高中化学 原子结构 鲁科必修PPT学习教案

1、会计学1高中化学高中化学 原子结构原子结构 鲁科必修鲁科必修第1页/共47页这是本节教学要解决的问题。第2页/共47页回顾与回顾与 思考：思考： 1.物质是由什么粒子构成的？物质是由什么粒子构成的？2.化学变化的最小粒子是什么？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？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？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？原子为什么不显电性？ 1. 分子、原子等分子、原子等 2. 原子原子 3. 原子是由居于原子中心的带正电荷的原子核和核外带

2、负电荷的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 第3页/共47页8. 在原子里，电子在原子核外的运动空间“相当的大”8.由由1.7问题你得到什么启发？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？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？你想象中的原子的体积小到什么程度？第4页/

3、共47页 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。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理论模型，如果设

4、想的模型不符合新的实验事实，就必须，如果设想的模型不符合新的实验事实，就必须修正修正，甚至摈弃旧的模型，再创建，甚至摈弃旧的模型，再创建新的模型新的模型。人们对原子、分子结构认识的过程实际上是根据科学实验。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、完善模型的过程不断创立、完善模型的过程。 自从自从19世纪初道尔顿建立原子学说以后，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、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

5、题。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。第5页/共47页第6页/共47页第7页/共47页实 验 预 测 观 察 模 型 葡萄干布丁 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?第8页/共47页第9页/共47页微微 粒粒电电 子子 质质 子子 中中 子子质量（质量（kg）9.10910311.67310271.6751027相对质量相对质量0.0054841.0071.008电量电量/C1.60210191.60210190电荷电荷-1+10（1）在原子中，质子数、核电荷数、核外电子数之

6、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？第10页/共47页 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)XAZ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第11页/共47页第12页/共47页第13页/共47页 H H H它们是同一种元素它们是同一种元素吗？它们的原子结构有什么异同？吗？它们的原子结构有什么异同？1112131H.1H.1H即氕即氕(H).氘氘(D).氚氚(T)就称为氢元素的就称为氢元素的三种核素三种核素.23

7、1第14页/共47页(1)(1)元素元素:8 O168O178O18(2)(2)核素核素:氢氢元素三种核素元素三种核素: 氕氕 氘氘 氚氚1HHH11123(3)(3)同位素同位素:质子数质子数相同而相同而中子数中子数不同的同一元素的不同的同一元素的不不同核素同核素互互称为同位素称为同位素三者关系三者关系:核素核素核素核素 元素元素(同位素同位素)第15页/共47页1H.1H.1H即氕即氕(H).氘氘(D).氚氚(T)就称为氢元素的就称为氢元素的三种核素三种核素.231第16页/共47页原原 子子氕（氕（ ）氘（氘（ ）氚（氚（ ） 名名 称称 氢氢重重 氢氢超重氢超重氢 符符 号号 H D

8、T 质子数质子数 1 1 1中子数中子数 0 1 2 质量数 1 2 3氢元素的三种核素氢元素的三种核素H21H21H31第17页/共47页第18页/共47页第19页/共47页 元元 素素 核核 素素 同同 位位 素素 概念概念 范围范围 特性特性 实例实例具有相同核电荷数具有相同核电荷数(质子数质子数)的同类原子的总称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

9、某种元素的一种原子而言微观概念，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1 H、2 H、3 H+、 12 C、24 Mg不同核素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

10、物如同位素质量数不同，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，但化学性质相同物理性质不同，但化学性质相同1 H、2 H、3 H为为H的同位素的同位素第20页/共47页同位素、元素、同素异形体的比较：同位素、元素、同素异形体的比较： 元素元素 同位素同位素 同素异形体同素异形体定义定义对象对象 广义的原子广义的原子 原子原子 单质单质定义定义具有相同核电荷数具有相同核电荷数的同的同一类一类原子的总原子的总称称质子数相同，中质子数相同，中子数不同的同一子数不同的同一元素的元素的不同不同原子原子由同种元素组成由同种元素组成的结构和性质

