第3章第一节构成物质的基本微粒第3课时原子的结构和离子

1、第2课时 原子的结构和离子1.1.知道原子是由原子核和核外电子构成的，记住核电荷知道原子是由原子核和核外电子构成的，记住核电荷数、质子数和核外电子数的关系。数、质子数和核外电子数的关系。2.2.初步了解核外电子是分层排布的及原子结构示意图的初步了解核外电子是分层排布的及原子结构示意图的含义，知道元素的性质与最外层电子排布之间的关系。含义，知道元素的性质与最外层电子排布之间的关系。3. 3. 初步掌握相对原子质量的概念，学会查找相对原子质初步掌握相对原子质量的概念，学会查找相对原子质量。量。4. 4. 了解离子的概念及离子的形成过程。了解离子的概念及离子的形成过程。原子弹爆炸原子弹爆炸我国在我国

2、在19641964年年1010月月1616日成日成功爆炸我国第一颗原子弹。功爆炸我国第一颗原子弹。你知道原子弹的能量来自你知道原子弹的能量来自哪里吗？哪里吗？原子是一个实心的小球吗？原子是一个实心的小球吗？原子还能再分吗？原子还能再分吗？探究原子的内部结构探究原子的内部结构 卢瑟福和他的助手做了著名的卢瑟福和他的助手做了著名的粒子散射实验粒子散射实验 英国科学家英国科学家 卢瑟福卢瑟福（E.Rutherford,1871E.Rutherford,18711937)1937)在原子的中心有一个很小的核，叫作原子核。在原子的中心有一个很小的核，叫作原子核。原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子

3、核里原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕着核旋转。带负电的电子在核外空间绕着核旋转。卢瑟福提卢瑟福提出的原子出的原子核式结构核式结构19111911年提出年提出卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型19191919年年 卢瑟福发现质子卢瑟福发现质子 1919 1919年，卢瑟福用年，卢瑟福用粒子轰击氮原子核时，捕捉到了粒子轰击氮原子核时，捕捉到了一种新的质量更小的粒子，将其命名为质子。一种新的质量更小的粒子，将其命名为质子。 在这个不同寻常的实验中，卢瑟福不仅发现了质子，在这个不同寻常的实验中，卢瑟福不仅发现了质子，还实现了人类历史上第一个核反应。还实现了人类历史上第

4、一个核反应。 19201920年，卢瑟福又提出了中子假说年，卢瑟福又提出了中子假说。 19321932年，英国物理学家查德威克用年，英国物理学家查德威克用粒子轰击铍原粒子轰击铍原子核子核捕捉到了中子。捕捉到了中子。 原子核还可以再分，原子弹就是利用了原子核裂变原子核还可以再分，原子弹就是利用了原子核裂变时放出的巨大能量时放出的巨大能量。原子核原子核高速高速运动运动的电子的电子一、原子的构成一、原子的构成He 一个电子带一个电子带一个单位负电荷一个单位负电荷 中子中子不带电不带电 一个质子带一个质子带一个单位正电荷一个单位正电荷 如氦原子核内有如氦原子核内有2 2个质子，则氦原子核带个质子，则氦

5、原子核带2 2个单位正电个单位正电荷荷( (即即+2)+2)。科学上把原子核所带的正电荷数称为科学上把原子核所带的正电荷数称为核电核电荷数，荷数，氦原子的核电荷数为氦原子的核电荷数为2 2。质子、中子、电子的电性和电量质子、中子、电子的电性和电量原子核的大小约为原子核的大小约为1010-15-151010-14-14 m m。原子的直径大约是原子的直径大约是1010-10-10m m。若把电子运动的范围比作一若把电子运动的范围比作一个大型运动场的话，那么原个大型运动场的话，那么原子核就像在运动场内的一粒子核就像在运动场内的一粒芝麻。芝麻。原子核与原子大小的比较原子核与原子大小的比较( (不显电

