任务1人类对原子结构的认识实用化学(4课时)

1、五年制高职课程标准 实用化学 第一课第一课课程简介学习方法课堂纪律成绩考核课程简介课程简介 主题一 化学微观世界 主题二 化学与材料 主题三 化学与环境 主题四 有机化合物 主题五 化学与能源 主题六 化学与营养学习方法 1重视归纳总结 2注重学科间知识的联系 3注重自我总结，自我调整 4课前预习、专心听课、勤做笔记、课后复习 5适当开展研究性学习6同学之间的相互协作学习 课堂纪律课堂纪律五个基本不： 不迟到 不早退 不瞌睡 不玩手机1.不逃课成绩考核成 绩出勤（出勤（30%） 课堂（课堂（20%） 作业（作业（20%） 考试（考试（30%）认识化学认识化学 化学 化学化学是在原子、分子原子、

2、分子水平上研究物质组成、结构、性质、相互变化以及变化中的能量关系的一门学科。 树立树立微粒微粒观观微粒包括：原子、分子、离子、电子等1661年年 英国的波义耳在怀疑派化学家一书中给元素下英国的波义耳在怀疑派化学家一书中给元素下了了科学的定义科学的定义 1772年年 舍勒制得了氢气舍勒制得了氢气 1773年年 舍勒制得了氧气舍勒制得了氧气 1777年年 法国的拉瓦锡发表燃烧概论推翻了燃素说法国的拉瓦锡发表燃烧概论推翻了燃素说 1803年年 英国道尔顿提出原子论英国道尔顿提出原子论 1811年年 意大利的阿伏加德罗提出分子假说意大利的阿伏加德罗提出分子假说 1860年年 分子学说得到世界公认分子学

3、说得到世界公认 1869年年 俄国的门捷列夫提出了他的第一个周期表俄国的门捷列夫提出了他的第一个周期表 1911年年 英国的卢瑟福提出原子核模型英国的卢瑟福提出原子核模型 1934年年 法国的约里奥居里夫妇发现人工放射性法国的约里奥居里夫妇发现人工放射性 1942年年 中国的侯德榜发明了联合制碱法中国的侯德榜发明了联合制碱法 1965年年 中国科学家合成出牛胰岛素中国科学家合成出牛胰岛素,首次人工合成蛋白质首次人工合成蛋白质 1981年年 我国科学家首次人工合成完整生物活性的核糖核酸我国科学家首次人工合成完整生物活性的核糖核酸 2000年年 人类基因组破译人类基因组破译 门捷列夫 中华人民共和

4、国成立后，我国的化学和化学工业，以及基础理论研究等方面，都取得了长足的进步。结晶牛胰岛素RNA叶绿素陶瓷骨的“内核”是金属钛合金，质地十分坚硬，外披一件陶瓷“外衣”。这层“外衣”是在摄氏2万度高温下用等离子体高速喷涂而成的。它除外形与人体骨相似外，还能与人体“和睦相处”。这主要是因为陶瓷骨的陶瓷涂层与人体骨组织中的主要无机成分相似。第一模块第一模块 化学微观世界化学微观世界任务任务1 人类对原子结构的认识人类对原子结构的认识学习目标学习目标1.1.了解原子结构模型的演变历史。了解原子结构模型的演变历史。2.2.掌握原子的组成。掌握原子的组成。3.3.掌握原子中两个重要的等量关系。掌握原子中两个

5、重要的等量关系。4.4.理解同位素概念，了解某些同位素的用途。理解同位素概念，了解某些同位素的用途。物质是由什么物质是由什么构成的？构成的？新课物质是否无限可分？小 公元前公元前5世纪，希腊哲学家世纪，希腊哲学家德谟克利特德谟克利特 等人认为等人认为 ：万物是由大量的不可分割：万物是由大量的不可分割 的、看不见的微粒构成的，即原子。的、看不见的微粒构成的，即原子。一、原子结构模型的演变一、原子结构模型的演变1. 19世纪初，英国科学家世纪初，英国科学家道尔顿道尔顿提出提出近代原子学说近代原子学说，他认为原子是微小，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。的不可分割的实心球体。 所有物质都是由不可

