《原子结构》示范课教学课件【高中化学】 46页

第1章　原子结构与元素周期律第1节　原子结构第1课时　原子核　核素\n引言：通过初中学习同学们已经知道原子是由原子核和核外电子构成的。但原子核是由什么构成的呢？电子在原子核外怎样运动的？元素的性质与原子结构有什么关系？这是本节教学要解决的问题。\n回顾与思考：1.物质是由什么粒子构成的？2.化学变化的最小粒子是什么？3.为什么原子不是一个简单的、不可分割的实心球体？4.为什么原子核也不是一个简单的、不可分割的实心球体？5.原子为什么不显电性？1.分子、原子等2.原子3.原子是由居于原子中心的带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成4.原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子构成的5.原子核内质子所带正电荷总数等于核外电子所带负电荷总数\n8.在原子里，电子在原子核外的运动空间“相当的大”8.由1.7问题你得到什么启发？7.如果把一个原子比作一个庞大的体育场，而原子核只相当于一只蚂蚁7.你想象中的原子核的体积小到什么程度？6.一个原子跟一个兵乓球体积之比，相当于兵乓球跟地球的体积之比6.你想象中的原子的体积小到什么程度？\n有关原子结构的知识是自然科学的重要基础知识之一。原子是构成物质的一种基本粒子，物质的组成、性质和变化都与原子结构密切相关。人们对原子、分子的认识要比对宏观物体的认识艰难得多。因为原子和分子过于微小，人们只能通过观察宏观实验现象，经过推理去认识它们。一般是通过实验事实提出原子和分子的理论模型，如果设想的模型不符合新的实验事实，就必须修正，甚至摈弃旧的模型，再创建新的模型。人们对原子、分子结构认识的过程实际上是根据科学实验不断创立、完善模型的过程。自从19世纪初道尔顿建立原子学说以后，“原子是不可分割的最小微粒”在人们脑海中留下深刻的印象。直到发现电子、X射线和放射性现象，人们才舍弃原子不能再分割的传统观念，并进而探讨原子的组成和结构问题。小结\n那么、原子的内部结构究竟是怎样的呢？科学家是怎样探索原子内部结构的呢？2.卢瑟福所作α粒子散射实验为什么是：绝大多数α粒子直线通过;少数α粒子转向;个别α粒子反弹,这一现象说明什么问题？\nα粒子散射实验表明：原子中正电荷占的空间很小，因而α粒子通过金箔时，只有极少部分遇到这种质量较大带正电荷的质点的排斥而折回，这个带正电荷的质点位于原子的中心，就是原子核；而大部分α粒子是直线通过的，说明电子在原子核外“较大”的空间内运动。由于电子很轻，容易被较重的α粒子推开，不会妨碍α粒子的通行。这个实验推翻了原子是一个“实心球”的假设，为现代原子结构理论奠定了基础。\n卢瑟福通过α粒子散射实验认识了原子核的存在，提出了核式原子模型――原子中心有一个原子核，它集中了原子全部正电荷和几乎全部质量，而带负电荷的电子在核外空间饶核高速运动。实验预测观察模型葡萄干布丁α粒子散射通过转向反弹核式原子模型科学家的这些探索过程给你有什么启发？你心中的原子结构模型是怎样的?\n人类在认识自然的过程中，经历了无数的艰辛，才一步一步地走向深入，一步一步接近事物的本质。人类对原子结构的深入认识，都是建立在实验研究基础上的。实验是揭示原子结构的重要手段。汤姆生、卢瑟福、玻尔、海森伯四代师生都是诺贝尔科学奖获得者，正是因为有了他们这样的探索者，正是因为有了他们怀疑科学上的“定论”，不迷信权威，向自己的恩师挑战，为科学的发展做出了重要贡献。在他们的身上闪烁着科学探索精神的光辉！\n1、原子核的构成据表中的数据,各小组讨论汇报并回答下列问题:微粒电子质子中子质量（kg）9.109×10－311.673×10－271.675×10－27相对质量0.0054841.0071.008电量/C1.602×10－191.602×10－190电荷-1+10（1）在原子中，质子数、核电荷数、核外电子数之间存在什么关系？（2）原子的质量由哪些微粒决定？（3）忽略电子质量，原子的相对质量与质子数、中子数有什么关系？\n原子的构成：每一个质子带电荷相对质量约为，质子的数目决定中子不带电，相对质量约为围绕原子核作高速运动，每个电子带原子电荷。相对质量为一个质子（中子）的。最外层电子数目决定。质量数：定义：核电荷数（Z）＝＝质量数（A）＝＋一般用符号表示一个质量数A为、质子数为Z的原子。原子核核外电子质子中子一个单位正电荷1元素的种类1一个单位负电荷1/1836元素的化学性质质子数(Z)核外电子数质子数(Z)中子数(N)原子核内质子数和中子数取近似整数值的相对原子质量之和\n2、核素【回顾】元素的种类是由原子核内的质子数决定的。元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称。【质疑】同种元素原子的质子数相同，那么，中子数是否也相同呢?\n“观察思考”三种不同的氢原子【比较】三种氢原子结构的异同。