6、性不显电性) ) 原子核原子核( (带正电带正电) )核外电子核外电子( (带负电带负电) )质子质子 ( (带正电荷带正电荷) )中子中子 ( (不带电不带电) )1 1、原子的构成、原子的构成想一想：原子为何不显电性？想一想：原子为何不显电性？ He核电荷数核电荷数= =质子数质子数= =核外电子数核外电子数原子种类原子种类核电核电荷数荷数原子核原子核核外电核外电子数子数质子数质子数中子数中子数氢氢(H)(H)1 11 10 01 1氦氦(He)(He)2 22 22 22 2氮氮(N)(N)7 77 77 77 7氧氧(O)(O)8 88 88 88 8铁铁(Fe)(Fe)2626262

7、630302626铀铀 (U235)(U235)929292921431439292不一定不一定所有的所有的原子核原子核内都有内都有中子中子分析下表可以获得哪些信息？分析下表可以获得哪些信息？不同种类的原子，其核电荷数、质子数是不同种类的原子，其核电荷数、质子数是不同不同的。的。一个原子其核内质子数与中子数一个原子其核内质子数与中子数不一定相同不一定相同。同种原子其同种原子其核电荷数核电荷数=质子数质子数=核外电子数。核外电子数。比较电子、质子与中子的质量大小比较电子、质子与中子的质量大小原子原子( (不不显电显电性性) )原子核原子核( (带正电带正电) )核外电子核外电子( (带负电荷带负

8、电荷) )质子质子 ( (带正电荷带正电荷) )中子中子( (不带电不带电) )9.11769.11761010-31-31千克千克1.67261.67261010-27-27千克千克1.67481.67481010-27-27千克千克m(m(原子原子) ) m(m(原子核原子核) ) m(m(电子电子) m() m(原子核原子核) ) m( m(质子质子) ) m(m(中子中子) )原子的质量原子的质量 原子的实际质量很小原子的实际质量很小如：如： 一个碳原子的质量：一个碳原子的质量： 1.9931.9931010-26-26 kg kg 即：即：0.00000000000000000000

9、000001993 kg0.00000000000000000000000001993 kg设疑：设疑：用这样小的数量来表示原子的质量很不方便用这样小的数量来表示原子的质量很不方便, ,能不能不能用一种好写、好记、好用的方法来表示原子的质量呢？能用一种好写、好记、好用的方法来表示原子的质量呢？相对原子质量相对原子质量（1 1）定义：）定义： 以碳以碳-12-12原子的质量的原子的质量的1/121/12作为标准，其他原子质量作为标准，其他原子质量跟它比较所得的值，就是这种原子的相对原子质量（符号跟它比较所得的值，就是这种原子的相对原子质量（符号为为ArAr）。）。（2 2）定义式：）定义式： 某

10、原子的相对原子质量某原子的相对原子质量 = = 碳碳-12-12原子质量原子质量 1/12 1/12一个该原子的真实质量一个该原子的真实质量 是一个比值，单位为一，省去不写。是一个比值，单位为一，省去不写。相对原子质量相对原子质量 质子数质子数+ +中子数中子数质子的相对质量为：质子的相对质量为：中子的相对质量为：中子的相对质量为：电子的相对质量为：电子的相对质量为：1.0076 11.0076 11.0089 11.0089 11/18361/1836（可忽略不计）（可忽略不计） 原子的质量主要集中在原子核上原子的质量主要集中在原子核上信息：信息：结论结论分子的质量很小，书写、记忆很不方便，

11、通常用分子的质量很小，书写、记忆很不方便，通常用相对分相对分子质量子质量表示。表示。相对分子质量相对分子质量= =构成分子的构成分子的各个原子各个原子的相对原子质量的的相对原子质量的总总和和，符号为，符号为MrMr。有单位，为一，省去不写有单位，为一，省去不写。试求试求H H2 2O O的相对分子质量。的相对分子质量。3 3分子的质量分子的质量核外电子的运动状况：核外电子的运动状况：(1)(1)高速无规则运动高速无规则运动 ；(2)(2)分层排布；分层排布； (3)(3)具有能量；具有能量；(4)(4)能量不完全相同。能量不完全相同。电子层电子层 1 2 3 4 5 6 71 2 3 4 5