6、分割的原子构成。所有物质都是由不可分割的原子构成。 道尔顿的原子学说：道尔顿的原子学说： 在化学反应中，原子既不会产生或在化学反应中，原子既不会产生或者消失，也不会改变，原子的种类者消失，也不会改变，原子的种类和数目保持不变。和数目保持不变。 汤姆生阴极射线实验汤姆生阴极射线实验（1897）2.1897年，英国科学家年，英国科学家汤姆生汤姆生发现了发现了电子电子。 1904年提出年提出“葡萄干面包式葡萄干面包式”的原子结构模型的原子结构模型汤姆生的结论：汤姆生的结论： 阴极射线由极小的带负电的电子组成。阴极射线由极小的带负电的电子组成。 由于任何材料的射线之荷质比相同，由于任何材料的射线之荷质

7、比相同，电子是所有原子内的一种基本粒子。电子是所有原子内的一种基本粒子。 由于其荷质比很大，电子一定非常小由于其荷质比很大，电子一定非常小 。卢瑟福卢瑟福粒子散射实验粒子散射实验（1911） 卢瑟福的结论：卢瑟福的结论： 原子内大部分是空的，所以大多数原子内大部分是空的，所以大多数粒子得以穿过金箔。粒子得以穿过金箔。 原子所有的正电荷和几乎全部质量原子所有的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即原子核。集中在一个很小的区域，即原子核。 3. 1911年英国物理学家年英国物理学家卢瑟福卢瑟福（汤姆生的（汤姆生的学生）学生）提出了带核的原子结构模型提出了带核的原子结构模型行星模型4.1913

8、年丹麦物理学家年丹麦物理学家玻尔玻尔（卢瑟福的学生）（卢瑟福的学生） 引入量子论观点，提出新的引入量子论观点，提出新的原子壳层结构原子壳层结构 模型模型玻尔的原子模型 玻尔通过光谱研究后认为：电子在原子核外空间玻尔通过光谱研究后认为：电子在原子核外空间内的一系列稳定的轨道上绕核作高速运动。内的一系列稳定的轨道上绕核作高速运动。5.1926年年海森伯（玻尔的学生）海森伯（玻尔的学生）等提出了等提出了 原子的原子的量子力学量子力学模型。即用量子力学方法模型。即用量子力学方法 描述核外电子的运动描述核外电子的运动电子云模型电子云模型电子的波粒二象性电子的波粒二象性氢原子电子云模型启示启示 人类对原子

9、结构认识的逐渐深入，都是建立在实人类对原子结构认识的逐渐深入，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验研究基础上的，实验是揭示原子结构的重要手段。段。 汤姆生、卢瑟福、玻尔、海森伯四代师生都是诺汤姆生、卢瑟福、玻尔、海森伯四代师生都是诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的“定定论论”，不迷信权威，向自己的恩师挑战，为科学，不迷信权威，向自己的恩师挑战，为科学的发展作出了重要贡献。在他们的身上闪烁着科的发展作出了重要贡献。在他们的身上闪烁着科学探索精神的光辉！学探索精神的光辉！作业 引言 一、写出下列物质中所有元素的化合价 NaOH NH4

10、NO3 Al2(SO4)3 MgCl2 CaCO3 CH4 H2O2 P2O5 Fe2O3 Fe(OH)2 CuO k2SO3 二、完成下列化学反应方程式 1、铁在纯氧中燃烧 3Fe + 2O2 = Fe3O4 2、氧化铁和硫酸 Fe2O3 + H2SO4 = Fe2(SO4)3 + H2O 3、氧化钙和水 CaO + H2O = Ca(OH)2 4、碳酸钙和盐酸 CaCO3 + 2HCl = CaCl2 + CO2 +H2O 5、氢氧化钠吸收二氧化碳 2NaOH + CO2 = Na2CO3 + H2O+1 -2 +1-3+1 +5 -2+3 +6 -2+2 -1 +2 +4 -2+2 -2

