《進(jìn)入原子世界》課件

匯報(bào)人：,原子世界/目錄目錄02原子核與放射性01原子的基本概念03電子與量子力學(xué)05原子在自然界中的存在與變化04化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)06原子能與人類生活01原子的基本概念原子定義原子核由質(zhì)子和中子組成原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單位原子由原子核和電子組成電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng)，形成電子云原子結(jié)構(gòu)電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng)原子核和電子的質(zhì)量比約為1:1836原子由原子核和電子組成原子核由質(zhì)子和中子組成原子種類電子數(shù)：決定原子的化學(xué)性質(zhì)質(zhì)子數(shù)：決定原子種類中子數(shù)：影響原子質(zhì)量原子序數(shù)：原子在元素周期表中的排列順序原子性質(zhì)原子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單位原子的性質(zhì)決定了物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)原子的種類由質(zhì)子和中子的數(shù)量決定原子由原子核和電子組成電子圍繞原子核運(yùn)動(dòng)，形成電子云原子核由質(zhì)子和中子組成02原子核與放射性原子核定義原子核是原子的核心部分，由質(zhì)子和中子組成質(zhì)子和中子通過強(qiáng)相互作用力結(jié)合在一起原子核的質(zhì)量幾乎占整個(gè)原子質(zhì)量的99.9%原子核的穩(wěn)定性取決于質(zhì)子和中子的數(shù)量和排列方式核力定義：原子核中核子之間的相互作用力類型：強(qiáng)相互作用、弱相互作用作用：維持原子核的穩(wěn)定，影響放射性衰變的快慢特點(diǎn)：短程力，只在相鄰的核子之間存在放射性衰變放射性衰變：原子核自發(fā)地放出粒子或能量，轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N原子核的過程放射性衰變類型：α衰變、β衰變、γ衰變放射性衰變規(guī)律：半衰期，即放射性元素衰變到一半所需的時(shí)間放射性衰變應(yīng)用：放射性測(cè)年、放射性治療、放射性污染監(jiān)測(cè)等核能應(yīng)用核醫(yī)學(xué)：用于診斷和治療疾病的放射性同位素核電站：利用核裂變產(chǎn)生的能量發(fā)電核動(dòng)力：用于船舶、潛艇等交通工具的動(dòng)力源核武器：利用核裂變或核聚變產(chǎn)生的能量制造武器03電子與量子力學(xué)電子排布電子排布規(guī)則：電子按照能量最低原則排列電子能級(jí)：電子在原子中的能量狀態(tài)電子云：電子在原子中的概率分布電子排布圖：表示電子在原子中的排列方式量子力學(xué)原理波粒二象性：物質(zhì)既具有粒子性又具有波動(dòng)性測(cè)不準(zhǔn)原理：無(wú)法同時(shí)精確測(cè)量粒子的位置和動(dòng)量超定性：一個(gè)量子系統(tǒng)可以同時(shí)處于多個(gè)狀態(tài)糾纏：兩個(gè)或更多粒子可以相互影響，即使它們相距很遠(yuǎn)波函數(shù)與概率密度波函數(shù)：描述電子在原子中的位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的函數(shù)概率密度：描述電子在原子中某個(gè)位置出現(xiàn)的概率波函數(shù)的性質(zhì)：滿足薛定諤方程，具有連續(xù)性、有限性和歸一性概率密度的性質(zhì)：滿足概率密度函數(shù)，具有非負(fù)性和歸一性電子云模型電子云模型中的電子云密度表示電子在原子中的概率分布電子云模型是描述電子在原子中的分布和運(yùn)動(dòng)的模型電子云模型認(rèn)為電子在原子中的運(yùn)動(dòng)是隨機(jī)的，沒有固定的軌道電子云模型是量子力學(xué)在原子物理中的應(yīng)用之一04化學(xué)鍵與分子結(jié)構(gòu)離子鍵定義：帶相反電荷的離子通過靜電作用形成的化學(xué)鍵特點(