2.3.1 人類認識原子結構的歷程 原子核的構成學案2023-2024學年高一上學期化學蘇教版（2019）必修第一冊

新蘇教版高中化學必修1PAGEPAGE1第三單元人類對原子結構的認識第1課時人類認識原子結構的歷程原子核的構成[核心素養(yǎng)發(fā)展目標]1.了解原子結構模型的演變，培養(yǎng)探索未知、崇尚真理的意識。2.熟知原子的構成，會正確計算微粒的質量數(shù)、質子數(shù)、中子數(shù)。3.知道元素、核素、同位素的概念，并了解它們之間的關系。一、人類認識原子結構的歷程1．德謨克利特古希臘哲學家德謨克利特指出，物質是由不可分割的微粒(即原子)構成的。2．道爾頓19世紀初，英國科學家道爾頓提出原子學說，認為物質由原子組成，原子不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅，在化學變化中不可再分割。3．湯姆生19世紀末，英國物理學家湯姆生發(fā)現(xiàn)原子中存在電子，推測這種粒子是均勻地嵌在云狀的正電荷球體中，提出“葡萄干面包式”的原子結構模型。4．盧瑟福英國物理學家盧瑟福推測原子核帶正電，電子在其周圍高速運動，就像行星圍繞太陽運轉一樣，即“有核模型”或“行星模型”。5．玻爾1913年，丹麥物理學家玻爾引入量子論觀點。他提出新的原子結構模型：原子核外，電子在一系列穩(wěn)定的軌道上運動，每個軌道都具有一個確定的能量值；核外電子在這些穩(wěn)定的軌道上運動時，既不放出能量，也不吸收能量。6．現(xiàn)代原子結構學說——電子云模型原子結構理論在20世紀末和21世紀初又有了新的飛速發(fā)展。(1)模型本質上是科學家描述事物的原型，解釋和預測未知現(xiàn)象的一種思維方式()(2)從原子結構模型的發(fā)展歷程可以看出，一些理論會隨著人們知識的積累和方法與技術的積累而不斷完善或改進()(3)英國物理學家湯姆生認為正、負電荷均勻地分布在原子中()(4)丹麥物理學家玻爾提出原子結構的行星模型()答案(1)√(2)√(3)√(4)×1．人類對原子結構的認識經(jīng)歷了漫長的歷史階段。下列實驗事實與原子結構模型建立的關系正確的是()A．電子的發(fā)現(xiàn)：道爾頓的原子結構模型B．α粒子散射：盧瑟福原子結構模型C．α粒子散射：玻爾原子結構模型D．氫原子光譜：盧瑟福原子結構模型答案B解析道爾頓的原子結構模型是道爾頓通過對大氣的物理性質進行研究而提出的；盧瑟福原子結構模型是通過α粒子散射實驗提出的；玻爾原子結構模型是玻爾在牛頓力學的基礎上吸收了量子論和光子學說的思想建立起來的。2．道爾頓的原子學說曾經(jīng)起了很大的作用。他的學說中主要有下列三個論點：①原子是不能再分的微粒；②同種元素的原子的各種性質和質量都相同；③原子是微小的實心球體。從現(xiàn)代原子——分子學說的觀點看，你認為不正確的是()A．只有①B．只有②C．只有③D．①②③答案D解析在化學變化中原子不可再分，但是通過物理變化原子可以分為原子核和核外電子，①錯誤；同種元素的原子的化學性質相同，質量可能不相同，②錯誤；原子不是實心球體，原子是由原子核和核外電子構成的，③錯誤。3．如圖所示的原子結構模型的演變圖中，(1)為道爾頓實心球式原子模型，(2)為盧瑟福行星運轉式原子模型，(3)為湯姆生葡萄干面包式原子模型，(4)為近代量子力學原子模型，(5)為玻爾軌道式原子模型。其中符合歷史演變順序的一組為()A．(1)(3)(2)(5)(4) B．(1)(2)(3)(4)(5)C．(1)(5)(3)(2)(4) D．(1)(3)(5)(4)(2)答案A二、原子核的構成1．原子的構成(1)結構原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核帶正電\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質子帶正電,中子不帶電)),核外電子帶負電))(2)原子中的數(shù)量關系：核外電子數(shù)＝核電荷數(shù)＝質子數(shù)＝原子序數(shù)。2．元素、核素、同位素(1)元素具有相同質子數(shù)的同一類原子的總稱，同種元素可有多種不同的核素。(2)核素①概念：具有一定質子數(shù)和一定中子數(shù)的原子。②表示方法：eq\o\al(A,Z)XA：質量數(shù)，Z：質子數(shù)，A(質量數(shù))＝Z(質子數(shù))＋N(中子數(shù))。③氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H(氕)eq\o\al(2,1)H(氘)eq\o\al(3,1)H(氚)俗稱－重氫超重氫符號HDT質子數(shù)111中子數(shù)012(3)同位素①質子數(shù)相同，質量數(shù)(或中子數(shù))不同的核素互稱為同位素，同位素的化學性質幾乎相同，物理性質相差較大。②同位素的應用同位素的應用已遍及醫(yī)學、工業(yè)、農業(yè)、考古和環(huán)境等眾多領域。如：利用同位素的放射性進行醫(yī)療診斷，14C用于考古斷代，eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H可制造氫彈。