原子結(jié)構(gòu)教材分析

1、原子結(jié)構(gòu)教材分析一、原子核、核素原子核的構(gòu)成原子和原子核的構(gòu)成原子核質(zhì)子：正電性，相對(duì)質(zhì)量約為1.007，由3個(gè)夸克構(gòu)成原子、玄I中子：電中性，相對(duì)質(zhì)量約為1.008，由3個(gè)夸克構(gòu)成、核外電子：負(fù)電性、相對(duì)質(zhì)量約為1/1836“交流研討”解答問題1答案：由于原子是電中性的，1個(gè)質(zhì)子帶1個(gè)單位的正電荷，1個(gè)電子帶1個(gè)單位的負(fù)電荷，所以原子中：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)問題2答案：原子的質(zhì)量主要是由質(zhì)子和中子決定的。問題3答案：取近似整數(shù)值時(shí)，原子的相對(duì)質(zhì)量等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和。質(zhì)量數(shù)質(zhì)量數(shù)的概念：人們將原子核中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和稱為質(zhì)量數(shù)。概念公式：由質(zhì)量數(shù)的概念得到下列公式：質(zhì)子數(shù)(Z)+

2、中子數(shù)(N)=質(zhì)量數(shù)(A)質(zhì)量數(shù)是原子的質(zhì)量數(shù)，不是元素的質(zhì)量數(shù)。1種元素可以有多種不同的原子，每種原子都有自己的質(zhì)量 數(shù)。原子的質(zhì)量數(shù)與原子的相對(duì)原子質(zhì)量的近似整數(shù)值相等，即氣(B)A (B)。如：Ar (16O)A (16O)=16；Ar (14C)F (14C)=14；Ar (37Cl)A (37Cl)=37。符號(hào) X的涵義：符號(hào)a X代表1個(gè)質(zhì)量數(shù)為A、質(zhì)子數(shù)為Z的原子。 TOC o 1-5 h z aX原子內(nèi)中子數(shù)為：N=AZo如16 O核內(nèi)中子數(shù)為168 = 8，17O核內(nèi)中子數(shù)為：17 8 = 9；18O核Z888內(nèi)中子數(shù)為18 8 = 10oX可以是原子，也可以是離子。 口：3

3、5Cl-核內(nèi)中子數(shù)為：35 17=18，37 Cl-核內(nèi)中子數(shù)為：37 17=20；171723Na+核內(nèi)中子數(shù)為：23 11 = 12o“遷移應(yīng)用”解答問題1答案：37Cl表示1個(gè)質(zhì)子數(shù)為17，質(zhì)量數(shù)為37的Cl原子。問題2答案：12 C和14 C原子結(jié)構(gòu)上的異同列表比較如下: 66原子原子核質(zhì)子中子核外電子16c66614 C6 C686異同同異同核素元素元素是具有相同質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))的同一類原子的總稱。同種元素的原子，質(zhì)子數(shù)一定相同，中子數(shù)可以相同，也可以不同?！坝^察思考”解答問題1答案:名稱氕、氘、氤原子結(jié)構(gòu)的異同列表比較如下：符號(hào)原子核中子質(zhì)子核外電子氕1H101氘D 或（2H）1

4、11氚T （或 3H）121異同同異同問題2答案：氕、氘、氤核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，它們是同一種元素一一氫元素。核素人們把具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子稱為核素。核素與原子的關(guān)系：核素是原子，但不是指單個(gè)的原子，而是指1種(或1類)原子，這類原子的共同 點(diǎn)是質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)也相同。如H原子有很多，但其核素只有3種：；H、2H、3H。核素與元素的關(guān)系：多數(shù)元素具有多種核素，少數(shù)元素只有1種核素。H元素有3種核素：；HHC元素有3種核素:多核素元素J單核素元素0元素有3種核素成。其。點(diǎn).。C1元素有2種核素3C1；CU元素有3種核素:爰U、篁U、凳UF元素只有1種核素首F .Na元素只有1種核

5、素奇而元素的相對(duì)原子質(zhì)量：元素的各種天然核素相對(duì)原子質(zhì)量與其原子百分組成乘積的代數(shù)和。概念公式：nAr (E)=A r (E.) x (E.)i=1式中，Ar (E,)是E的各種天然核素的相對(duì)原子質(zhì)量，x (E,)是E的各種天然核素的原子個(gè)數(shù)百分含量。如Cl元素的兩種天然核素35 Cl和37 Cl的相對(duì)原子質(zhì)量及原子個(gè)數(shù)百分含量分別為34.969和36.966,75.77% 1717和24.23%，則Cl元素的相對(duì)原子質(zhì)量為：Ar (Cl)= 34.969X 75.77%+36.966X 24.23% = 35.45o元素的相對(duì)原子質(zhì)量是1個(gè)算術(shù)平均值，所以又稱為元素的平均相對(duì)原子質(zhì)量。元素周