【质疑】它们是不是同一种元素？\n2.核素元素：具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子的总称核素：人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。HHH它们是同一种元素吗？它们的原子结构有什么异同？1112131H.1H.1H即氕(H).氘(D).氚(T)就称为氢元素的三种核素.231\n核素(1)元素:具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称8O168O178O18(2)核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子氢元素三种核素:氕氘氚1HHH11123(3)同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素三者关系:核素核素……元素(同位素)\n【迁移与应用】1．请你描述构成原子的各种微粒与元素、核素间的关系。2．请你描述元素、核素、同位素间的关系.1H.1H.1H即氕(H).氘(D).氚(T)就称为氢元素的三种核素.231\n原子氕（）氘（）氚（）名称氢重氢超重氢符号HDT质子数111中子数012质量数123氢元素的三种核素\n同位素性质：a.同位素的化学性质相同，物理性质有一定差别。b.天然存在的同一元素的各同位素所占的原子百分组成不变。应用：①金属探伤②消除静电③治疗肿瘤④示踪原子，跟踪研究化学反应⑤作核燃料⑥用14C考古⑦环保治污等\n元素的相对原子质量1、定义：由各种天然核素相对原子量与其原子百分组成计算出的平均值。2、计算式：M＝M1×n1%＋M2×n2%＋M3×n3%＋…同位素Cl的相对原子质量为34.969，在自然界占75.77%(原子数的百分含量)，Cl为36.966，在自然界中占24.23%，则Cl的相对原子质量为：34.969×75.77%＋36.966×24.23%＝35.45思考：计算元素的相对原子质量还可以用哪些方法？用质量数代替核素的相对原子质量，求其平均值。\n元素核素同位素概念范围特性实例具有相同核电荷数(质子数)的同类原子的总称宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态主要通过形成的单质或化合物来体现H、O具有相同数目的质子和一定数目的中子的一种原子微观概念，对某种元素的一种原子而言不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各类数均不相同1H、2H、3H+、12C、24Mg不同核素质子数相同而中子数不同的同一元素的原子或同一元素的不同核素微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类同位素质量数不同，化学性质相同；天然同位素所占原子百分含量一般不变；同位素构成的化合物如H20、D20、T20物理性质不同，但化学性质相同1H、2H、3H为H的同位素\n同位素、元素、同素异形体的比较：元素同位素同素异形体定义对象广义的原子原子单质定义具有相同核电荷数的同一类原子的总称质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子由同种元素组成的结构和性质不同的单质实例HC11H、21H、31H金刚石与石墨氧气与臭氧区别与联系：1、联系：同位素属于同一元素的原子；同素异形体由同一元素的原子构成。2、区别：同位素有1800余种，元素只有100多种。\n亚原子粒子简介：人们将组成原子的微粒叫亚原子粒子。亚原子粒子曾经也叫基本粒子,近些年越来越多的文献就将其叫粒子。迄今科学上发现的粒子已达数百种之多。与化学相关的某些亚原子粒子的性质名称符号质量/u电荷/e电子质子中子正电子α粒子β粒子γ光子e–pne+αβγ5.486×10–41.00731.0087(氦原子的核)(原子核射出的e-)(原子核射出的电磁波)–1＋105.486×10–4＋1＋2–10\n夸克简介名称下夸克上夸克奇夸克粲夸克底夸克顶夸克符号duscbt电荷-1/3+2/3-1/3+2/3-1/3+2/3质量均为质子的1/100或1/200质子的200倍发现年代197419771995某些最重要的夸克根据1961年由盖尔-曼（GellM-Mann）建立的新模型，质子和中子都是由更小的粒子夸克组成的，但现有的理论还不能预言(当然更不用说从实验上证明)电子是可分的。\n宏观、微观运动的不同宏观物体微观粒子质量很大很小速度较小很大（接近光速）位移可测位移、能量不可同时测定能量可测轨迹可描述（画图或函数描述）用电子云描述（用出现机会的大小描述）\n电子云电子云：是用统计的方法对核外电子运动规律所作的一种描述。描述方法：用点的密度大小表示电子在某处出现机会的多少。过程：给原子拍照。