打開原子世界的大門課件

1、高中 一年級第一學期化學化學變化中的最小微粒是什么? 1.打開原子世界的大門1.1 從葡萄干面包原子模型到原子結(jié)構(gòu)的行星模型化學簡史年代大 事 紀 要約50萬年前“北京猿人”已會用火公元前86千年中國(新石器時代)開始制陶器約公元前2千年中國已會鑄銅中國戰(zhàn)國時期惠施（物質(zhì)是無限可分的）墨子（物質(zhì)分割是有一定條件的）公元前四世紀古希臘的德謨克利特提出樸素的原子論;古希臘的亞里斯多德提出“四元素”學說公元前14087年中國發(fā)明了造紙術(shù)十世紀中國(宋代)把火藥用于制造火藥箭、火球等武器1661年英國的波義耳在懷疑派化學家一書中給元素下了科學的定義1748年俄國化學家羅蒙諾索夫建立了質(zhì)量守恒定律 17

2、72年、73年瑞典化學家舍勒和英國化學家普利斯特里分別發(fā)現(xiàn)并制得了氧氣1777年法國化學家拉瓦錫最早用天平和為研究化學的工具，并發(fā)表燃燒概論，推翻了燃素學說1808年 英國科學家道爾頓提出了近代原子學說 1811年意大利科學家阿佛加德羅提出了分子的概念1828年德國化學家維勒證明有機物可用普通的無機物制得 1860年分子學說得到世界公認1869年俄國的門捷列夫提出了他的第一個周期表1888年法國化學家勒沙特列提出了化學平衡移動原理 1890年德國化學家凱庫勒提出了苯分子的結(jié)構(gòu)式 1895年德國的倫琴發(fā)現(xiàn)了看不見的射線X射線1896年法國的貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾的放射性1903年英國的湯姆遜提出了葡萄

3、干面包原子模型1911年英國的盧瑟福提出原子結(jié)構(gòu)的行星模型1934年法國的約里奧居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性1942年中國的侯德榜發(fā)明了聯(lián)合制堿法1965年中國科學家合成出牛胰島素,是首次人工合成蛋白質(zhì)1981年我國科學家首次人工合成完整生物活性的核糖核酸2000年人類基因組破譯 公元前5世紀的古希臘哲學家留基伯在致力于思考分割物質(zhì)問題后得出一個結(jié)論:分割過程不能永遠繼續(xù)下去，物質(zhì)的碎片遲早會達到不可能分。他的學生德謨克里特接受了這種物質(zhì)碎片會小到不可再分的觀念,并稱這種物質(zhì)的最小組成單位為“原子” 。 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(jié)構(gòu)模型經(jīng)過多

4、次演變，給我們多方面的啟迪。古典原子論公元前460-370年 德謨克利特(希臘) 物質(zhì)只能分割到原子為止公元前5世紀 留基伯(希臘)宇宙是由不可分割的粒子組成的，這些粒子叫做原子. 古典原子論戰(zhàn)國 墨子(中國) 物質(zhì)被分割是有條件的戰(zhàn)國 惠施(中國) 物質(zhì)無限可分 1803年，英國科學家道爾頓提出近代原子學說，他認為原子是微小的不可分割的實心球體。道爾頓的原子模型 湯姆遜原子模型（1904年）:原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子,中和了正電荷，從而形成中性原子。葡萄干面包模型近代原子論1895年 倫琴(德國) 發(fā)現(xiàn)了倫琴射線近代原子論1896年 貝克勒爾(法國) 發(fā)現(xiàn)了鈾鹽的

5、放射性 盧瑟福原子模型（1911年）：在原子的中心有一個帶正電的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它周圍沿著不同的軌道運轉(zhuǎn)，就像行星環(huán)繞太陽一樣運轉(zhuǎn)。行星模型 盧瑟福提出的行星模型是以經(jīng)典電磁學為理論基礎(chǔ)，主要內(nèi)容有：原子的大部分體積是空的； 在原子的中心有一個體積很小、密度極大的原子核； 原子的全部正電荷在原子核內(nèi)，且?guī)缀跞抠|(zhì)量均集中在原子核內(nèi)部。帶負電的電子在核空間進行高速的繞核運動。 玻爾原子模型（1913年）:原子結(jié)構(gòu)中的量子化軌道理論，電子在固定的軌道上分層運動。 玻爾的原子模型 薛定諤電子云模型：現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學說現(xiàn)代量子力學模型著名的薛定諤方程式： 今日的原子結(jié)構(gòu)：電子云