12、6 7离核远近离核远近低低高高近近远远电子能量电子能量核外电子的排布规律核外电子的排布规律 ： 第一层最多排第一层最多排2 2个电子个电子 ；第二层最多排；第二层最多排8 8个电子；个电子；最外层最多排最外层最多排8 8个电子（第一层为最外层则最多排个电子（第一层为最外层则最多排2 2个个e e）；）； (3)(3)据能量最低原理，先排满第一层，再排第二层，依次向据能量最低原理，先排满第一层，再排第二层，依次向外。外。原子结构的简明表示原子结构的简明表示原子结构示意图原子结构示意图: :画法：画法： 画圆圈，画圆圈， 标核电，标核电， 弧线呈扇面，弧线呈扇面， 数字一条线。数字一条线。 +8+

13、82 62 6 氧氧 O O1 1、判断下列原子结构示意图的正误、判断下列原子结构示意图的正误O Al F Na P LiO Al F Na P Li 2 2、用原子、用原子结构示意图结构示意图表示：表示：比镁原子少比镁原子少1 1个质子的原子；个质子的原子；原子核只有原子核只有1 1个质子的原子；个质子的原子；核电荷数为核电荷数为1818的原子；的原子；+1 1+2 2+3 2 1+4 2 2+5 2 3+6 2 4+7 2 5+8 2 6+9 2 7+10 2 8+11 2 8 1 +12 2 8 2 +13 2 8 3 +14 2 8 4 +15 2 8 5 +16 2 8 6 +17

14、2 8 7 +18 2 8 8氢氢H H氦氦HeHe锂锂LiLi铍铍BeBe硼硼B B碳碳C C氮氮N N氧氧O O氟氟F F氖氖NeNe钠钠NaNa镁镁MgMg铝铝AlAl硅硅SiSi磷磷P P硫硫S S氯氯ClCl氩氩ArAr读图探索：读图探索：1 1、下面的元素的原子结构示意图排列有什么规律？、下面的元素的原子结构示意图排列有什么规律？2 2、下面的元素中，哪些是金属元素？哪些是非金、下面的元素中，哪些是金属元素？哪些是非金 属元素？属元素？3 3、元素的化学性质和原子哪些结构关系最密切？、元素的化学性质和原子哪些结构关系最密切？+1 1+2 2+3 2 1+4 2 2+5 2 3+6

15、2 4+7 2 5+8 2 6+9 2 7+10 2 8+11 2 8 1 +12 2 8 2 +13 2 8 3 +14 2 8 4 +15 2 8 5 +16 2 8 6 +17 2 8 7 +18 2 8 8氢氢H H氦氦HeHe锂锂LiLi铍铍BeBe硼硼B B碳碳C C氮氮N N氧氧O O氟氟F F氖氖NeNe钠钠NaNa镁镁MgMg铝铝AlAl硅硅SiSi磷磷P P硫硫S S氯氯ClCl氩氩ArAr第第一一周周期期第第二二周周期期第第三三周周期期周期数即原子核外的电子层数；周期数即原子核外的电子层数；同一横行，原子的电子层数相同，最外层电子同一横行，原子的电子层数相同，最外层电子数

16、由数由1 1依次递增到依次递增到8 8；同一纵行，原子的最外层电子数相同，电子层同一纵行，原子的最外层电子数相同，电子层数由上到下依次递增。数由上到下依次递增。+1 1+2 2+3 2 1+4 2 2+5 2 3+6 2 4+7 2 5+8 2 6+9 2 7+10 2 8+11 2 8 1 +12 2 8 2 +13 2 8 3 +14 2 8 4 +15 2 8 5 +16 2 8 6 +17 2 8 7 +18 2 8 8氢氢H氦氦He锂锂Li铍铍Be 硼硼B碳碳C氮氮N氧氧O氟氟F氖氖Ne钠钠Na 镁镁Mg 铝铝Al硅硅Si磷磷P硫硫S氯氯Cl 氩氩Ar稀有气体元素稀有气体元素思考：思