11、 +1+1 +4 -2+3 -2-4 +1+1 -1+2 -2 +5 -2点燃点燃 再分得到的微粒，电性，电量又如何？再分得到的微粒，电性，电量又如何？原子原子核核是否能再分呢？是否能再分呢？如能再分，由哪些微粒构成？如能再分，由哪些微粒构成？二、探索原子核内部的奥秘二、探索原子核内部的奥秘原子核原子核核外电子核外电子原子原子质子质子Z中子中子N1.原子核的构成原子核的构成()(1)( 0 )()构成原子的粒子的质量、相对质量和电量构成原子的粒子的质量、相对质量和电量粒子粒子 电子电子原子核原子核质子质子中子中子电性电性电量电量负电负电1 1单位电荷单位电荷/ /个个正电正电1 1单位电荷单位

12、电荷/ /个个不显电性不显电性 质量质量/kg9.10910-31 1.67310-271.67510-27相对质量相对质量1/18361.007 11.008 1 相对质量相对质量：与：与C-12原子（原子核内有原子（原子核内有6个质子和个质子和6个中子的碳原子）质量个中子的碳原子）质量的的1/12（1.661 10-27 kg ）相比较所得的数值。）相比较所得的数值。原子为电中性，电子和质子的数量关系？原子为电中性，电子和质子的数量关系？ 2. 2. 原子原子中中的的数量关系（一）数量关系（一）核电荷数质子数核电荷数质子数核外电子数核外电子数粒子粒子 电子电子原子核原子核质子质子中子中子电

13、性电性电量电量负电负电1 1单位电荷单位电荷/ /个个正电正电1 1单位电荷单位电荷/ /个个不显电性不显电性 质量质量/kg9.10910-31 1.67310-271.67510-27相对质量相对质量1/18361.0071.008 相对质量相对质量：与：与C-12原子（原子核内有原子（原子核内有6个质子和个质子和6个中子的碳原子）质量个中子的碳原子）质量的的1/12（1.661 10-27 kg ）相比较所得的数值。）相比较所得的数值。哪些粒子是影响相对原子质量的主要因素？哪些粒子是影响相对原子质量的主要因素？构成原子的粒子的质量、相对质量和电量构成原子的粒子的质量、相对质量和电量原子原

14、子质子数质子数（Z）中子数中子数（N）相对相对原子质量原子质量F91018.998Na111222.990Al131426.982质子数、中子数和相对原子质量质子数、中子数和相对原子质量 3. 原子原子中中的的数量关系（二）数量关系（二）质子数中子数质子数中子数质量数质量数相对原子质量相对原子质量质量数质量数（A）192327Z + N = A元素种类元素种类原子个数原子个数化合价化合价电荷数电荷数回顾：以下化学术语如何用回顾：以下化学术语如何用符号表达？（以氧元素为例）符号表达？（以氧元素为例）Xnmdd：原子个数原子个数n：电荷数电荷数m：化合价化合价X：元素符号：元素符号O8164. 符

15、号化表示原子的组成符号化表示原子的组成16 A：质量数质量数8 Z：质子数质子数XAZa、b、c、d、e各代表什么？各代表什么？ a代表质量数；代表质量数；b代表核电荷数（质子数）代表核电荷数（质子数）c代表离子所带的电荷数代表离子所带的电荷数d代表化合价代表化合价e代表原子个数代表原子个数abXc+-+de元素：元素：具有相同具有相同质子数质子数的同一类原子的总称。的同一类原子的总称。17 Cl ,3517 Cl376 C ,136 C ,126 C148 O ,16 8 O ,178 O18核素：核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。具有一定质子数和一定中子数的一种原子。1H ,11

16、H ,21H3氕（氕（pie），氘氘(dao)，氚氚(chuan)5.5.元素、核素、同位素元素、核素、同位素绝大多数元素存在多绝大多数元素存在多种核素。我们把质子种核素。我们把质子数相同，中子数不同数相同，中子数不同的核素互称为的核素互称为 同位素同位素。同位素同位素 同位素之间同位素之间化学性质化学性质相似相似 性质区别主要体现在性质区别主要体现在物理性质物理性质方面方面同位素之间的区别和联系同位素之间的区别和联系放射性同位素：具有放射性的同位素放射性同位素：具有放射性的同位素 如：如： 14C ，235U同位素：同位素：质子数相同，中子数不同的质子数相同，中子数不同的核素核素的的互称互称