6、模型 原子核=質(zhì)子+中子電子軌域電子原子的大部分空間是空的電子云電子云道爾頓模型Dalton model(1803)堅實不可分的實心球湯姆遜模型Thomson model(1904)平均分布著正電荷的粒子嵌著同數(shù)目的電子拉塞福模型Lutherful model(1911)帶正電荷的核位于中心，質(zhì)量主要集中在核上，電子沿不同軌道運轉(zhuǎn)玻爾模型Bohr model(1913)電子在一定軌道上繞核做高速圓周運動電子云模型Electron cloud model(1935)現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學說近代原子模型發(fā)展歷史 原子是化學變化中的最小微粒。同種原子的性質(zhì)和質(zhì)量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何構(gòu)成的

7、呢? 原子的構(gòu)成原子核(質(zhì)子和中子)核外電子原子中各微粒之間的數(shù)量關(guān)系、電性關(guān)系和質(zhì)量關(guān)系核外電子的運動特點核外電子的排布規(guī)律(原子結(jié)構(gòu)示意圖)核素和同位素核外電子排布與元素性質(zhì)（原子得失電子能力和化合價）間的關(guān)系知識框圖 1.2 原子結(jié)構(gòu)和相對原子質(zhì)量1. 原子的構(gòu)成、原子核的構(gòu)成是怎樣的? 質(zhì)子(+) 中子原子核原子核外電子(-)(+)一、原子結(jié)構(gòu)XZA符號表示:資料1、原子核半徑小于原子半徑的萬分之一，體積占原子體積的幾千萬億分之一。（如同大型體育場與螞蚊）構(gòu)成原子的粒子及其性質(zhì)構(gòu)成原子的粒子 電子原子核質(zhì)子中子電性和電量1個電子帶一個單位負電荷1個質(zhì)子帶一個單位正電荷不顯電性 質(zhì)量/k

8、g9.109X10-31 1.673X10-27 1.675X10-27相對質(zhì)量 資料2、原子的質(zhì)量集中在原子核：原子核密度很大，假如在1 cm3的容器里裝滿原子核，則它的質(zhì)量就相當于1.2108 t，形象地可以比喻為需要3000萬輛載重4 t的卡車來運載。 1.相對原子質(zhì)量的概念是什么？計算并填寫上表中的相對質(zhì)量2.一個質(zhì)子的相對質(zhì)量如何計算？提示：對原子核內(nèi)有6個質(zhì)子和6個中子的一個C原子質(zhì)量的1/12（1.661 X10-27 kg）相比較所得的數(shù)值。相對原子質(zhì)量=思考構(gòu)成原子的粒子及其性質(zhì)構(gòu)成原子的粒子 電子原子核質(zhì)子中子電性和電量1個電子帶一個單位負電荷1個質(zhì)子帶一個單位正電荷不顯電

9、性 質(zhì)量/kg9.109X10-31 1.673X10-27 1.675X10-27相對質(zhì)量 1/1836 1.007 1.008 質(zhì)量數(shù)將原子核內(nèi)所有的質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值加起來，所得的數(shù)值，叫質(zhì)量數(shù)。質(zhì)量數(shù)(A)= 質(zhì)子數(shù)(Z)+ 中子數(shù)(N)原子種類質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)氫101碳666氧888鈉111211氯171817幾種原子的構(gòu)成從表中可以看出什么？1.不同種類的原子，質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)不同2.質(zhì)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XAZ元素符號質(zhì)量數(shù) 核電荷數(shù) （核內(nèi)質(zhì)子數(shù)）表示原子組成的一種方法a代表質(zhì)量數(shù)；b代表質(zhì)子數(shù)既核電荷數(shù)；c代表離子的所帶電荷