6、期表和相對(duì)原子質(zhì) 量表中的數(shù)值就是元素的相對(duì)原子質(zhì)量，而非核素(或原子)的相對(duì)原子質(zhì)量。元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量。元素的各種天然核素相對(duì)原子質(zhì)量取近似整數(shù)值(即各種天然核素的質(zhì)量數(shù)) 與其原子百分組成乘積的代數(shù)和。如：氯元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量為：Ar (C1)=35X75.77%+37X24.23% = 35.5。同位素質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同核素互稱為同位素。同位素與核素的關(guān)系：核素是一種(或一類)原子的稱謂，同位素是同一元素的不同核素間的互稱。 互為同位素的核素，質(zhì)子數(shù)相同，是同一種元素的不同原子，它們?cè)谠刂芷诒碇刑幱谙嗤奈恢谩?互為同位素的核素化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)有的相

7、同或相近，有的差別很大。同位素的種類(穩(wěn)定同位素 同位素放射性同位素放射性同位素的用途作為放射源：用于腫瘤治療。進(jìn)行同位素示蹤：進(jìn)行疾病診斷、食品保鮮、金屬制品探傷等。二、核外電子排布核外電子的運(yùn)動(dòng)特征具有“廣闊”的運(yùn)動(dòng)空間。運(yùn)動(dòng)速率很快，接近光速。所處位置和運(yùn)動(dòng)速率不能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定(測(cè)不準(zhǔn)原理)?！敖涣餮杏憽苯獯鹪咏Y(jié)構(gòu)模型是科學(xué)家根據(jù)自己的認(rèn)識(shí)，對(duì)原子結(jié)構(gòu)的形象描摹。一種模型代表了人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)的 一個(gè)階段。人類認(rèn)識(shí)原子的歷史是漫長的，也是無止境的。下面介紹幾種原子結(jié)構(gòu)模型。道爾頓原子模型(1803年)：原子是組成物質(zhì)的基本的粒子，它們是堅(jiān)實(shí)的、不可再分的實(shí)心球。湯姆生原子模型(190

8、4年)：原子是一個(gè)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，從而形成了中性原子。盧瑟福原子模型(1911年)：在原子的中心有一個(gè)帶正電荷的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量， 電子在它的周圍沿著不同的軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，就像行星環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。玻爾原子模型(1913年)：電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速的圓周運(yùn)動(dòng)。量子力學(xué)模型一一電子云模型(1927年1935年)：在原子核外運(yùn)動(dòng)的電子并不遵循宏觀物體的運(yùn)動(dòng) 規(guī)律。人們統(tǒng)計(jì)出電子在核外空間某處出現(xiàn)的機(jī)會(huì)多少，用電子云形象地表示之。人們又將電子運(yùn)動(dòng)所處 的區(qū)域形象地稱為“軌道”。如s軌道、p軌道、d軌道等。不同軌道的電子云形狀不

9、同。s軌道是球形的， p軌道是紡錘形的，d軌道是花瓣形或陀螺形的。傳統(tǒng)的原子結(jié)構(gòu)模型(1)(4)都有不妥之處，如玻爾原子模型中電子的圓周運(yùn)動(dòng)就是錯(cuò)誤的?，F(xiàn)在， 科學(xué)家已能利用電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡拍攝表示原子圖像的照片。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類 對(duì)原子的認(rèn)識(shí)過程還會(huì)不斷深化。同學(xué)們也可以提出自己的原子模型理論。核外電子的排布規(guī)律在含有多個(gè)電子的原子里，電子依能量不同分層排布，其主要規(guī)律是：各層最多能容納的電子數(shù)是2n2 (表示電子層序數(shù))。各原子最外電子層上能容納的電子數(shù)不超過8個(gè)(K層為最外層時(shí)不超過2個(gè)電子)。次外電子層上不超過18個(gè)電子，倒數(shù)第3層上最多不超過32個(gè)電子。核外電子

10、總是盡可能先排在能量最低的電子層里，然后由里往外依次排布在能量逐漸升高的電子層 里。原子結(jié)構(gòu)示意圖：原子結(jié)構(gòu)示意圖的涵義(2) 120號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖:(3) 120號(hào)元素中常見離子的結(jié)構(gòu)示意圖:2電子離子8電子離子C七可七厄)腴苛：F-： 65) 28 Na+:+li)28Mg2: 412; 28AP:413) 2818電子離子(4)稀有氣體原子的核外電子排布核電荷數(shù)元素名稱元素符號(hào)各電子層的電子數(shù)KLMNOP2氦He210氖Ne2818氬Ar28836氟Kr2818854氙Xe281818886氡Rn281832188“遷移應(yīng)用”解答Cl原子、Cl-離子。、286、x y 問題1答案

