《人类对原子结构的认识》教学课件解析

1、人类对原子结构的认识ks5u精品课件第1页，共19页。图1 硅晶体图2 用扫描隧道显微镜观测到的硅晶体表面 图3 氦原子结构示意图 ks5u精品课件第2页，共19页。原子结构模型的演变ks5u精品课件第3页，共19页。古希腊哲学家德谟克利特的古代原子学说。古希腊哲学家德谟克利特是 奠基人，他认为 是构成物质的微粒。 是万物变化的根本原因。英国科学家道尔顿的近代原子学说。英国科学家 。他认为物质都是由 构成的，原子是不可分割的 ,同种原子的质量和性质都 。英国物理学家汤姆生的“葡萄干面包式” 原子结构模型。英国科学家 发现了电子，他认为 ，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子。 的

2、发现使人们认识到原子是可以再分的。卢瑟福的带核原子结构模型。物理学家卢瑟福根据-粒子散射现象，指出原子是由 和 _ 构成的， 带正电荷，位于 ,它几乎集中了原子的全部质量， 带负电荷,在原子核周围空间作高速运动,就像行星环绕太阳运转一样。丹麦物理学家玻尔的轨道原子结构模型。丹麦物理学家指出:电子在原子核外空间内一定 上绕核作高速运动电子云模型（现代原子结构学说）。现代科学家根据微观世界的波粒二象性规律，提出用量子力学的方法_ 描述核外电子运动。ks5u精品课件第4页，共19页。现代量子力学原子结构模型（电子云模型）原子由原子核和核外电子构成电子运动的规律跟宏观物体运动的规律截然不同；对于多电子

3、的原子，电子在核外一定的空间近似于分层排布ks5u精品课件第5页，共19页。原子核外电子的分层排布 +2He+18Ar1、原子核外电子的分层排布+10Ne该电子层上的电子核电荷数电子层原子核+1H+8O+12Mgks5u精品课件第6页，共19页。 为了形象地表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。+15第1层第2层第3层K层L层M层原子核原子核带正电核电荷数285原子结构示意图ks5u精品课件第7页，共19页。电子层序数（n）1234567符号能量大小距核远近K L M N O P Q 小 大近 远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，把原子核外

4、分成七个运动区域，又叫电子层，分别用n=1、2、3、4、5、6、7表示，分别称为K、L、M、N、O、P、Q，n值越大，说明电子离核越远，能量也就越高。2、原子核外电子运动区域与电子能量的关系： ks5u精品课件第8页，共19页。3、原子核外电子排布规律电子总是尽先排布在能量最低的电子层里, 然后由往外，依次排在能量逐步升高的电子层里（能量最低原理） 先排K层，排满K层后再排L层，排满L层后再排M层每个电子层最多只能容纳2n2个电子。 最外层最多只能容纳 8个电子（K层为最外层时不能超过2个） 次外层最多只能容纳18个电子（K层为次外层时不能超过2个 倒数第三层最多只能容纳32个电子 ks5u精

5、品课件第9页，共19页。4、原子结构与元素性质的关系（结构决定性质）（1）稳定结构：原子既不容易失去电子又不容易得到电子（如He、Ne、Ar等）（2）不稳定结构：原子容易失去电子转化或容易得到电子转化最外电子层上为8（有些为2）个电子的稳定结构。(如，失去： Na、Mg、Al 得到：F、O、Cl)ks5u精品课件第10页，共19页。+12282失去电子+1228MgMg2+826+828得到电子OO2-ks5u精品课件第11页，共19页。结论1、活泼金属元素的原子容易失去最外层上的电子变为带正电荷的阳离子，阳离子所带正电荷的数目等于原子失去的电子的数目。MgMg2+失 2e-（带2个单位正电荷

6、）2、活泼非金属元素的原子容易得到电子变为带负电荷的阴离子，阴离子所带负电荷的数目等于原子得到的电子的数目。OO2-得 2e-（带2个单位负电荷）ks5u精品课件第12页，共19页。问题解决：氧化镁的形成宏观：氧气和金属镁反应生成氧化镁，氧化镁是氧元素与镁元素相结合的产物。微观：每个Mg失去2个电子形成与Ne一样的稳定电子层结构的Mg2+，每个O得到2个电子形成与Ne一样的稳定电子层结构的O2-，带正电荷的Mg2+与带负电荷的O2-相互发生电性作用，形成稳定的MgO.如下图Mg+O2=2MgOks5u精品课件第13页，共19页。+12Mg+8O+12+8Mg2+O2-结论： 原子最外层的电子数

7、小于8个时，在化学反应中总是得到或失去电子而达到最外层8电子的稳定结构。ks5u精品课件第14页，共19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NaMg2O6Cl-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、MgCl2ks5u精品课件第15页，共19页。问题解决最外层电子数4时，容易失去电子（化合价失去的电子数目）原子最外层

8、电子数4时，容易得到电子（化合价最外层电子数8）关系：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）ks5u精品课件第16页，共19页。小结：1 原子结构模型的演变 道尔顿汤姆生卢瑟福 玻尔量子力学2、原子核外电子排布规律能量最低原理每个电子层最多只能容纳2n2个电子。 最外层最多只能容纳 8个电子（K层为最外层时不能超过2个） 次外层最多只能容纳18个电子（K层为次外层时不能超过2个 倒数第三层最多只能容纳32个电子 ks5u精品课件第17页，共19页。信息博览：新华网3月27日电 日本奈良尖端科技研究生院的大门宽教授应用“圆偏振光光电子衍射原理”开发成功立体显微镜，能够把原子的排列结构扩大100亿倍，从而使人得以对微观世界的物质进行立体性的观测和摄影。据这位科学家提供的资料说，使用这种新型显微镜对钨的晶体进行的观测，发现了由4个原子构成的边长为2.74埃(1米的百亿分之一)的菱形结构。 他说，这是在世界上第一次对物质的原子结构进行高倍率的观测，它的观测倍率要比现有最高水平的电子显微镜提高大约200倍，今后在开发超导物质等新功能材料及解析催化剂的反应机制等应用物理和化学领域将会发挥重要作用 ks5u精品课件第18页，共19页。原子核外电子是 排布的金属元素的原子最外层一般 个电子，在化学反应中易 电子形成与稀有气体原