结果：很像在原子核外有一层疏密不等的“云”。\n理解电子云注意：每一个小黑点只代表电子在该处出现一次，并不代表有一个电子。一个点没有多大意义，众多点的疏密不同才有意义。\n第2课时　核外电子排布\n核外电子分层排布电子按能量高低在核外分层排布。1234567KLMNOPQ由内到外，能量逐渐升高\n排布规律电子总是尽先排布在能量最低的电子层里。每个电子层最多只能排布2n2个电子。K层为最外层时，最多只能容纳2个电子。其它各层为最外层时，最多只能容纳8个电子。次外层最多不超过18个电子。K→L→M→N→O→P2→8→18→32→50→2n21→2→3→4→5→6\n稀有气体元素原子电子层排布核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数KLMNOP最外层电子数2氦He2210氖Ne28818氩Ar288836氪Kr28188854氙Xe2818188886氡Rn2818321888各层最多电子数281832??\n原子结构示意图1\n原子结构示意图2\n⒈金属单质Na、Mg能分别与非金属单质O2、Cl2反应生成氧化物和氯化物，请写出这些氧化物和氯化物的化学式。元素化合价原子最外层电子数目失去（或得到）电子的数目Na+111Mg+222O-262Cl-171⒉根据Na、Mg、O、Cl原子在反应中失去或得到电子的数目和该原子的最外层电子数目，推断其氧化物和氯化物中元素的化合价，将结果填入下表：一些元素的原子得失电子的情况Na2O、MgO、NaCl、MgCl2\n课堂练习11.下列原子结构示意图中,正确的是:2.某元素原子的原子核外有三个电子层,最外层有4个电子,该原子核内的质子数为:A.14B.15C.16D.173.下列叙述正确的是:A.电子在原子核外作高速圆周运动B.电子云示意图中的小黑点表示一个电子C.次外层电子数一定是2或8D.最外层只有一个电子的原子不一定是碱金属元素的原子A.B.C.D.答案：1.B2.A3.D\n课堂练习21.根据下列叙述,写出元素名称并画出原子结构示意图。（1）A元素原子核外M层电子数是L层电子数的1/2；___________（2）B元素原子的最外层电子数是次外层电子数的1.5倍；______（3）C元素的次外层电子数是最外层电子数的1/4；________2.X和Y是原子序数小于18的元素，X原子比Y原子多1个电子层；X原子的最外层中只有1个电子；Y原子的最外层电子层中有7个电子。这两种元素形成的化合物的化学式是__________________.答案：1.(1)硫284(2)硼23(3)氖282.NaF\n原子的发现史公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。1.道尔顿原子模型(1803年）2.汤姆生原子模型（1904年）3.卢瑟福原子模型（1911年）4.波尔原子模型(1913年）5.电子云模型（量子力学模型）（1927~1935年）\n道尔顿原子模型原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。\n汤姆生原子模型原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。\n卢瑟福原子模型原子中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。\n波尔原子模型电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速的圆周运动。\n电子云模型现代物质结构学说。波粒二象性。\n根据原子光谱和理论分析核电荷数为1~20的元素原子核外电子层排布CaK+3528187Br\n补充练习11.某元素原子核外L层电子数是其它层电子数之和的2倍，则该元素的核电荷数为：A.6B.8C.12D.162.两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在核电荷数为1~10的元素中。满足上述关系的元素共有：A.1对B.2对C.3对D.4对3.A元素原子的L层比B元素原子的L层少3个电子，B原子核外电子总数比A原子核外电子总数多5个，则A与B形成的化合物的化学式为：A.A2B3B.BA2C.AB4D.B3A2答案：1.AC2.B3.D\n补充练习2有V、W、X、Y、Z五种元素，它们的核电荷数依次增大，且均小于20，其中X、Z是金属元素，V和Z元素原子的最外层都只有一个电子，W和Y元素原子的最外层电子数相等，且W元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，X元素原子的最外层电子数是Y元素原子最外层电子数的一半。由此可推知（填元素符号）：V是____W是____X是_____Y是____Z是_____答案：H、O、Al、S、K\n谢谢大家！敬请各位老师提出宝贵意见！\n