17、考：分析下图三个不同区域中，各元素的分析下图三个不同区域中，各元素的最外层电子数和元素的分类有何关系？最外层电子数和元素的分类有何关系？金属元素金属元素非金属元素非金属元素不稳定结构不稳定结构稳定结构稳定结构注注 意意 一般情况下，化学反应中的原子总要使自己的最外层达一般情况下，化学反应中的原子总要使自己的最外层达到稳定结构（即最外层电子数为到稳定结构（即最外层电子数为8 8个或一个电子层时的个或一个电子层时的2 2个）。个）。原子结构与元素性质的关系原子结构与元素性质的关系元素的元素的分类分类最外层电子最外层电子数数得失电子趋得失电子趋势势化学性质化学性质结论结论金属金属元素元素非金属非金属

18、元素元素稀有气稀有气体元素体元素一般小于一般小于4 4易失去电子易失去电子一般大于一般大于3 3（氢为（氢为1)1)易得到电子易得到电子易发生化易发生化学反应、学反应、性质活泼性质活泼为为8 8（氦为（氦为2 2）难于得失电子难于得失电子（为稳定结构）（为稳定结构）极难发生化极难发生化学反应、性学反应、性质稳定质稳定元素的化学元素的化学性质与原子性质与原子最外层电子最外层电子数数关系最为关系最为密切密切最外层电子最外层电子数数总结：总结：1 1、指出下列哪几种原子的化学性质相似、指出下列哪几种原子的化学性质相似 A AB BE EC CD D2 2、下列五种微粒中最易失去电子的是、下列五种微粒

19、中最易失去电子的是 , ,最易得到最易得到电子的是电子的是 , ,原子化学性质比较相似的是原子化学性质比较相似的是 。 A B CA B C+10 2 8+11 2 8+11 2 8 1+12 2 8 2+17 2 8 7D ED EA AE EBCBC 由于金属元素、非金属元素的原子核外最外层没有由于金属元素、非金属元素的原子核外最外层没有达到稳定结构，在化学反应中容易得失电子，从而达到达到稳定结构，在化学反应中容易得失电子，从而达到稳定结构，那么，得失电子的结果怎样呢？稳定结构，那么，得失电子的结果怎样呢？ 反反 思思原子失去电子后，变成什么微粒呢？原子失去电子后，变成什么微粒呢？二、离子

20、二、离子带电荷的微粒带电荷的微粒1 1、分类、分类阴离子阴离子带负电荷的微粒带负电荷的微粒2 2、书写方法、书写方法离子符号离子符号阳离子阳离子带正电荷的微粒带正电荷的微粒MgMg2+2+ClClNaNa+ +O O2-2-镁离子镁离子氯离子氯离子钠离子钠离子氧离子氧离子离子符号的写法：离子符号的写法： 在元素符号的在元素符号的右上角右上角标注离子所带电荷；标注离子所带电荷； 数字在前，数字在前，“+”+”、“-”-”号在后号在后； 离子所带电荷数为离子所带电荷数为1 1时，时，1 1省去省去不写。不写。离子符号的意义：离子符号的意义： MgMg2+2+每个镁离子带每个镁离子带2 2个单位的正

21、电荷个单位的正电荷2 2表示表示2 2个镁离子个镁离子原子原子阳离子阳离子阴离子阴离子失电子失电子得电子得电子失电子失电子得电子得电子原子中：质子数原子中：质子数= =电子数电子数阳离子中：质子数阳离子中：质子数 电子数电子数阴离子中：质子数阴离子中：质子数 电子数电子数原子和离子的联系和区别原子和离子的联系和区别（原子不带电）（原子不带电）（带正电）（带正电） （带负电）（带负电）原原 子子硫硫S S、铁、铁FeFe、氦气、氦气HeHeO O2 2H H2 2H H2 2O ONaCl NaCl CaOCaO结合结合结合结合分解分解聚集聚集结合结合物质与构成微粒之间的关系：离离子子得到或失去