17、。元素：元素：含有相同质子数的同一类原子的含有相同质子数的同一类原子的总称总称。核素：核素：具有一定质子数和一定中子数的具有一定质子数和一定中子数的一种原子一种原子。 氢弹是用氢核聚变释放出大量能量的原理制造的武氢弹是用氢核聚变释放出大量能量的原理制造的武器，器， 氢核聚变使用的是氢核聚变使用的是氢的同位素氕、氘、氚氢的同位素氕、氘、氚中最中最重的氚重的氚 。 放射性碳素断代又称放射性碳素断代又称“碳一碳一14 断代断代”。测定古代遗。测定古代遗物绝对年代的方法之一。利用有机物中占一定比例的放射物绝对年代的方法之一。利用有机物中占一定比例的放射性同位素碳一性同位素碳一14 的半衰期，推断死亡年

18、代。比较可靠准的半衰期，推断死亡年代。比较可靠准确。适用年代范围在确。适用年代范围在5 万年以内。万年以内。 采用放射性采用放射性60Co照射照射后的大蒜能延长保存期后的大蒜能延长保存期612个月。个月。 1. 1.下列叙述正确的是下列叙述正确的是 ( )( )（A A）质子数相同的微粒之间一定互为同位素）质子数相同的微粒之间一定互为同位素（B B）已发现的元素有）已发现的元素有11118 8种，因此有种，因此有11118 8种原子种原子（C C）属于同位素的原子一定为同种元素）属于同位素的原子一定为同种元素（D D）水（）水（H H2 2O O）和重水（）和重水（D D2 2O O）互称同位

19、素）互称同位素不一定，如不一定，如HF、H2O、NH3、CH4等分子质子数相同。等分子质子数相同。大多数元素均有同位素，原子数目远远超过大多数元素均有同位素，原子数目远远超过118种。种。正确，因属于同位素的原子的质子数相同。正确，因属于同位素的原子的质子数相同。同位素指的是原子之间关系，不是分子之间的关系。同位素指的是原子之间关系，不是分子之间的关系。C 2.2.若某元素的原子核内质子数为若某元素的原子核内质子数为m ,m ,中子数为中子数为n n，则下列叙述中，则下列叙述中正确的是正确的是 ( )( )（A A）这种元素的相对原子质量约为）这种元素的相对原子质量约为 m + nm + n（

20、B B）不能由此确定该元素的相对原子质量）不能由此确定该元素的相对原子质量（C C）若碳）若碳1212原子的质量为原子的质量为w gw g，则此原子的质量为，则此原子的质量为(m+n)w g(m+n)w g（D D）该原子核内中子的总质量小于质子的质量）该原子核内中子的总质量小于质子的质量m + n 仅能表示仅能表示 此元素的这种原子的质量数，该元素可能有同位素此元素的这种原子的质量数，该元素可能有同位素正确。即不能由单个原子的原子量代替该元素的原子量。正确。即不能由单个原子的原子量代替该元素的原子量。若碳若碳12原子的质量为原子的质量为w g, 设此原子的质量为设此原子的质量为x , w :

21、 x = 12 : (m + n ) x = (m+n) w/12 g 绝大多数的原子中，质子数绝大多数的原子中，质子数中子数（普通氢除外），故中子数（普通氢除外），故中子的总质量大于质子的总质量中子的总质量大于质子的总质量B三、原子核外电子排布三、原子核外电子排布核外电子是分层排布的，由里向外，核外电子是分层排布的，由里向外，由能量低的轨道到能量高的轨道。由能量低的轨道到能量高的轨道。稀有气体元素原子电子层排布：稀有气体元素原子电子层排布：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最外层电子最外层电子数数2氦氦He2210氖氖Ne28818氩

