《人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)》教學(xué)課件解析

1、人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)ks5u精品課件第1頁，共19頁。圖1 硅晶體圖2 用掃描隧道顯微鏡觀測(cè)到的硅晶體表面 圖3 氦原子結(jié)構(gòu)示意圖 ks5u精品課件第2頁，共19頁。原子結(jié)構(gòu)模型的演變ks5u精品課件第3頁，共19頁。古希臘哲學(xué)家德謨克利特的古代原子學(xué)說。古希臘哲學(xué)家德謨克利特是 奠基人，他認(rèn)為 是構(gòu)成物質(zhì)的微粒。 是萬物變化的根本原因。英國科學(xué)家道爾頓的近代原子學(xué)說。英國科學(xué)家 。他認(rèn)為物質(zhì)都是由 構(gòu)成的，原子是不可分割的 ,同種原子的質(zhì)量和性質(zhì)都 。英國物理學(xué)家湯姆生的“葡萄干面包式” 原子結(jié)構(gòu)模型。英國科學(xué)家 發(fā)現(xiàn)了電子，他認(rèn)為 ，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成中性原子。 的

2、發(fā)現(xiàn)使人們認(rèn)識(shí)到原子是可以再分的。盧瑟福的帶核原子結(jié)構(gòu)模型。物理學(xué)家盧瑟福根據(jù)-粒子散射現(xiàn)象，指出原子是由 和 _ 構(gòu)成的， 帶正電荷，位于 ,它幾乎集中了原子的全部質(zhì)量， 帶負(fù)電荷,在原子核周圍空間作高速運(yùn)動(dòng),就像行星環(huán)繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。丹麥物理學(xué)家玻爾的軌道原子結(jié)構(gòu)模型。丹麥物理學(xué)家指出:電子在原子核外空間內(nèi)一定 上繞核作高速運(yùn)動(dòng)電子云模型（現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)學(xué)說）?，F(xiàn)代科學(xué)家根據(jù)微觀世界的波粒二象性規(guī)律，提出用量子力學(xué)的方法_ 描述核外電子運(yùn)動(dòng)。ks5u精品課件第4頁，共19頁?，F(xiàn)代量子力學(xué)原子結(jié)構(gòu)模型（電子云模型）原子由原子核和核外電子構(gòu)成電子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律跟宏觀物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律截然不同；對(duì)于多電子

3、的原子，電子在核外一定的空間近似于分層排布ks5u精品課件第5頁，共19頁。原子核外電子的分層排布 +2He+18Ar1、原子核外電子的分層排布+10Ne該電子層上的電子核電荷數(shù)電子層原子核+1H+8O+12Mgks5u精品課件第6頁，共19頁。 為了形象地表示原子的結(jié)構(gòu)，人們就創(chuàng)造了“原子結(jié)構(gòu)示意圖”這種特殊的圖形。+15第1層第2層第3層K層L層M層原子核原子核帶正電核電荷數(shù)285原子結(jié)構(gòu)示意圖ks5u精品課件第7頁，共19頁。電子層序數(shù)（n）1234567符號(hào)能量大小距核遠(yuǎn)近K L M N O P Q 小 大近 遠(yuǎn)電子能量高在離核遠(yuǎn)的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，電子能量低在離核近的區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，把原子核外

4、分成七個(gè)運(yùn)動(dòng)區(qū)域，又叫電子層，分別用n=1、2、3、4、5、6、7表示，分別稱為K、L、M、N、O、P、Q，n值越大，說明電子離核越遠(yuǎn)，能量也就越高。2、原子核外電子運(yùn)動(dòng)區(qū)域與電子能量的關(guān)系： ks5u精品課件第8頁，共19頁。3、原子核外電子排布規(guī)律電子總是盡先排布在能量最低的電子層里, 然后由往外，依次排在能量逐步升高的電子層里（能量最低原理） 先排K層，排滿K層后再排L層，排滿L層后再排M層每個(gè)電子層最多只能容納2n2個(gè)電子。 最外層最多只能容納 8個(gè)電子（K層為最外層時(shí)不能超過2個(gè)） 次外層最多只能容納18個(gè)電子（K層為次外層時(shí)不能超過2個(gè) 倒數(shù)第三層最多只能容納32個(gè)電子 ks5u精

5、品課件第9頁，共19頁。4、原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系（結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)）（1）穩(wěn)定結(jié)構(gòu)：原子既不容易失去電子又不容易得到電子（如He、Ne、Ar等）（2）不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)：原子容易失去電子轉(zhuǎn)化或容易得到電子轉(zhuǎn)化最外電子層上為8（有些為2）個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。(如，失去： Na、Mg、Al 得到：F、O、Cl)ks5u精品課件第10頁，共19頁。+12282失去電子+1228MgMg2+826+828得到電子OO2-ks5u精品課件第11頁，共19頁。結(jié)論1、活潑金屬元素的原子容易失去最外層上的電子變?yōu)閹д姾傻年栯x子，陽離子所帶正電荷的數(shù)目等于原子失去的電子的數(shù)目。MgMg2+失 2e-（帶2個(gè)單位正電荷

