第一章《打開(kāi)原子世界的大門(mén).ppt

1、高中 一年級(jí) 第一學(xué)期 化學(xué),化學(xué)變化中的最小微粒是什么?,1.打開(kāi)原子世界的大門(mén),1.1 從葡萄干面包原子模型到原子結(jié)構(gòu)的行星模型,化學(xué)簡(jiǎn)史,公元前5世紀(jì)的古希臘哲學(xué)家留基伯在致力于思考分割物質(zhì)問(wèn)題后得出一個(gè)結(jié)論:分割過(guò)程不能永遠(yuǎn)繼續(xù)下去，物質(zhì)的碎片遲早會(huì)達(dá)到不可能分。他的學(xué)生德謨克里特接受了這種物質(zhì)碎片會(huì)小到不可再分的觀念,并稱(chēng)這種物質(zhì)的最小組成單位為“原子” 。,從古代希臘哲學(xué)家留基伯和德謨克利特的樸素原子說(shuō)到現(xiàn)代量子力學(xué)模型，人類(lèi)思想中的原子結(jié)構(gòu)模型經(jīng)過(guò)多次演變，給我們多方面的啟迪。,古典原子論,公元前460-370年 德謨克利特(希臘) 物質(zhì)只能分割到原子為止,公元前5世紀(jì) 留基伯(

2、希臘) 宇宙是由不可分割的粒子組成的，這些粒子叫做原子.,古典原子論,戰(zhàn)國(guó) 墨子(中國(guó)) 物質(zhì)被分割是有條件的,戰(zhàn)國(guó) 惠施(中國(guó)) 物質(zhì)無(wú)限可分,1803年，英國(guó)科學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說(shuō)，他認(rèn)為原子是微小的不可分割的實(shí)心球體。,道爾頓的原子模型,湯姆遜原子模型（1904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，從而形成中性原子。,葡萄干面包模型,近代原子論,1895年 倫琴(德國(guó)) 發(fā)現(xiàn)了倫琴射線,近代原子論,1896年 貝克勒爾(法國(guó)) 發(fā)現(xiàn)了鈾鹽的放射性,盧瑟福原子模型（1911年）：在原子的中心有一個(gè)帶正電的核，它的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在它

3、周?chē)刂煌能壍肋\(yùn)轉(zhuǎn)，就像行星環(huán)繞太陽(yáng)一樣運(yùn)轉(zhuǎn)。,行星模型,盧瑟福提出的行星模型是以經(jīng)典電磁學(xué)為理論基礎(chǔ)，主要內(nèi)容有： 原子的大部分體積是空的； 在原子的中心有一個(gè)體積很小、密度極大的原子核； 原子的全部正電荷在原子核內(nèi)，且?guī)缀跞抠|(zhì)量均集中在原子核內(nèi)部。帶負(fù)電的電子在核空間進(jìn)行高速的繞核運(yùn)動(dòng)。,玻爾原子模型（1913年）:原子結(jié)構(gòu)中的量子化軌道理論，電子在固定的軌道上分層運(yùn)動(dòng)。,玻爾的原子模型,薛定諤電子云模型：現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō),現(xiàn)代量子力學(xué)模型,著名的薛定諤方程式：,今日的原子結(jié)構(gòu)：電子云模型,原子核=質(zhì)子+中子,電子軌域,電子,原子的大部分空間是空的,電子云,電子云,道爾頓模型 Dal

4、ton model (1803) 堅(jiān)實(shí)不可分 的實(shí)心球,湯姆遜模型 Thomson model (1904) 平均分布著正電荷的粒子嵌著同數(shù)目的電子,拉塞福模型 Lutherful model (1911) 帶正電荷的核 位于中心，質(zhì)量主要集中在核上，電子沿不同軌道運(yùn)轉(zhuǎn),玻爾模型 Bohr model (1913) 電子在一定軌道上繞核做高速圓周運(yùn)動(dòng),電子云模型 Electron cloud model (1935) 現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō),近代原子模型發(fā)展歷史,原子是化學(xué)變化中的最小微粒。同種原子的性質(zhì)和質(zhì)量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何構(gòu)成的呢?,原子的構(gòu)成,原子核(質(zhì)子和中子),核外