11、不的结构和性质不同的单质同的单质实例实例 H C11H、21H、31H金刚石与石墨金刚石与石墨氧气与臭氧氧气与臭氧 区别与联系：区别与联系： 1、联系：同位素属于同一元素的原子；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。同素异形体由同一元素的原子构成。 2、区别：同位素有、区别：同位素有1800余种，元素只有余种，元素只有100多种。多种。第21页/共47页亚原子粒子简介：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

12、已达数百种之多。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与化学相关的某些亚原子粒子的性质名称名称 符号符号质量质量/u/u电荷电荷/e/e电子电子 质子质子 中子中子 正电子正电子 粒子粒子 粒子粒子光子光子ep ne+ 5.4861041.0073 1.0087 ( (氦原子的核氦原子的核) ) ( (原子核射出的原子核射出的e e- -) ) ( (原子核射出的电磁波原子核射出的电磁波 ) ) 1105.48610412 10第22页/共47页夸克简介夸克简介名称名称 下夸克下夸克 上夸克上夸克 奇夸克奇夸克 粲夸克粲夸克 底

13、夸克底夸克 顶夸克顶夸克符号符号 d u s c b t电荷电荷 -1/3 +2/3 -1/3 +2/3 -1/3 +2/3质量质量 均为质子的均为质子的1/100或或1/200 质子的质子的 200倍倍发现年代发现年代 1974 1977 1995某些最重要的夸克某些最重要的夸克 根据根据 1961 1961 年由盖尔年由盖尔- -曼（曼（Gell M-Mann）建立的新模型，）建立的新模型， 质子质子和中子都是由更小的粒子夸克组成的，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但现有的理论还不能预言 ( (当然更不用说从实验上证明当然更不用说从实验上证明) )电子是可分的。电

14、子是可分的。第23页/共47页第24页/共47页宏观物体宏观物体微观粒子微观粒子质量质量很大很大很小很小速度速度较小较小很大（接近光速）很大（接近光速）位移位移可测可测位移、能量位移、能量不可同时测定不可同时测定能量能量可测可测轨迹轨迹可描述可描述（画图或函数描述）（画图或函数描述）用电子云描述用电子云描述（用出现机会的大小描述）（用出现机会的大小描述）第25页/共47页电子云电子云：是用统计的方法对核外：是用统计的方法对核外电子运动规律所作的一种描述。电子运动规律所作的一种描述。描述方法描述方法：用点的密度大小表示：用点的密度大小表示电子在某处出现机会的多少。电子在某处出现机会的多少。过程过

15、程：给原子拍照。：给原子拍照。 结果结果：很像在原子核外有一层疏：很像在原子核外有一层疏密不等的密不等的“云云”。第26页/共47页密不同才有密不同才有意义。意义。第27页/共47页1234567KLMNOPQ由内到外，能量逐渐升高第28页/共47页K L MN O P2 8 183250 2n21 2 3 4 5 6第29页/共47页核电核电荷数荷数元素元素名称名称元素元素符号符号各电子层的电子数各电子层的电子数KLMNOP最外层电最外层电子数子数2氦氦He2210氖氖Ne28818氩氩Ar288836氪氪Kr28188854氙氙Xe2818188886氡氡Rn2818321888各层最多电

16、子数各层最多电子数281832?第30页/共47页第31页/共47页第32页/共47页金属单质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 +1 1 1Mg +22 2O -26 2Cl-1 7 1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第33页/共47页1.下列原子结构示意图中下列原子结构示意图中,正确的是正确的是:2.某

17、元素原子的原子核外有三个电子层某元素原子的原子核外有三个电子层,最外层有最外层有4个电子个电子,该原子该原子核内的质子数为核内的质子数为:A.14 B.15 C.16 D.173.下列叙述正确的是下列叙述正确的是:A.电子在原子核外作高速圆周运动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次外层电子数一定是2或或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：答案：1.B 2.A 3.D第34页/共47页答案：答案：1.(1) 硫硫 2 8

18、 4 (2) 硼硼 2 3 (3) 氖氖 2 8 2. NaF第35页/共47页公元前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）（19271935年）第36页/共47页 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。第37页/共47页 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。第38页/共47页 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。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。第