6、）2、活潑非金屬元素的原子容易得到電子變?yōu)閹ж?fù)電荷的陰離子，陰離子所帶負(fù)電荷的數(shù)目等于原子得到的電子的數(shù)目。OO2-得 2e-（帶2個(gè)單位負(fù)電荷）ks5u精品課件第12頁，共19頁。問題解決：氧化鎂的形成宏觀：氧氣和金屬鎂反應(yīng)生成氧化鎂，氧化鎂是氧元素與鎂元素相結(jié)合的產(chǎn)物。微觀：每個(gè)Mg失去2個(gè)電子形成與Ne一樣的穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)的Mg2+，每個(gè)O得到2個(gè)電子形成與Ne一樣的穩(wěn)定電子層結(jié)構(gòu)的O2-，帶正電荷的Mg2+與帶負(fù)電荷的O2-相互發(fā)生電性作用，形成穩(wěn)定的MgO.如下圖Mg+O2=2MgOks5u精品課件第13頁，共19頁。+12Mg+8O+12+8Mg2+O2-結(jié)論： 原子最外層的電子數(shù)

7、小于8個(gè)時(shí)，在化學(xué)反應(yīng)中總是得到或失去電子而達(dá)到最外層8電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。ks5u精品課件第14頁，共19頁。金屬單質(zhì)Na、Mg能分別與非金屬單質(zhì)O2、Cl2反應(yīng)生成氧化物和氯化物，請(qǐng)寫出這些氧化物和氯化物的化學(xué)式。 元素化合價(jià)原子最外層電子數(shù)目失去（或得到）電子的數(shù)目NaMg2O6Cl-1根據(jù)Na、Mg、O、Cl原子在反應(yīng)中失去或得到電子的數(shù)目和該原子的最外層電子數(shù)目，推斷其氧化物和氯化物中元素的化合價(jià)，將結(jié)果填入下表： 一些元素的原子得失電子的情況Na2O、MgO、NaCl、MgCl2ks5u精品課件第15頁，共19頁。問題解決最外層電子數(shù)4時(shí)，容易失去電子（化合價(jià)失去的電子數(shù)目）原子最外層

8、電子數(shù)4時(shí)，容易得到電子（化合價(jià)最外層電子數(shù)8）關(guān)系：元素化合價(jià)在數(shù)值上等于原子失去或得到的電子數(shù)目（失為正，得為負(fù)）ks5u精品課件第16頁，共19頁。小結(jié)：1 原子結(jié)構(gòu)模型的演變 道爾頓湯姆生盧瑟福 玻爾量子力學(xué)2、原子核外電子排布規(guī)律能量最低原理每個(gè)電子層最多只能容納2n2個(gè)電子。 最外層最多只能容納 8個(gè)電子（K層為最外層時(shí)不能超過2個(gè)） 次外層最多只能容納18個(gè)電子（K層為次外層時(shí)不能超過2個(gè) 倒數(shù)第三層最多只能容納32個(gè)電子 ks5u精品課件第17頁，共19頁。信息博覽：新華網(wǎng)3月27日電 日本奈良尖端科技研究生院的大門寬教授應(yīng)用“圓偏振光光電子衍射原理”開發(fā)成功立體顯微鏡，能夠把原子的排列結(jié)構(gòu)擴(kuò)大100億倍，從而使人得以對(duì)微觀世界的物質(zhì)進(jìn)行立體性的觀測(cè)和攝影。據(jù)這位科學(xué)家提供的資料說，使用這種新型顯微鏡對(duì)鎢的晶體進(jìn)行的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)了由4個(gè)原子構(gòu)成的邊長為2.74埃(1米的百億分之一)的菱形結(jié)構(gòu)。 他說，這是在世界上第一次對(duì)物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)進(jìn)行高倍率的觀測(cè)，它的觀測(cè)倍率要比現(xiàn)有最高水平的電子顯微鏡提高大約200倍，今后在開發(fā)超導(dǎo)物質(zhì)等新功能材料及解析催化劑的反應(yīng)機(jī)制等應(yīng)用物理和化學(xué)領(lǐng)域?qū)?huì)發(fā)揮重要作用 ks5u精品課件第18頁，共19頁。原子核外電子是 排布的金屬元素的原子最外層一般 個(gè)電子，在化學(xué)反應(yīng)中易 電子形成與稀有氣體原