原子和原子核專題復(fù)習(xí)課件

原子和原子核專題復(fù)習(xí)原子結(jié)構(gòu)概述原子核原子核位于原子的中心，包含質(zhì)子和中子，它們構(gòu)成原子的質(zhì)量。電子云電子在原子核周圍的空間中運(yùn)動(dòng)，形成電子云，它們攜帶負(fù)電荷并決定原子的化學(xué)性質(zhì)。原子模型的發(fā)展1道爾頓原子模型原子不可分割的實(shí)心球體2湯姆遜原子模型帶正電的球體中鑲嵌著電子3盧瑟福原子模型原子中心有帶正電的原子核，電子繞核運(yùn)動(dòng)4玻爾原子模型電子在特定的軌道上運(yùn)動(dòng)，能量量子化5量子力學(xué)模型電子運(yùn)動(dòng)用概率描述，電子云模型原子模型的演變1量子力學(xué)模型電子云模型2玻爾模型電子軌道3盧瑟福模型原子核4湯姆森模型棗糕模型原子核的發(fā)現(xiàn)和性質(zhì)盧瑟福1911年盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了原子核。原子核性質(zhì)原子核帶正電，其質(zhì)量占原子質(zhì)量的絕大部分，其尺寸遠(yuǎn)小于原子。放射性原子核具有放射性，可以自發(fā)地釋放出α粒子、β粒子或γ射線。質(zhì)子、中子和原子序數(shù)質(zhì)子帶正電荷的粒子，位于原子核內(nèi)。中子不帶電荷的粒子，位于原子核內(nèi)。原子序數(shù)原子核中質(zhì)子的數(shù)量，決定元素的種類。同位素和質(zhì)量數(shù)同位素具有相同原子序數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不同的原子，稱為同位素。質(zhì)量數(shù)原子核中質(zhì)子和中子的總數(shù)，稱為質(zhì)量數(shù)。原子量和相對原子質(zhì)量1原子量一個(gè)原子的質(zhì)量1相對原子質(zhì)量一個(gè)原子的質(zhì)量與碳-12原子質(zhì)量的1/12之比原子的電子軌道和能級(jí)1電子軌道電子在原子核外運(yùn)動(dòng)的區(qū)域，電子在原子核外運(yùn)動(dòng)的區(qū)域，通常用字母s、p、d、f等表示2能級(jí)電子在原子核外運(yùn)動(dòng)的能量值，電子在原子核外運(yùn)動(dòng)的能量值，不同能級(jí)對應(yīng)著不同的電子軌道3電子排布原子中電子在不同能級(jí)上的分布，原子中電子在不同能級(jí)上的分布，遵循泡利不相容原理和洪特規(guī)則電子躍遷和光譜1能級(jí)躍遷電子吸收能量后，從低能級(jí)躍遷到高能級(jí)；釋放能量后，從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)。2光譜特征不同元素的原子具有不同的能級(jí)結(jié)構(gòu)，因此發(fā)出或吸收的光譜也不同。3光譜分析通過分析光譜，可以識(shí)別物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)，揭示物質(zhì)的性質(zhì)和變化。原子核的組成質(zhì)子帶正電荷，質(zhì)量約為1.6726×10-27千克。中子不帶電荷，質(zhì)量略大于質(zhì)子，約為1.6749×10-27千克。核力和核相互作用強(qiáng)相互作用力強(qiáng)相互作用力是將質(zhì)子和中子束縛在一起形成原子核的力量，也是自然界中最強(qiáng)大的力量之一。弱相互作用力弱相互作用力在核衰變和核反應(yīng)中起著重要作用，它負(fù)責(zé)β衰變等過程。電磁相互作用力電磁相互作用力是在原子核中質(zhì)子之間的排斥力，它與強(qiáng)相互作用力相互作用，決定了原子核的穩(wěn)定性。質(zhì)量與能量的等價(jià)性愛因斯坦的質(zhì)能方程E=mc2E能量m質(zhì)量c光速放射性的概念和種類放射性是指原子核自發(fā)地放出粒子或射線，并發(fā)生核能級(jí)躍遷的現(xiàn)象。放射性物質(zhì)會(huì)釋放出α射線、β射線和γ射線，具有穿透性和電離作用。放射性衰變是隨機(jī)過程，具有半衰期，無法預(yù)測單個(gè)原子核何時(shí)會(huì)衰變。放射性衰變定律半衰期放射性元素衰變到其初始數(shù)量一半所需的時(shí)間。衰變常數(shù)描述放射性核素衰變速率的常數(shù)，與半衰期成反比。衰變方程通過指數(shù)函數(shù)描述放射性核素?cái)?shù)量隨時(shí)間的變化關(guān)系。α衰變、β衰變和γ衰變1α衰變原子核放出α粒子（氦核），原子序數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4。2β衰變原子核放出β粒子（電子或正電子），原子序數(shù)增加或減少1，質(zhì)量數(shù)不變。3γ衰變原子核從高能級(jí)躍遷到低能級(jí)，釋放γ射線，原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)不變。核反應(yīng)和核能利用核能發(fā)電利用核反應(yīng)釋放的能量發(fā)電，具有高效、清潔的特點(diǎn)，但同時(shí)存在核廢料處理等挑戰(zhàn)。核醫(yī)學(xué)應(yīng)用放射性同位素用于診斷和治療疾病，如放射性碘治療甲狀腺疾病，放射性鈷用于癌癥治療。