為核電荷數(shù)為1 11010的元素原子核外電子層排布的元素原子核外電子層排布12212222222234567 78現(xiàn)在學習的是第二十三頁，共48頁MLNKS硫硫16Cl氯氯17Ar氬氬18K鉀鉀19Ca鈣鈣20P磷磷15Si硅硅14Al鋁鋁13Mg鎂鎂12Na鈉鈉11 各電子層的電子數(shù)各電

13、子層的電子數(shù)元素符號元素符號元素名稱元素名稱核電荷數(shù)核電荷數(shù)核電荷數(shù)為核電荷數(shù)為11112020的元素原子核外電子層排布的元素原子核外電子層排布22222222228888888888888765432121現(xiàn)在學習的是第二十四頁，共48頁稀有氣體元素原子電子層排布稀有氣體元素原子電子層排布元素元素名稱名稱元素元素符號符號各電子層的電子數(shù)各電子層的電子數(shù)K1L2M3N4O5P6最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)氦氦He22氖氖Ne288氬氬Ar2888氪氪Kr281888氙氙Xe28181888氡氡Rn2818321888分析稀有氣體的核外電子排布與其性質(zhì)有什么聯(lián)系？分析稀有氣體的核外電子排布與其性質(zhì)有

14、什么聯(lián)系？現(xiàn)在學習的是第二十五頁，共48頁2、原子核外電子排布一般規(guī)律、原子核外電子排布一般規(guī)律 電子總是盡先排布在能量最低的電子層里電子總是盡先排布在能量最低的電子層里, 然后由里往外，然后由里往外，依次排在能量逐步升高的電子層里（依次排在能量逐步升高的電子層里（能量最低原理能量最低原理），）， 先排先排K層，排滿層，排滿K層后再排層后再排L層，排滿層，排滿L層后再排層后再排M層。層。每個電子層最多只能容納每個電子層最多只能容納2n2個電子。個電子。 最外層最多只能容納最外層最多只能容納 8個電子（個電子（K層為最外層時不能超層為最外層時不能超過過2個），次外層不超過個），次外層不超過18個

15、，倒數(shù)第三層不超過個，倒數(shù)第三層不超過32個個 上述規(guī)律相互制約，相互聯(lián)系上述規(guī)律相互制約，相互聯(lián)系現(xiàn)在學習的是第二十六頁，共48頁請寫出下列原子結(jié)構(gòu)示意圖：請寫出下列原子結(jié)構(gòu)示意圖：He Ne Ar H O MgN Na S隨堂演練隨堂演練現(xiàn)在學習的是第二十七頁，共48頁+18+102 8+102 8 18 8+362 8 8+18ArNeKr原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)示意圖現(xiàn)在學習的是第二十八頁，共48頁+12+8OO2MgMg2+觀察化學反應(yīng)中，原子微觀結(jié)構(gòu)的變化，思考元素得失觀察化學反應(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？電子與原子微觀結(jié)構(gòu)有什么聯(lián)系？ClCl

16、+178電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)現(xiàn)在學習的是第二十九頁，共48頁2 8 2+12Mg+8O6 2鎂條燃燒鎂條燃燒現(xiàn)在學習的是第三十頁，共48頁+12Mg2+2 8 2Mg+8O226O8鎂條燃燒鎂條燃燒現(xiàn)在學習的是第三十一頁，共48頁Mg2+122 8O2+828MgO鎂條燃燒鎂條燃燒現(xiàn)在學習的是第三十二頁，共48頁+12+17+17ClClMg氯化鎂的形成過程氯化鎂的形成過程現(xiàn)在學習的是第三十三頁，共48頁+12+17+17ClClMg氯化鎂的形成過程氯化鎂的形成過程ClClMg2+現(xiàn)在學習的是第三十四頁，共48頁+12+17+17氯化鎂的形成過程氯化鎂的形成過程ClClMg2+MgCl2現(xiàn)