10、數(shù)；d代表化合價e代表原子個數(shù)a b c d e各代表什么請看下列表示 ab+dXc+e思考：8O2-各數(shù)字所表示的含義？16質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)微粒H S2- Na+ 11填表中子數(shù)電子數(shù)23123235451801101616801135Br8035練習1、當質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))核外電子數(shù)，該離子是( )離子，帶( )電荷。2、當質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))（ ）核外電子數(shù)，該離子是陰離子，帶( )電荷。陽正負離子：原子或原子團得、失電子后形成的帶電微粒稱為離子，離子也是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒。帶正電荷的離子稱為陽離子：如：H+ Na+ Mg2+ Al3+ Ca2+ Ba2+ Cu2+ Fe3+ Fe2+ NH4

11、+ 等等 帶負電荷的離子稱為陰離子：如：Cl- Br- I- S2- OH- SO42- CO32- HCO3- 等等 粒子符號質(zhì)子數(shù)電子數(shù) S2- Axn+ x Aym- y NH4+ OH-1618X-ny-m1110910填表中子(Az)個決定同種元素不同種原子核電荷數(shù)(Z)=原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)原子核核外電子z個決定元素的化學性質(zhì)質(zhì)子 z個決定元素種類 質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)原子 ZX的三種微粒間的關(guān)系：A練習1. 據(jù)最新報道，放射性元素鈥 67Ho可有效地治療肝癌。該元素原子核內(nèi)的中子數(shù)與核外電子數(shù)之差（ ） A. 32 B. 67 C.99 D.1662據(jù)

12、報道，1994年12月科學家發(fā)現(xiàn)了一種新元素，它的原子核內(nèi)有161個中子，質(zhì)量數(shù)為272，該元素的原子序數(shù)為（ ） A. 111 B. 161 C. 272 D. 433AA1663、填寫下表微粒 質(zhì)量數(shù) 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 電子數(shù) 27Al 32S2- 23Na+ X- 17 182713141332161618231112103518二、同位素兩同(同質(zhì)子數(shù)、同一元素)兩不同(中子數(shù)不同、原子不同)，如12C、l3C、14C等。特點：(1)同位素的化學性質(zhì)幾乎完全相同，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)，各種同位素的原子個數(shù)百分比(豐度)一般為定值。 同種元素

13、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。定義：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原子互稱為同位素。同位素、元素、同素異形體的比較：元 素同位素同素異形體定義對象定義實例具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的總稱廣義的原子 原 子 單 質(zhì)質(zhì)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(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同的單質(zhì)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(gòu)成。2、區(qū)別：同位素有1800余種，元素只有112種。11H、21H、31H金剛石與石墨 氧氣與臭氧下列符號代表幾種元素？幾種原子？18Ar4019K4019K+4020Ca4220Ca4019K41

14、三、相對原子質(zhì)量 (1)原子質(zhì)量：指原子的真實質(zhì)量，也稱絕對質(zhì)量，是通過精密的實驗測得的。如一個8O原子的質(zhì)量為2.657X10-26kg，一個6C原子的質(zhì)量為1.99310-26kg等。 (2)相對原子質(zhì)量，以12C原子質(zhì)量的1/12(約為1.66110-27 kg作為標準，其他原子的質(zhì)量跟它比較所得的值。1612某原子的絕對質(zhì)量12 6C 原子的絕對質(zhì)量1/12相對原子質(zhì)量=(3)質(zhì)量數(shù)：如果忽略原子中電子的質(zhì)量，將原子核內(nèi)所有的質(zhì)子和中子的相對質(zhì)量取近似整數(shù)值為1，則它們加起來的數(shù)叫質(zhì)量數(shù)(為正整數(shù)值)。A=Z+N (4)同位素相對原子質(zhì)量，各同位素原子的質(zhì)量與6C原子的質(zhì)量的1/12的

15、比值。 一種元素有幾種同位素，就應(yīng)當有幾種同位素原子量，如17C1為34.969，17Cl為36.966等。123537(5) 元素的相對原子質(zhì)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： (6)元素的近似相對原子質(zhì)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(zhì)量數(shù)乘積的加和，即： Ar同位素質(zhì)量數(shù)原子個數(shù)百分比 A1a%+A2b%+A3c%+ Ar=同位素原子量原子個數(shù)百分比 =Aa%十B b%十C c%十練習：相對原子質(zhì)量和近似相對原子質(zhì)量的計算方法： 已知氯元素有兩種同位素原子17Cl和17Cl，其中17Cl的相對原子質(zhì)量是34.96