22、电子得到或失去电子物质物质物质物质物质物质分分子子失去或得到电子失去或得到电子【典例【典例1 1】19111911年著名物理学家卢瑟福为探索原子的内部结年著名物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构进行了实验。在用一束带正电的、质量比电子大得多的构进行了实验。在用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的高速运动的粒子轰击金箔时发现：粒子轰击金箔时发现：(1)(1)大多数大多数粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向；粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向；(2)(2)一小部分一小部分粒子改变了原来的运动方向；粒子改变了原来的运动方向；(3)(3)有极少部分有极少部分粒子被弹了回来。粒子被弹了回来。下列对

23、原子结构的认识错误的是（下列对原子结构的认识错误的是（ ）A.A.原子核体积很小原子核体积很小 B.B.原子核带正电原子核带正电C.C.原子内部有很大的空间原子内部有很大的空间 D.D.原子是实心的球体原子是实心的球体D D知识点一、原子的构成知识点一、原子的构成【典例【典例2 2】下列说法中，正确的是（】下列说法中，正确的是（ ）A A所有碳原子的质量都相等所有碳原子的质量都相等 B B相对原子质量以碳原子质量的相对原子质量以碳原子质量的1/121/12作为标准作为标准C C相对原子质量和原子的实际质量是一个概念相对原子质量和原子的实际质量是一个概念 D D一种原子的相对原子质量近似等于原子

24、核内质子数一种原子的相对原子质量近似等于原子核内质子数和中子数之和和中子数之和知识点二、相对原子质量知识点二、相对原子质量D D 【典例【典例3 3】（】（2010 2010 株洲中考）如图为氯原子的结构示意图，株洲中考）如图为氯原子的结构示意图，下列有关说法错误的是（下列有关说法错误的是（ ）A A氯原子的核电荷数为氯原子的核电荷数为1717B B氯原子最外层有氯原子最外层有7 7个电子个电子C C氯原子的质子数为氯原子的质子数为1717D D在化学反应中氯原子容易失去电子在化学反应中氯原子容易失去电子D D知识点三、核外电子的排布知识点三、核外电子的排布【典例【典例4 4】下列说法中正确的

25、是（】下列说法中正确的是（ ）A A 结构示意图为结构示意图为 的粒子一定是氖原子的粒子一定是氖原子 B BMgMg2+2+的核电荷数是的核电荷数是1212，则其核外电子数为，则其核外电子数为1414C CNaNa和和NaNa+ +均属于钠元素，它们的化学性质相同均属于钠元素，它们的化学性质相同 D D一种元素的原子变成离子时，得失电子都有可能一种元素的原子变成离子时，得失电子都有可能知识点四、离子的形成知识点四、离子的形成D D 1 1、原子结构中，下列等式成立的是（、原子结构中，下列等式成立的是（ ） 中子数中子数= =质子数质子数 核电荷数核电荷数= =电子数电子数 质子数质子数= =电

26、子数电子数 核电荷数核电荷数= =中子数中子数 A A B B C C D DC C2 2、原子结构中一定含有的微粒是（、原子结构中一定含有的微粒是（ ） A A质子、中子、电子质子、中子、电子 B B质子、电子质子、电子 C C质子、中子质子、中子 D D中子、电子中子、电子B B3.3.原子中决定相对原子质量大小的主要微粒是原子中决定相对原子质量大小的主要微粒是( )( )A A质子数和电子数质子数和电子数 B B核电荷数核电荷数C C中子数和电子数中子数和电子数 D D质子数和中子数质子数和中子数4.4.（20102010乐山中考）硒是人体必需的一种微量元素，严乐山中考）硒是人体必需的一种微量元素，严重缺硒有可能诱发皮肤疾病