22、氩Ar288836氪氪Kr28188854氙氙Xe2818188886氡氡Rn2818321888原子核外电子分层排布的一般规律：原子核外电子分层排布的一般规律：1、能量最低原理（、能量最低原理（K、L、M、N、O、P、Q）2、每层最多容纳电子数、每层最多容纳电子数2n2（n表示电子层数）表示电子层数）3、最外层电子数目不超过、最外层电子数目不超过8个（第一层不超过个（第一层不超过2个）个）4、次外层电子数目不超过、次外层电子数目不超过18个，倒数第三层个，倒数第三层 电子数目不超过电子数目不超过32个。个。四、原子结构与性质的关系四、原子结构与性质的关系（结构决定性质）（结构决定性质）1.八

23、电子稳定结构八电子稳定结构 通常把最外层有通常把最外层有8个电子（个电子（K为最外层时为为最外层时为2个）个）的结构，称为相对稳定结构。稀有气体的原子就是的结构，称为相对稳定结构。稀有气体的原子就是这种结构，化学性质稳定，一般不与其他物质发生这种结构，化学性质稳定，一般不与其他物质发生化学反应。化学反应。2 2. .不稳定结构不稳定结构原子原子最外层电子数最外层电子数4时，容易失去电子时，容易失去电子最外层电子数最外层电子数4时，容易得到电子时，容易得到电子（金属元素，如（金属元素，如NaNa、MgMg、AlAl ）（非金属元素，如（非金属元素，如F F、OO、ClCl）问题：为什么问题：为什

24、么NeNe气单质不活泼？气单质不活泼？答：因为答：因为NeNe元素原子最外层为元素原子最外层为8 8电子的稳定结构电子的稳定结构（原子结构）（原子结构） 1 . .在在 原原 子子 的的 组组 成成 中，中， 带带 正正 电，电， 带带 负负 电，电， 不不 带带 电，电， 绕绕 着着 做做 高高 速速 运运 动。动。 占占 据据 原原 子子 的的 绝绝 大大 部部 分分 体体 积，积， 集集 中原中原 子子 的的 主主 要要 质质 量量 。 电电 子子 质质 子子 中中 子子 电电 子子 原原 子子 核核 电电 子子 原原 子子 核核2 .2 .下列关于原子的叙述正确的是下列关于原子的叙述正

25、确的是 （ ） 一切原子都是由质子、中子和电子构成的一切原子都是由质子、中子和电子构成的 原子在不停地运动原子在不停地运动 原子是化学变化中的最小粒子原子是化学变化中的最小粒子 原子由原子核和核外电子构成原子由原子核和核外电子构成 原子中不存在电荷，因而原子不带电原子中不存在电荷，因而原子不带电 A A B B C C D D课堂作业课堂作业 A3.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（ ）4.某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,最外层最外层有有4个电子个电子,该原子核内的质子数为（该原子核内的质子数为（ ） A.14 B.15 C.16

26、D.17A.B.C.D.BA5.5.下列叙述正确的是下列叙述正确的是 ( )( )A A、质子数相同的微粒之间一定互为同位素、质子数相同的微粒之间一定互为同位素B B、已发现的元素有、已发现的元素有112112种，因此有种，因此有112112种原子种原子C C、属于同位素的原子一定为同种元素、属于同位素的原子一定为同种元素D D、水（、水（H H2 2O O）和重水（）和重水（D D2 2O O）互称同位素）互称同位素C 6.6.若某元素的原子核内质子数为若某元素的原子核内质子数为m ,m ,中子数为中子数为n n，则下列叙述中，则下列叙述中正确的是正确的是 ( )( )（A A）这种元素的相

27、对原子质量约为）这种元素的相对原子质量约为 m + nm + n（B B）不能由此确定该元素的相对原子质量）不能由此确定该元素的相对原子质量（C C）若碳）若碳1212原子的质量为原子的质量为w gw g，则此原子的质量为，则此原子的质量为(m+n)w g(m+n)w g（D D）该原子核内中子的总质量小于质子的质量）该原子核内中子的总质量小于质子的质量B作业用用A.质子数质子数B.中子数中子数C.核外电子数核外电子数D.最最外层电子数外层电子数E.电子层数填写下列空白：电子层数填写下列空白： （1）原子种类由）原子种类由B决定；决定； （2）元素种类由）元素种类由A决定；决定；（3）核电荷数由）核电荷数由A决定。决定。 （4）元