diǎn)：離子鍵具有方向性和飽和性，強(qiáng)度大，不易斷裂形成條件：離子化合物中，陰陽(yáng)離子之間通過靜電作用形成離子鍵例子：氯化鈉（NaCl）、硫酸銅（CuSO4）等離子化合物中的離子鍵共價(jià)鍵極性共價(jià)鍵是由不同元素的原子形成的，非極性共價(jià)鍵是由相同元素的原子形成的共價(jià)鍵是原子間通過共享電子對(duì)形成的化學(xué)鍵共價(jià)鍵分為極性共價(jià)鍵和非極性共價(jià)鍵共價(jià)鍵的強(qiáng)度取決于原子間的距離和電子云的重疊程度金屬鍵金屬鍵的形成是由于金屬原子失去電子，形成正離子和自由電子金屬鍵的強(qiáng)度取決于金屬原子的半徑和電子云的重疊程度金屬鍵是金屬原子之間的化學(xué)鍵金屬鍵的特點(diǎn)是自由電子在金屬晶體中自由移動(dòng)分子間作用力范德華力：包括色散力、誘導(dǎo)力、取向力氫鍵：分子間氫原子與另一個(gè)分子中的電負(fù)性原子之間的特殊相互作用離子鍵：帶電荷的離子之間的靜電相互作用共價(jià)鍵：原子之間通過共用電子對(duì)形成的化學(xué)鍵05原子在自然界中的存在與變化單質(zhì)、化合物和混合物單質(zhì)：由一種元素組成的純凈物，如氧氣、氫氣等化合物：由兩種或兩種以上元素組成的純凈物，如水、二氧化碳等混合物：由兩種或兩種以上物質(zhì)組成的混合物，如空氣、海水等原子在自然界中的存在與變化：原子通過化學(xué)反應(yīng)形成單質(zhì)、化合物和混合物，并在自然界中不斷循環(huán)和變化化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)化學(xué)反應(yīng)中的電子轉(zhuǎn)移和化學(xué)鍵的斷裂與形成化學(xué)反應(yīng)中的能量變化化學(xué)反應(yīng)遵循質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)是原子重新組合的過程氧化還原反應(yīng)氧化還原反應(yīng)是原子在自然界中存在的一種形式氧化還原反應(yīng)是原子在自然界中形成化合物的一種方式氧化還原反應(yīng)是原子在自然界中相互轉(zhuǎn)化的一種途徑氧化還原反應(yīng)是原子在自然界中變化的一種方式電離與水解反應(yīng)電離：原子失去電子，形成離子的過程電離與水解反應(yīng)的應(yīng)用：在化學(xué)工業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用電離與水解反應(yīng)在自然界中的作用：參與化學(xué)反應(yīng)，影響物質(zhì)性質(zhì)和狀態(tài)水解反應(yīng)：水分子與離子反應(yīng)，生成新的離子和分子的過程06原子能與人類生活核能發(fā)電核能發(fā)電原理：利用核裂變或核聚變產(chǎn)生的能量發(fā)電核能發(fā)電優(yōu)點(diǎn)：清潔、高效、穩(wěn)定、可再生核能發(fā)電應(yīng)用：核電站、核動(dòng)力船舶、核動(dòng)力航天器等核能發(fā)電挑戰(zhàn)：核廢料處理、核泄漏風(fēng)險(xiǎn)、公眾接受度等核能醫(yī)學(xué)核能醫(yī)學(xué)的定義：利用核技術(shù)進(jìn)行醫(yī)學(xué)診斷和治療的學(xué)科核能醫(yī)學(xué)的應(yīng)用：放射性同位素標(biāo)記、核磁共振成像、放射性治療等核能醫(yī)學(xué)的優(yōu)勢(shì)：精確度高、無(wú)創(chuàng)、安全可靠核能醫(yī)學(xué)的發(fā)展：未來(lái)有望在癌癥治療、基因診斷等領(lǐng)域取得突破核技術(shù)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用核能源：用于發(fā)電和供熱核技術(shù)在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用：如核廢物處理和核污染治理核技術(shù)在科學(xué)研究中的應(yīng)用：如粒子加速器和核磁共振儀等核醫(yī)學(xué)：用于診斷和治療疾病核農(nóng)業(yè)：用于改良農(nóng)作物品種和生產(chǎn)核工業(yè)：用于生產(chǎn)核燃料和核武器核能的安全與防護(hù)核能的放射性：核能具有放射性，對(duì)人體和環(huán)境有危害