11、：O原子、Na+離子、問題2答案：C:猶、N：靛、F：、S：色P： Q 拔t、Mg：&的 282原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系（1）稀有氣體最外層電子數(shù)為8 （He為2）,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性質(zhì)不活潑。（2）金屬元素最外層電子數(shù)一般小于4,較易失去最外層電子。（3）非金屬元素最外層電子數(shù)一般大于或等于4,較易獲得電子，形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。原子結(jié)構(gòu)與元素化合價(jià)的關(guān)系（1）稀有氣體原子結(jié)構(gòu)為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，常見化合價(jià)為零。（2）金屬元素失去最外層電子，達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其最高正價(jià)為+m （m為最外層電子數(shù)）。（3）非金屬元素得到一定數(shù)目的電子，達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，其最低負(fù)價(jià)為m-8 （H為m-2）?！敖涣餮杏憽苯獯饐栴}1答案：

12、Na原子和Mg原子的最外層電子數(shù)較少，分別為1和2,在化學(xué)反應(yīng)中較易失去而形成8電 子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故表現(xiàn)出還原性。O原子和Cl原子的最外層電子數(shù)較多，分別為6和7,在化學(xué)反應(yīng)中較易 得到電子，而形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，故表現(xiàn)出氧化性。問題2答案：通過原子結(jié)構(gòu)，特別是原子的最外層電子數(shù)，可以判定元素的化合價(jià)，進(jìn)而推斷出形成物質(zhì) 的原子個(gè)數(shù)比及彼此可能的連接方式，從而有利于理解物質(zhì)的結(jié)構(gòu)。通過原子結(jié)構(gòu)，特別是原子的最外層 電子數(shù)，可以判定元素化合時(shí)得失電子的能力，有助于認(rèn)識(shí)物質(zhì)的氧化性和還原性。三、“概括整合”解答問題1答案：問題2答案：（1）核外電子的排布規(guī)律（見本書第7頁）（2）原子的最外層電子排布

13、決定了元素的化學(xué)性質(zhì)。當(dāng)原子最外層電子數(shù)小于4時(shí)，元素通常表現(xiàn)出還 原性；當(dāng)原子最外層電子數(shù)大于或等于4時(shí)，元素通常表現(xiàn)出氧化性；當(dāng)原子最外層電子數(shù)達(dá)到8電子穩(wěn) 定結(jié)構(gòu)（He為2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）時(shí)，元素表現(xiàn)出惰性。問題3答案：研究原子結(jié)構(gòu)可以推測(cè)物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和元素的性質(zhì)，推動(dòng)科學(xué)的發(fā)展，提高人民的物質(zhì)生活水 平。2H和3H用于制造氫彈，235U用于制造原子彈和用作核反應(yīng)堆燃料，32 P用于植物示蹤等。中子比119215質(zhì)子略重，原子的質(zhì)量主要集中在原子核上?？淇瞬豢煞?，共6種。質(zhì)子中的3個(gè)夸克與中子中的3個(gè)夸克不完全相同。陽離子中：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)。陰離子中：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)。

14、原子ZNA12C661213C671314C6814原子的相對(duì)原子質(zhì)量，是該原子的質(zhì)量與12C原子質(zhì)量的1/12的比值。*ci隱藏著的兩個(gè)涵義是其原子內(nèi)中子數(shù)為2，電子數(shù)為u。氕原子（1H）核內(nèi)沒有中子；氕離子（1H命只是1個(gè)質(zhì)子。因?yàn)殡?、氘、氤是?種元素，所以又可分別用1H、2H、3H表示。同種核素化學(xué)性質(zhì)相同，物理性質(zhì)也相同。12 C是定義相對(duì)原子質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)原子，也是確定阿伏加德羅常數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)原子。 62H和3H是制造氫彈的原料。232U是制造原子彈的原料，也是核反應(yīng)堆的燃料。核素的相對(duì)原子質(zhì)量即初中學(xué)習(xí)的原子的相對(duì)原子質(zhì)量。在天然存在的各種元素里，不論游離態(tài)還是化合態(tài)，各核素的原子百分組

15、成是不變的。公式中，x （E.）是各種核素的原子個(gè)數(shù)百分含量，而非各種核素的質(zhì)量百分含量。 I相對(duì)原子質(zhì)量核素的相對(duì)原子質(zhì)量Ur （E）_ 2m（E原子）jm WC12原子）.元素的相對(duì)原子質(zhì)量”核素的相對(duì)原子質(zhì)量也E)_ 12w：:(E 原子)Im (C12 原子)元素的相對(duì)原子質(zhì)量0(E)=文Ej)(Ei) i=l元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量. !=1元素、核素、同位素的關(guān)系:體育場(chǎng)的其他空間被電子占據(jù)如果把原子比作1個(gè)龐大的體育場(chǎng)，原子核只是體育場(chǎng)中央的1個(gè)小螞蟻， 著。S軌道p軌道X令蹴道電子層數(shù)與表示符號(hào)的關(guān)系：電子層數(shù) 1234567表示符號(hào) K L M N O P Q畫原子結(jié)構(gòu)示意圖，須注明原子的名稱或符號(hào)。每行的電子層數(shù)相同，每列的最外層電子數(shù)相同。與He原子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。與Ne原子具有相同的