航天領(lǐng)域核反應(yīng)堆提供航天器長期能源，如核動(dòng)力衛(wèi)星，能夠提供穩(wěn)定的電力，滿足長期太空探索需求。原子核分裂和聚變1核裂變重原子核2核反應(yīng)3核聚變輕原子核核武器和核能發(fā)電核武器核武器利用原子核的裂變或聚變反應(yīng)釋放巨大能量，產(chǎn)生毀滅性破壞力。核能發(fā)電核能發(fā)電利用原子核裂變反應(yīng)釋放的熱能發(fā)電，具有高效、低污染的優(yōu)勢。核輻射的危害及防護(hù)輻射疾病長期暴露在高劑量輻射下會(huì)導(dǎo)致各種疾病，包括癌癥、白血病、生育問題等。遺傳損傷輻射可以破壞DNA，導(dǎo)致基因突變，增加后代患病風(fēng)險(xiǎn)。防護(hù)措施保持距離、時(shí)間和屏蔽是有效減少輻射危害的防護(hù)措施。元素周期表和元素性質(zhì)元素周期表是化學(xué)研究的基石，它按照原子序數(shù)將元素排列，并根據(jù)元素的電子構(gòu)型和化學(xué)性質(zhì)將它們分組。周期表中，同一周期的元素具有相似的電子層數(shù)，而同一族的元素具有相同的價(jià)電子數(shù)，因此它們具有相似的化學(xué)性質(zhì)。原子的電子構(gòu)型電子構(gòu)型描述了原子中電子在各個(gè)能級(jí)和亞層中的分布情況。每個(gè)能級(jí)和亞層可以容納一定數(shù)量的電子，遵循泡利不相容原理和洪特規(guī)則。電子構(gòu)型可以用電子排布式或軌道圖來表示，有助于理解原子的化學(xué)性質(zhì)?；瘜W(xué)鍵的形成原子之間的相互作用化學(xué)鍵是原子之間形成的強(qiáng)烈的相互作用，通過吸引力將原子結(jié)合在一起，形成分子或晶體。電子云重疊化學(xué)鍵的形成主要依賴于原子最外層電子的相互作用，導(dǎo)致電子云重疊，形成共同擁有電子的區(qū)域。能量變化化學(xué)鍵的形成通常伴隨著能量的釋放，使系統(tǒng)處于更穩(wěn)定的狀態(tài)，這說明化學(xué)鍵的形成是一個(gè)放熱過程。鍵能鍵能是指斷裂1摩爾特定化學(xué)鍵所需的能量，是化學(xué)鍵強(qiáng)度的重要指標(biāo)。離子鍵、共價(jià)鍵和金屬鍵離子鍵金屬原子失去電子形成帶正電的陽離子，非金屬原子得到電子形成帶負(fù)電的陰離子，陰陽離子通過靜電作用結(jié)合形成離子化合物。共價(jià)鍵兩個(gè)非金屬原子之間通過共用電子對形成共價(jià)鍵，形成共價(jià)化合物。金屬鍵金屬原子之間的鍵合，金屬原子最外層電子脫離原子核的束縛，形成自由電子，自由電子在金屬陽離子之間運(yùn)動(dòng)，形成金屬鍵?；瘜W(xué)反應(yīng)與能量變化1吸熱反應(yīng)需要從外界吸收能量才能進(jìn)行的反應(yīng)。2放熱反應(yīng)反應(yīng)過程中釋放能量到周圍環(huán)境。3焓變反應(yīng)前后焓值的變化，用符號(hào)ΔH表示。4活化能反應(yīng)物分子從反應(yīng)狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榛罨癄顟B(tài)所需的最低能量。化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡1反應(yīng)速率反應(yīng)速率是指化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的快慢程度，通常用單位時(shí)間內(nèi)反應(yīng)物濃度或生成物濃度的變化來表示。2影響因素影響反應(yīng)速率的主要因素包括溫度、濃度、催化劑和表面積等。3化學(xué)平衡化學(xué)平衡是指在一定條件下，正逆反應(yīng)速率相等，反應(yīng)體系中各物質(zhì)的濃度不再發(fā)生變化的狀態(tài)。4平衡常數(shù)化學(xué)平衡常數(shù)是衡量化學(xué)平衡程度的指標(biāo)，它的大小反映了反應(yīng)在平衡狀態(tài)下生成物的相對含量。酸堿中和反應(yīng)和pH值1中和反應(yīng)酸和堿反應(yīng)生成鹽和水，稱為中和反應(yīng)。例如，鹽酸(HCl)和氫氧化鈉(NaOH)反應(yīng)生成氯化鈉(NaCl)和水(H2O)。2pH值pH值是衡量溶液酸堿性的指標(biāo)，取值范圍從0到14。pH值為7的溶液為中性，小于7的溶液為酸性，大于7的溶液為堿性。3中和反應(yīng)與pH值中和反應(yīng)會(huì)導(dǎo)致溶液的pH值發(fā)生變化。例如，將酸加入堿性溶液中，會(huì)降低溶液的pH值，使其逐漸接近中性。氧化還原反應(yīng)和電池電子轉(zhuǎn)移氧化還原反應(yīng)涉及電子的轉(zhuǎn)移，氧化劑獲得電子，還原劑失去電子。電池原理電池利用氧化還原反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，產(chǎn)生電流。電化學(xué)反應(yīng)電池內(nèi)部發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電流，驅(qū)動(dòng)外部電路。化學(xué)實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練1操作規(guī)范遵循安全規(guī)范，正確使用儀器和試劑2實(shí)驗(yàn)記錄