16、9,在自然界中的百分比是75.77%, 17Cl的相對原子質(zhì)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(zhì)量和近似相對原子質(zhì)量。解：Cl元素的相對原子質(zhì)量: 34.96975.77% + 36.966 24.23%=35.453Cl元素的近似相對原子質(zhì)量:35 75.77% + 37 24.23%=35.4846353537371.法國里昂的科學家最近發(fā)現(xiàn)一種只由四個中子構(gòu)成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，也有人稱之為“零號元素”。下列有關(guān)“四中子”粒子的說法不正確的是（ ）A該粒子不顯電性 B該粒子質(zhì)量數(shù)為4C與氫元素的質(zhì)子數(shù)相同 D該粒子質(zhì)量比氫原子大 練

17、習C 2.已知A2、B、C、D2、E3五種簡單離子的核外電子數(shù)相等，與它們對應(yīng)的原子的核電荷數(shù)由大到小的順序是 。練習E、D、C、B、A3.現(xiàn)有bXn和aYm兩種離子，它們的電子數(shù)相同，則 a 與下列式子有相等關(guān)系的是（ ）（A）bmn （B） bmn（C）bmn （D） bmnB1.3 揭開原子核外電子運動的面紗核外電子分層排布電子按能量高低在核外分層排布。1234567KLMNOPQ由內(nèi)到外，能量逐漸升高核外電子的排布規(guī)律1. 電子總是盡先排布在能量最低的電子層里。2. 每個電子層最多只能排布2n2個電子。3. K層為最外層時，最多只能容納2個電子。4. 其它各層為最外層時，最多只能容納8

18、個電子。5. 次外層最多不超過18個電子。稀有氣體元素原子電子層排布核電荷數(shù)元素名稱元素符號各電子層的電子數(shù)KLMNOP最外層電子數(shù)2氦He2210氖Ne28818氬Ar288836氪Kr28188854氙Xe2818188886氡Rn2818321888各層最多電子數(shù)281832?一、原子結(jié)構(gòu)示意圖120號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖HHeLiBeBCNOFNeNaMgAlSiPSClArKCa二、電子式Al 用小黑點(或)來表示元素原子的最外層上的電子的圖式稱為電子式.HHeBCAlLiBeNOFNeSiNaMgPSClArKCa1-20號元素原子的電子式H+Li+Na+K+Mg2+Al3+ F

19、- Cl - S 2- O H-HH N H+H部分離子的電子式本章復習提要1.科學家及其化學史，盧瑟福的行星模型2.原子的結(jié)構(gòu)，表示原子組成的符號3.幾個公式4.離子的概念5.同位素的概念6.相對原子質(zhì)量的 概念7.原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖和電子式 已知硫原子質(zhì)量數(shù)為32，求中子數(shù) 某氯原子的中子數(shù)為20，求質(zhì)量數(shù) 某原子的質(zhì)量數(shù)為18，核外有8個電子，求中子數(shù) 某二價陽離子含有10個電子，12個中子，求質(zhì)量數(shù) 某一價非金屬陰離子含有10個電子，10個中子，求質(zhì)量數(shù) 元素R的一個原子質(zhì)量數(shù)為a，其陰離子Rn-有b個電子，求中子數(shù)。例題11637102419a b + n 若陰離子XO3- 含有42個電子，質(zhì)量數(shù)為83，氧原子的中子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，則X元素原子核內(nèi)中子數(shù)為（ ） A. 18 B. 13 C. 15 D. 7A例題2 B 某微粒用 表示，下列關(guān)于該微粒的敘述中正確的是 A 所含質(zhì)子數(shù)An B 所含中子數(shù)AZ C 所含電子數(shù)Zn D 質(zhì)子數(shù)ZARAZn+A 某元素R的二價陰離子核外共有a個電子，核內(nèi)有b個中子，則R原子的符號應(yīng)表示為： 核內(nèi)中子數(shù)為N的R2+ 離子，質(zhì)量數(shù)為A，則它的ng氧化物中所含電子的物質(zhì)的量為：例題3Ra+b-2a-2 按下列要求寫出粒子的符號、名稱和原子結(jié)構(gòu)示意圖。 核電荷數(shù)為3，核外電子數(shù)