原子结构模型的演变（课堂PPT）

1、1江苏省东台中学高一化学组江苏省东台中学高一化学组2我们前辈是如何认识原子的？我们前辈是如何认识原子的？ 历历 史史1、公元前公元前5 5世纪世纪, ,希腊哲学家希腊哲学家德谟克利特德谟克利特等等人认为：万物是由大量的不可分割的人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的微粒构成的, ,即原子。即原子。3 2 2、道尔顿原子学说、道尔顿原子学说 （实心球）实心球） 1919世纪初，世纪初，英国英国科学家科学家道尔顿道尔顿提出提出近代原子学说，他认为物质都由原子组近代原子学说，他认为物质都由原子组成成, ,原子是微小的不可分割的实心球体。原子是微小的不可分割的实心球体。4 1897 1897年，英

2、国科学家汤姆生发现了电子年，英国科学家汤姆生发现了电子, ,认识到原子是由更小的微粒构成认识到原子是由更小的微粒构成. .提出了枣糕式枣糕式原子模型3 3、汤姆生原子模型、汤姆生原子模型 （葡萄干面包）（葡萄干面包）5 4 4、卢瑟福原子模型、卢瑟福原子模型 （空心球）（空心球） 19111911年，年，英国英国物理学家物理学家卢瑟福卢瑟福根据根据粒粒子散射现象认识到子散射现象认识到原子核带正电原子核带正电, ,并提出了原并提出了原子结构的子结构的核式结构核式结构学说学说( (原子是由原子是由原子核原子核和和核核外电子外电子构成构成) )6思考：思考：为什么大多数为什么大多数粒子穿过了金箔，而

3、粒子穿过了金箔，而只有极少数被弹回来只有极少数被弹回来? ? 为什么为什么粒子被弹回来了，原子内的正电粒子被弹回来了，原子内的正电荷却没有被弹出荷却没有被弹出 ？ 为什么有少量的为什么有少量的粒子发生了偏转粒子发生了偏转? ?7 5 5、玻尔原子模型、玻尔原子模型 19131913年年丹麦丹麦物理学家玻尔提出，原子核物理学家玻尔提出，原子核外，电子在一系列稳定的外，电子在一系列稳定的轨道轨道上运动。上运动。 8电子云模型电子云模型9 现代科学家们在实验中发现，电子在原现代科学家们在实验中发现，电子在原子核周围有的区域出现的次数多，有的子核周围有的区域出现的次数多，有的区域出现的次数少，就像区域

4、出现的次数少，就像“云雾云雾”笼罩笼罩在原子核周围。因而提出了在原子核周围。因而提出了“电子云模电子云模型型”。 电子云电子云密度大密度大的地方，表明电子在核外的地方，表明电子在核外单位体积内单位体积内出现的机会多出现的机会多，反之，出现，反之，出现的机会少。的机会少。电子云电子云1011阅读课本阅读课本P27P27 28,28,填写以下内容填写以下内容 19 19世纪初世纪初, ,英国科学家英国科学家111111111111提出了提出了原子学说；原子学说；18971897年，年，111111111111发现了原子中发现了原子中存在存在电子电子；19111911年，英国物理学家年，英国物理学家

5、111111111111提出了带核的原子结构模型，其中原子由提出了带核的原子结构模型，其中原子由1111111111和和111111111111组成，原子核带组成，原子核带111111111111，位于位于111111111111电子带电子带111111111111，在原子核周围，在原子核周围空间作空间作111111111111；19131913年，丹麦物理学家年，丹麦物理学家111111111111引入量子论观点，提出原子核外，引入量子论观点，提出原子核外，电子在一系列稳定的电子在一系列稳定的111111111111运动。现代科运动。现代科学家根据微观世界的波粒二象性规律，提学家根据微观世界

6、的波粒二象性规律，提出必须用出必须用 的方法来描述核外电子运动。的方法来描述核外电子运动。 道尔顿道尔顿汤姆生汤姆生卢瑟福卢瑟福原子核原子核核外电子核外电子正电荷正电荷原子中心原子中心负电荷负电荷高速运动高速运动玻尔玻尔轨道上轨道上电子电子量子力学量子力学12近近代代原原子子论论发发现现电电子子带带核核原原子子结结构构模模型型轨轨道道原原子子结结构构模模型型电电子子云云模模型型13原子结构模型的演变历史给我们的启迪原子结构模型的演变历史给我们的启迪 化学认识发展的形式与科学认识发展化学认识发展的形式与科学认识发展的形式一样是继承、积累、突破和革命。的形式一样是继承、积累、突破和革命。 实验方法

7、是科学研究的一种重要方法，实验方法是科学研究的一种重要方法，实验手段的不断进步是化学发展的一个实验手段的不断进步是化学发展的一个关键。关键。 科学研究、科学发现是无止境的。科学研究、科学发现是无止境的。 14判断下列观点的正误判断下列观点的正误: :A A 原子是坚实的不可再分的实心球原子是坚实的不可再分的实心球 B B 原子中的正电荷平均分布原子中的正电荷平均分布C C 原子是显电中性的原子是显电中性的 D D 原子的中心有一个带正电的原子核原子的中心有一个带正电的原子核E E 原子核的质量几乎等于原子的全部质量原子核的质量几乎等于原子的全部质量F F 电子在原子核外空间作高速运动电子在原子