(1)原子呈電中性是因為中子不帶電()(2)質子數(shù)和中子數(shù)決定原子的質量()(3)質量數(shù)就是元素的相對原子質量()(4)O2和O3、紅磷和白磷均互稱同位素()(5)一種單質中可能含有多種核素，如O2中可能含16O、17O、18O三種核素()(6)同位素的化學性質基本相同，物理性質不同()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√1．自1803年英國科學家道爾頓提出原子學說以來，人類對原子結構的研究不斷深入，不斷發(fā)展，通過實驗事實不斷地豐富、完善原子結構理論。下列關于原子結構理論的說法正確的是()A．所有的原子都含有質子、中子和電子且個數(shù)都是相等的B．質子數(shù)決定元素的種類，中子數(shù)決定核素的種類C．原子核對電子的吸引作用的實質是原子核中的質子對核外電子的吸引D．原子中的質子、中子和電子3種基本微粒不可能進一步分成更小的微粒答案C解析eq\o\al(1,1)H沒有中子；核素由質子數(shù)和中子數(shù)共同決定，質子和中子里面還有更小的微?！淇?。2．下列說法正確的是()A．34S原子核內中子數(shù)為16B．2H＋核外電子數(shù)為2C．13C和15N核內中子數(shù)相差1D.eq\o\ar(14,6)C和eq\o\ar(14,7)N質量數(shù)相同，互稱為同位素答案C3．填空(1)eq\o\al(34,16)S2－中的質子數(shù)是________，中子數(shù)是________，核外電子數(shù)是________，質量數(shù)是________。(2)微?！癆Xn－”核外有18個電子，則它的核電荷數(shù)為________，核內中子數(shù)為________。(3)由1H216O與2H217O所代表的物質中，共有________種元素，________種原子，________種分子，互為同位素的原子有________。答案(1)16181834(2)18－nA－(18－n)(3)2421H和2H、16O和17O(1)一個信息豐富的符號解讀(2)粒子中的電性關系①分子或原子：質子數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)②陽離子Xn＋：質子數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)＋n③陰離子Xn－：質子數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)－n1．19世紀初，某科學家提出原子學說，他認為物質由原子組成，原子不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅，在化學反應中不能再分，這個科學家是()A．湯姆生B．道爾頓C．盧瑟福D．玻爾答案B2．下列有關說法不正確的是()答案C解析由于同位素的存在，所以原子種類大于元素種類，A正確；氫元素中1H不含中子，C錯誤；12C與13C質子數(shù)相同(均為6)，中子數(shù)不同(前者為6，后者為7)，互為同位素，D正確。3．YBa2Cu8Ox(Y為釔元素)是磁懸浮列車中的重要超導材料，下列關于eq\o\al(89,39)Y的說法不正確的是()A．質量數(shù)是89B．中子數(shù)與質子數(shù)之差為50C．核外電子數(shù)是39D.eq\o\al(89,39)Y和eq\o\al(90,39)Y是兩種不同的核素答案B解析對于原子eq\o\al(89,39)Y，其質子數(shù)為39，質量數(shù)為89，中子數(shù)為89－39＝50，中子數(shù)與質子數(shù)之差為50－39＝11，核外電子數(shù)為39；eq\o\al(89,39)Y和eq\o\al(90,39)Y的質子數(shù)相同而中子數(shù)不同，是兩種不同的核素，互為同位素。4．現(xiàn)有下列基本微粒：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、14Neq\o\al(－,3)、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，請回答下列問題：(1)在給出的微粒中，含有________種元素，屬于氫元素的核素有________種，屬于鈾元素的核素有________種，互為同位素的原子分別是________，________。(2)質量數(shù)相等的微粒為________、________、________。(3)氫的同位素1H、2H、3H與氧的同位素16O、17O、18O相互結合為水，可得水分子的種數(shù)為________，可得____種不同的相對分子質量。(4)0.1mol14Neq\o\al(－,3)中共含________mol中子，含________個電子。答案(1)7331H、2H、3H234U、235U、238U(2)1H與1H＋40K與40Ca14N與14C(3)187(4)2.12.2NA解析(1)共有7種元素，氫元素中有1H、2H、3H三種核素，鈾元素有234U、235U、238U三種核素，上述三種氫原子、三種鈾原子各自互為同位素。(2)質量數(shù)相等的微粒有：1H與1H＋、40K與40Ca、14N與14C。(3)結合成水分