人类对原子结构的认识

人类对原子结构的认识公元前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即原子构成。一、原子结构模型的演变1803年，英国科学家道尔顿提出了原子学说。他认为物质是由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割，在化学反应中保持本性不变。扫描隧道显微镜下的原子影像原子是否真的是一个不可再分的球体呢？1897年，汤姆生通过阴极射线管实验发现原子中存在电子，并用实验方法测出电子的质量不及氢原子质量的千分之一。

汤姆生的原子结构模型1904年，汤姆生提出“葡萄干面包式”的原子结构模型，他认为电子就像是面包中的葡萄干一样散布在原子之中。α散射实验——发现原子核结构根据α散射实验的实验现象，原子是否是一个实心的球体？绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来电子的运动形态就像行星绕太阳运转一样。卢瑟福的原子结构模型1911年，卢瑟福提出原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电荷，位于原子中心，电子带负电荷，在原子核周围做高速运动；玻尔——发现核外电子的能量1913年，玻尔在研究氢原子光谱引入了量子论观点。原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动，每个轨道都具有一个确定的能量值；核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。20世纪初，科学家发现了中子，揭示了微观世界波粒二象性规律、认识到原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，建立用量子力学方法描述核外电子运动的数学模型。原子原子核核外电子二、原子核外电子排布电子按能量高低在核外分层排布1234567KLMNOPQ由内到外，能量逐渐升高核外电子排布规律①

电子总是先排布在能量最低的电子层里，然后由里往外，依次排在能量逐渐升高的电子层里（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，依此类推②每个电子层最多只能容纳2n2个电子③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515+28原子结构示意图原子结构与元素性质（1）稳定结构：最外电子层上为8（只有一个电子层时为2）个电子（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（只有一个电子层时为2）个电子的稳定结构282+12Mg+8O62镁条燃烧+12Mg2+282Mg+8O2－26O8镁条燃烧Mg2++1228O2－+828MgO镁条燃烧1．化学反应中，原子核不发生变化，但原子的核外电子排布发生变化，元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子。2．镁等金属元素的原子，最外层电子数<4，与活泼非金属反应时，易失电子，形成与稀有气体原子电子层排布相同的阳离子。3．氧、氯等非金属元素的原子，最外层电子数>4，与活泼金属反应时，易得电子，形成与稀有气体元素原子电子层排布相同的阴离子。要点总结原子原子核（+）核外电子（-）质子（+）Z中子（不带电荷）N三、原子核的组成核内质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数组成原子的微粒有怎样的质量关系？质量相对质量质子1.673×10－27kg1.007中子1.675×10－27kg1.008电子9.109×10－31kg1/1836原子核外所有电子的质量总和只占原子质量的极小一部分，原子质量主要集中在原子核上。原子质子数Z中子数N质子数+中子数A相对原子质量F91018.998Na111222.990Al131426.982质子数Z+中子数N=质量数A≈相对原子质量原子质子数Z中子数N质子数+中子数A相对原子质量F9101918.998Na11122322.990Al13142726.982X——元素符号A——代表质量数；Z——代表核电荷数；AZX练一练：请用AZX表示上表中原子的组成。AZ±dXc±X——元素符号A——代表质量数；Z——代表核电荷数；c±——代表离子的所带电荷；±d——代表化合价n——原子的个数n试试看：你能从下边的符号中读出些哪些信息？（1）3115P；（2）4020Ca2+；（3）3717Cl－相对原子质量定义为“某原子的质量与C-12原子质量的1/12的比”。C-12原子指的是什么原子？在考古中，经常应用C-14测定年代，C-14与C-12有什么样的关系？化学性质是否相同？C-12原子是指质子数和中子数都为6个的碳原子。C-14原子是指质子数为6个，中子数为8个的碳原子。核素：把具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为一种核素。624+6C-14：146C624+6C-12：126C同位素：把质子数相同、质量数（或中子数）不同的核素互称为同位素。同位素之间化学性质几乎完全相同，物理性质不同。1、13C-NMR（核磁共振）可用于含碳化合物的结构分析，有关13C的说法正确的是（）A、质子数为6B、电子数为13C、中子数为6D、质量数为666A2、关于H+、1H、2H、3H五种微粒，下列说法正确的是（）A、是四种氢元素B、是氢元素的四中同位素C、是氢元素的四种不同微粒D、它们的中子数均相同。111C3、已知氢元素有1H、2H、3H三种同位素，氯元素有35Cl、37Cl两种同位素。由这五种微粒构成的HCl分子中，其相对分子质量可能有（）A、1种B、5种C、6种D、7种117C11174.在同温同压下，两个容积相等的密闭容器中分别充满12C18O和14N2两种气体，以下关于这两个容器中气体的说法正确的是()A.分子数、质量分别相等 B.原子数相等，质量不相等C.质子数相等，质量不等 D.分子数、质子数和中子数分别相等B5、今有AZ与A+1Z两种微粒，下列叙述正确的是（）A、质子数一定相同，质量数和中子数一定不同B、化学性质几乎相同C、两中微粒一定都有质子、中子、电子构成D、核电荷核，核外电子数一定相同AXX元素有_______种；上述的