5、 電子,原子中各微粒之間的數(shù)量關(guān)系、電性關(guān)系和質(zhì)量關(guān)系,核外電子的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),核外電子的排布規(guī)律(原子結(jié)構(gòu)示意圖),核素和同位素,核外電子排布與元素性質(zhì)（原子得失電子能力和化合價(jià)）間的關(guān)系,知識(shí)框圖,1.2 原子結(jié)構(gòu)和相對(duì)原子質(zhì)量,1. 原子的構(gòu)成、原子核的構(gòu)成是怎樣的?,一、原子結(jié)構(gòu),資料1、原子核半徑小于原子半徑的萬(wàn)分之一， 體積占原子體積的幾千萬(wàn)億分之一。（如同大型體育場(chǎng)與螞蚊）,構(gòu)成原子的粒子及其性質(zhì),資料2、原子的質(zhì)量集中在原子核： 原子核密度很大，假如在1 cm3的容器里裝滿原子核，則它的質(zhì)量就相當(dāng)于1.2108 t，形象地可以比喻為需要3000萬(wàn)輛載重4 t的卡車(chē)來(lái)運(yùn)載。,1.相對(duì)

6、原子質(zhì)量的概念是什么？,計(jì)算并填寫(xiě)上表中的相對(duì)質(zhì)量,2.一個(gè)質(zhì)子的相對(duì)質(zhì)量如何計(jì)算？,提示：對(duì)原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子的一個(gè)C原子質(zhì)量的1/12（1.661 X10-27 kg）相比較所得的數(shù)值。,相對(duì)原子質(zhì)量=,思考,構(gòu)成原子的粒子及其性質(zhì),1/1836 1.007 1.008,質(zhì)量數(shù),將原子核內(nèi)所有的質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量 取近似整數(shù)值加起來(lái)，所得的數(shù)值，叫質(zhì)量數(shù)。,質(zhì)量數(shù)(A)= 質(zhì)子數(shù)(Z)+ 中子數(shù)(N),幾種原子的構(gòu)成,從表中可以看出什么？,1.不同種類(lèi)的原子，質(zhì)子數(shù)、電子數(shù)不同,2.質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù),3.不是所有的原子都有中子的,表示原子組成的一種方法,a代表質(zhì)量數(shù)

7、； b代表質(zhì)子數(shù)既核電荷數(shù)； c代表離子的所帶電荷數(shù)； d代表化合價(jià) e代表原子個(gè)數(shù),a b c d e各代表什么,請(qǐng)看下列表示,質(zhì)量數(shù),質(zhì)子數(shù),微粒,H,S2-,Na+,1,1,填表,中子數(shù),電子數(shù),23,12,32,35,45,18,0,1,10,16,16,80,11,35,Br,80,35,練習(xí),1、當(dāng)質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))核外電子數(shù)，該離子是( )離子，帶( )電荷。 2、當(dāng)質(zhì)子數(shù)(核電荷數(shù))（ ）核外電子數(shù)，該離子是陰離子，帶( )電荷。,陽(yáng),正,負(fù),離子：原子或原子團(tuán)得、失電子后形成的帶電微粒稱(chēng)為離子，離子也是構(gòu)成物質(zhì)的一種微粒。,帶正電荷的離子稱(chēng)為陽(yáng)離子： 如：H+ Na+ Mg2

8、+ Al3+ Ca2+ Ba2+ Cu2+ Fe3+ Fe2+ NH4+ 等等 帶負(fù)電荷的離子稱(chēng)為陰離子： 如：Cl- Br- I- S2- OH- SO42- CO32- HCO3- 等等,16,18,X-n,y-m,11,10,9,10,填表,中子(Az)個(gè)決定同種元素不同種原子,核電荷數(shù)(Z)=原子序數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù),原子核,核外電子z個(gè)決定元素的化學(xué)性質(zhì),質(zhì)子 z個(gè)決定元素種類(lèi),質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N),練習(xí),1. 據(jù)最新報(bào)道，放射性元素鈥 67Ho可有效地治療肝癌。該元素原子核內(nèi)的中子數(shù)與核外電子數(shù)之差（ ） A. 32 B. 67 C.99 D.166,2據(jù)報(bào)

9、道，1994年12月科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一種新元素，它的原子核內(nèi)有161個(gè)中子，質(zhì)量數(shù)為272，該元素的原子序數(shù)為（ ） A. 111 B. 161 C. 272 D. 433,A,A,166,3、填寫(xiě)下表 微粒 質(zhì)量數(shù) 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 電子數(shù) 27Al 32S2- 23Na+ X- 17 18,27,13,14,13,32,16,16,18,23,11,12,10,35,18,二、同位素,兩同(同質(zhì)子數(shù)、同一元素)兩不同(中子數(shù)不同、原子不同)，如12C、l3C、14C等。,特點(diǎn)： (1)同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)略有差異,(2)在天然存在的某種元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各種同位素