17、在學習的是第三十五頁，共48頁1 1化學反應(yīng)中，化學反應(yīng)中，原子核不發(fā)生變化原子核不發(fā)生變化，但原子的核外，但原子的核外電子排布發(fā)生變化，元素的電子排布發(fā)生變化，元素的化學性質(zhì)主要決定于原化學性質(zhì)主要決定于原子的最外層電子子的最外層電子。 2 2鎂等金屬元素的原子，最外層電子數(shù)較少，與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，活潑非金屬反應(yīng)時，易失電子易失電子，形成，形成8 8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。3 3氧、氯等非金屬元素的原子，最外層電子數(shù)較多，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，與活潑金屬反應(yīng)時，易得電子易得電子，形成，形成8 8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。

18、電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 現(xiàn)在學習的是第三十六頁，共48頁元素元素化合價化合價原子最外層電原子最外層電子數(shù)目子數(shù)目失去（或得到）失去（或得到）電子的數(shù)目電子的數(shù)目NaMg2O6Cl-1討論：化合價與得失電子的數(shù)目、最外層電子數(shù)目討論：化合價與得失電子的數(shù)目、最外層電子數(shù)目之間的關(guān)系。之間的關(guān)系。一些元素的原子得失電子的情況一些元素的原子得失電子的情況+11失去失去1個個+2失去失去2個個-2得到得到2個個7得到得到1個個探尋規(guī)律探尋規(guī)律結(jié)論：最高結(jié)論：最高正化合價正化合價=失電子數(shù)失電子數(shù)=最外層電子數(shù)最外層電子數(shù) =得電子數(shù)得電子數(shù)=8最外層電子數(shù)最外層電子數(shù)負化合價負價負價得電子數(shù)得電子數(shù)（8 8最

19、外層電子數(shù)）最外層電子數(shù)）2 8 1+112 8 7+17現(xiàn)在學習的是第三十七頁，共48頁原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系（1）金屬元素原子最外層一般少于4個電子，在反應(yīng)中易失去電子，形成與稀有氣體元素原子相同的電子層排布的陽離子（穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）。（2）非金屬元素原子最外層一般超過4個電子，在反應(yīng)中易得到電子，形成與稀有氣體元素原子相同的電子層排布的陰離子（穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）。（3）原子核在反應(yīng)中不發(fā)生變化，原子的最外層電子數(shù)可能發(fā)生變化，元素的化學性質(zhì)取決于原子的最外層電子。元素化合價與得失電子數(shù)目的關(guān)系： （1）金屬元素為正化合價，失去電子的數(shù)目即為化合價的數(shù)值。（2）非金屬元素既可以為正化合價也可以為負化合

20、價，活潑非金屬元素的最低負化合價的數(shù)值即為得到電子的數(shù)目。元素化合價與最外層電子數(shù)目的關(guān)系：活潑金屬元素化合價=_原子最外層電子數(shù)原子最外層電子數(shù)非金屬元素的最低價=_原子最外層電子數(shù)原子最外層電子數(shù)8現(xiàn)在學習的是第三十八頁，共48頁1、道爾頓的原子學說曾經(jīng)起了很大的作用，他的學說中，包含有下述三個論點：原子是不能再分的微粒；同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同；原子是微小的實心球體。從現(xiàn)代的觀點看，你認為這三個論點中，不確切的是（ ）A只有 B只有C只有 D有反饋練習D現(xiàn)在學習的是第三十九頁，共48頁2、根據(jù)硫元素的原子結(jié)構(gòu)，推測硫元素的最高正價和最低負價分別為（ ） +2、2 B. +6、2 A.C. +4、4 D. +2、6反饋練習B現(xiàn)在學習的是第四十頁，共48頁3、已知最外層電子數(shù)相等的元素的原子有相似的化學性質(zhì)。氧元素原子已知最外層電子數(shù)相等的元素的原子有相似的化學性質(zhì)。氧元素原子核外電子分層排布示意圖：核外電子分層排布示意圖： 下列原子中，與氧原子的化學性質(zhì)相似下