8、核外空间作高速运动练一练：练一练：15原子核外电子排布原子核外电子排布 +2He+10Ne+18Ar1 1、原子核外电子的分层排布、原子核外电子的分层排布原子核原子核电子层电子层核电核电荷数荷数该电子层该电子层上的电子上的电子HeHe、NeNe、ArAr原子的核外电子分层排布示意图原子的核外电子分层排布示意图（分层运动分层运动）16电子层序数电子层序数（n n）1234567符号符号能量大小能量大小距核远近距核远近K L M N O P Q 小小 大大近近 远远 电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近的区域内运动在离核近的区域内运动 ，把原

9、子核外分成七个运，把原子核外分成七个运动区域，又叫电子层，分别用动区域，又叫电子层，分别用n=1n=1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、77表示，分别称为表示，分别称为K K、L L、M M、N N、O O、P P、QQ，n n值越大，说明值越大，说明电子离核越远，能量也就越高。电子离核越远，能量也就越高。2 2、原子核外电子运动区域与电子能量的关系：、原子核外电子运动区域与电子能量的关系： 173 3、原子核外电子排布规律、原子核外电子排布规律 最外层最多只能容纳最外层最多只能容纳 8 8个电子个电子（K K层为最外层是层为最外层是2 2个）；个）； 次外层最多只能容纳次外层最多只能

10、容纳1818个电子个电子 倒数第三层最多只能容纳倒数第三层最多只能容纳3232个电子；个电子； 每个电子层最多只能容纳每个电子层最多只能容纳2n2n2 2电子。电子。能量最低原理：电子总是尽先排布在能能量最低原理：电子总是尽先排布在能 量最低的电子层里；量最低的电子层里； 即由即由能量低高能量低高经验：电子排满经验：电子排满K K层，排层，层，排层， 排满排满 L L 层排层层排层LM18+1+1H+8+8O+12+12MgH H、O O、MgMg原子的核外电子分层排布示意图原子的核外电子分层排布示意图19 为了形象地表示原子的结构，人们就创为了形象地表示原子的结构，人们就创造了造了“原子结构

11、示意图原子结构示意图”这种特殊的图形。这种特殊的图形。15第第1层层第第2层层第第3层层K层层L层层M层层原子核原子核原子核带正电原子核带正电核电荷数核电荷数285原子结构示意图原子结构示意图20思考与练习：思考与练习： 请画出请画出1 1 2020号元素原子结构示意图号元素原子结构示意图214 4、原子结构与元素性质的关系、原子结构与元素性质的关系（结构决定性质结构决定性质） （1 1）稳定结构：）稳定结构：即最外层为即最外层为8 8电子的结电子的结构构（K K层为层为2 2个）个）特点：特点：原子既不容易失去电子又不容易原子既不容易失去电子又不容易得到电子得到电子（如（如HeHe、NeNe

12、、ArAr等）等）（2 2）不稳定结构：）不稳定结构：( (如如易失去：易失去：NaNa、MgMg、Al Al 易得到：易得到：F F、O O、Cl)Cl)原子原子最外层电子数最外层电子数4 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44时，容易得到电子时，容易得到电子22失一个电子失一个电子钠原子钠原子钠离子钠离子Na e Na+NaNa+钠离子的形成钠离子的形成23 氯离子的形成氯离子的形成得一个电子得一个电子 e 氯原子氯原子氯离子氯离子24+11 +17电子转移电子转移+11 +17原子结构简图原子结构简图+17+11 不稳定不稳定25问题：问题：为什么为什么NeNe气

13、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电子的稳电子的稳定结构（原子结构）定结构（原子结构）问题解决：从原子结构知识角度去解释问题解决：从原子结构知识角度去解释 P29P29：问题解决：问题解决1 126+12282失去电子失去电子+1228MgMgMgMg2+2+826+828得到电子得到电子O OO O2-2-原子结构示意图原子结构示意图离子结构示意图离子结构示意图27元素化合价与最外层电子数的关系：元素化合价与最外层电子数的关系：原子原子最外层电子数最外层电子数4 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44时，容易得到电

14、子时，容易得到电子化合价化合价 （失去的电子数目）（失去的电子数目）化合价化合价（8 8最外层电子数）最外层电子数）关系：关系：元素化合价在数值上等于原子失去元素化合价在数值上等于原子失去或得到的电子数目（失为正，得为负）或得到的电子数目（失为正，得为负）元素元素化合化合价价原子最外层原子最外层电子数目电子数目失去（或得到）电失去（或得到）电子的数目子的数目NaMg2O6Cl-1问题解决问题解决11失失12失失22得得27得得1281.1.道尔顿道尔顿汤姆生汤姆生卢瑟福卢瑟福 玻尔玻尔量子力学量子力学2.2.原子核外电子排布规律原子核外电子排布规律能量最低原理能量最低原理 每个电子层最多只能容

15、纳每个电子层最多只能容纳2n2n2 2电子电子 最外层最多只能容纳最外层最多只能容纳 8 8个电子（个电子（K K层为最外层为最外层是层是2 2个）；次外层最多只能容纳个）；次外层最多只能容纳1818个电子；倒个电子；倒数第三层最多只能容纳数第三层最多只能容纳3232个电子个电子4.4.原子结构示意图原子结构示意图 离子结构示意图离子结构示意图3.3.原子结构与元素性质的关系（结构决定性质）原子结构与元素性质的关系（结构决定性质）小结小结: :本节课的重点知识本节课的重点知识29原子核外电子是原子核外电子是 排布的排布的金属元素的原子最外层一般金属元素的原子最外层一般 个电子，个电子，在化学反应中易在化学反应中易 电子形成与稀有气体原子电子形成与稀有气体原子电子层排布相同的阳离子（稳定结构）。电子层排布相同的阳离