10、的原子個(gè)數(shù)百分比(豐度)一般為定值。, 同種元素的不同的同位素原子也可組成不同的單質(zhì)或化合物的分子。,定義：把核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同種元素的不同原子互稱(chēng)為同位素。,同位素、元素、同素異形體的比較：,具有相同核電荷數(shù)的 同一類(lèi)原子的總稱(chēng),廣義的原子 原 子 單 質(zhì),質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素的原子,由同種元素組成的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同的單質(zhì),區(qū)別與聯(lián)系 1、聯(lián)系：同位素屬于同一元素的原子； 同素異形體由同一元素的原子構(gòu)成。 2、區(qū)別：同位素有1800余種，元素只有112種。,11H、21H、31H,金剛石與石墨 氧氣與臭氧,下列符號(hào)代表幾種元素？幾種原子？,三、相對(duì)原子質(zhì)量 (1)原子質(zhì)

11、量：指原子的真實(shí)質(zhì)量，也稱(chēng)絕對(duì)質(zhì)量，是通過(guò)精密的實(shí)驗(yàn)測(cè)得的。如一個(gè)8O原子的質(zhì)量為2.657X10-26kg，一個(gè)6C原子的質(zhì)量為1.99310-26kg等。 (2)相對(duì)原子質(zhì)量，以12C原子質(zhì)量的1/12(約為1.66110-27 kg作為標(biāo)準(zhǔn)，其他原子的質(zhì)量跟它比較所得的值。,16,12,(3)質(zhì)量數(shù)：如果忽略原子中電子的質(zhì)量，將原子核內(nèi)所有的質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量取近似整數(shù)值為1，則它們加起來(lái)的數(shù)叫質(zhì)量數(shù)(為正整數(shù)值)。A=Z+N (4)同位素相對(duì)原子質(zhì)量，各同位素原子的質(zhì)量與6C原子的質(zhì)量的1/12的比值。 一種元素有幾種同位素，就應(yīng)當(dāng)有幾種同位素原子量，如17C1為34.969，17C

12、l為36.966等。,12,35,37,(5) 元素的相對(duì)原子質(zhì)量：指該元素各種天然同位數(shù)原子所占的原子個(gè)數(shù)百分比與各同位素原子量乘積的加和，即：,(6)元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量：指該元素各種天然同位素原子所占的原子個(gè)數(shù)百分比與各同位素質(zhì)量數(shù)乘積的加和，即：,Ar同位素質(zhì)量數(shù)原子個(gè)數(shù)百分比 A1a%+A2b%+A3c%+,Ar=同位素原子量原子個(gè)數(shù)百分比 =Aa%十B b%十C c%十,練習(xí)：相對(duì)原子質(zhì)量和近似相對(duì)原子質(zhì)量的計(jì)算方法：,已知氯元素有兩種同位素原子17Cl和17Cl，其中17Cl的相對(duì)原子質(zhì)量是34.969,在自然界中的百分比是75.77%, 17Cl的相對(duì)原子質(zhì)量是36.966，

13、在自然界中的百分比是24.23%，分別計(jì)算Cl元素的相對(duì)原子質(zhì)量和近似相對(duì)原子質(zhì)量。,解：Cl元素的相對(duì)原子質(zhì)量: 34.96975.77% + 36.966 24.23%=35.453,Cl元素的近似相對(duì)原子質(zhì)量: 35 75.77% + 37 24.23%=35.4846,35,35,37,37,1.法國(guó)里昂的科學(xué)家最近發(fā)現(xiàn)一種只由四個(gè)中子構(gòu)成的粒子，這種粒子稱(chēng)為“四中子”，也有人稱(chēng)之為“零號(hào)元素”。下列有關(guān)“四中子”粒子的說(shuō)法不正確的是（ ） A該粒子不顯電性 B該粒子質(zhì)量數(shù)為4 C與氫元素的質(zhì)子數(shù)相同 D該粒子質(zhì)量比氫原子大,練習(xí),C,2.已知A2、B、C、D2、E3五種簡(jiǎn)單離子的核外

14、電子數(shù)相等，與它們對(duì)應(yīng)的原子的核電荷數(shù)由大到小的順序是 。,練習(xí),E、D、C、B、A,3.現(xiàn)有bXn和aYm兩種離子，它們的電子數(shù)相同，則 a 與下列式子有相等關(guān)系的是（ ） （A）bmn （B） bmn （C）bmn （D） bmn,B,1.3 揭開(kāi)原子核外電子運(yùn)動(dòng)的面紗,核外電子分層排布,電子按能量高低在核外分層排布。,核外電子的排布規(guī)律,1. 電子總是盡先排布在能量最低的電子層里。 2. 每個(gè)電子層最多只能排布2n2個(gè)電子。 3. K層為最外層時(shí)，最多只能容納2個(gè)電子。 4. 其它各層為最外層時(shí)，最多只能容納8個(gè)電子。 5. 次外層最多不超過(guò)18個(gè)電子。,稀有氣體元素原子電子層排布,一、

15、原子結(jié)構(gòu)示意圖,120號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖,H,He,Li,Be,B,C,N,O,F,Ne,Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl,Ar,K,Ca,二、電子式,用小黑點(diǎn)(或)來(lái)表示元素原子的最外層上的電子的圖式稱(chēng)為電子式.,1-20號(hào)元素原子的電子式,H+,Li+,Na+,K+,Mg2+,Al3+,部分離子的電子式,本章復(fù)習(xí)提要,1.科學(xué)家及其化學(xué)史，盧瑟福的行星模型,2.原子的結(jié)構(gòu)，表示原子組成的符號(hào),3.幾個(gè)公式,4.離子的概念,5.同位素的概念,6.相對(duì)原子質(zhì)量的 概念,7.原子或離子的結(jié)構(gòu)示意圖和電子式, 已知硫原子質(zhì)量數(shù)為32，求中子數(shù) 某氯原子的中子數(shù)為20，求質(zhì)量數(shù) 某原子的質(zhì)量

16、數(shù)為18，核外有8個(gè)電子，求中子數(shù) 某二價(jià)陽(yáng)離子含有10個(gè)電子，12個(gè)中子，求質(zhì)量數(shù) 某一價(jià)非金屬陰離子含有10個(gè)電子，10個(gè)中子，求質(zhì)量數(shù) 元素R的一個(gè)原子質(zhì)量數(shù)為a，其陰離子Rn-有b個(gè)電子，求中子數(shù)。,例題1,16,37,10,24,19,a b + n, 若陰離子X(jué)O3- 含有42個(gè)電子，質(zhì)量數(shù)為83，氧原子的中子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，則X元素原子核內(nèi)中子數(shù)為（ ） A. 18 B. 13 C. 15 D. 7,A,例題2,B, 某微粒用 表示，下列關(guān)于該微粒的敘述中正確的是 A 所含質(zhì)子數(shù)An B 所含中子數(shù)AZ C 所含電子數(shù)Zn D 質(zhì)子數(shù)ZA, 某元素R的二價(jià)陰離子核外共有a個(gè)電子，核

17、內(nèi)有b個(gè)中子，則R原子的符號(hào)應(yīng)表示為：, 核內(nèi)中子數(shù)為N的R2+ 離子，質(zhì)量數(shù)為A，則它的ng氧化物中所含電子的物質(zhì)的量為：,例題3,按下列要求寫(xiě)出粒子的符號(hào)、名稱(chēng)和原子結(jié)構(gòu)示意圖。 核電荷數(shù)為3，核外電子數(shù)為2 ； 核電荷數(shù)為8，最外層電子數(shù)為8 。 核內(nèi)有1個(gè)質(zhì)子的陰離子 ； 核外有18個(gè)電子的R2- 。 原子核外L層電子數(shù)是K層電子數(shù)4倍的粒子 是 ； 原子核外L層電子數(shù)是M層電子數(shù)4倍的粒子 是 。,例題4,Li+,O2-,H-,S2-,Ne、F-、O2-、,Mg,Na+、Mg2+、Al3+,例題5,某化合物由X、Y兩種元素組成，已知X、Y兩元素的質(zhì)量比為74，相對(duì)原子質(zhì)量比為78，則化合物可能是 。,X2Y,例題6,已知X、Y是核電荷數(shù)在18以內(nèi)的原子， X的最外層有n個(gè)電子，次外層有n+2個(gè)電子；Y的最外層有m-5個(gè)電子，次外層有m個(gè)電子。試推斷X、Y各為什么元素？并繪出原子結(jié)構(gòu)示意圖。,（硫、鋁）,例題7,有xA、yB、mC、nD四種元素，已知x+y+m+n=47，C2-和D+離子的電子層結(jié)構(gòu)都與氬原子相同，又知x=n-m。試推斷x、y、m、n的數(shù)值，并確定A、B、C、D四種元素的名稱(chēng)。,x=3