化学教案第一章打开原子世界的大门及配套练习

高一化学教案第一章打开原子世界的大门教师：丁亚军学生：时间：教学目标：1.了解了原子结构的发现过程，体验和了解科学探索的一般方法。2.学习和掌握原子的结构特点和相对原子质量。3.初步认识和掌握核外电子排布的一般规律教学重点：原子的构成；原子中存在的守恒关系；元素符号角标含义；元素、同位素的含义的概念；相对原子质量的概念；核外电子排布的一般规律以及原子结构示意图。教学过程：一、原子结构学说的发展历程及原子结构模型的演变1、古代朴素的原子观：我国战国时期的惠施认为物质是无限可分的；我国战国时期的墨翟认为物质被分割是有条件的；古希腊哲学家德谟克利特提出古典原子论（原子是构成物质的微粒，万物是由间断的、不可分割的微粒即原子构成的，原子的结合和分割是万物变化的根本原因）。2、英国科学家道尔顿提出近代原子学说——实心球模型：①物质由原子组成；②原子不能创造，也不能被毁灭；③原子在化学变化中不可再分割，它们在化学变化中保持本性不变。3、汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型：①原子中存在电子，电子的质量为氢原子质量的1/1836；②原子中平均分布着带正电荷的粒子，这些粒子之间镶嵌着许多电子。4、英国物理学家卢瑟福的“行星式”原子结构模型(核式原子结构模型)：①原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电荷，位于原子的中心，电子带负电荷，在原子核周围作高速运动；②电子的运动形态就像行星绕太阳运转一样。5、丹麦物理学家玻尔的轨道原子结构模型：他引入量子论观点，提出原子核外，电子不是随意占据在原子核的周围，而是在固定的层面上运动，当电子从一个层面跃迁到另一个层面时，原子便吸收或释放能量。6、现代原子结构学说——电子云模型：用电子在给定时间内在空间的几率分布的图像来描述电子的运动，这些图像就是电子云。电子出现几率密度大的地方，\o"电子云"电子云“浓密”一些；几率密度小的地方，电子云“稀薄”一些。但电子云的正确意义并不是说电子真的像云那样分散，电子云只是一种几率云。【总结】通过这节课的学习，我们了解了原子结构的发现过程，同时还体验了科学探索的一般方法。发现问题----提出假设----实验验证-----分析数据-----得出结论，再------，科学研究就是这样一个循环往复的过程。二、原子结构和相对原子质量1、元素：具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子叫做元素。2、原子的构成：原子核居于原子中心，电子在核外作高速运动。原子核非常非常小，体积只占原子体积的几千万亿分之一。假设原子是一座庞大的体育场，而原子核只相当于体育场中央的一只蚂蚁。【例】在一个电中性的原子中，一定含有的微粒是（）A.质子，中子，电子B.质子，中子C.质子，电子D.中子，电子质量数：忽略电子的质量，将原子核内所有的质子和中子相对质量取近似整数值，加起来所得的数值，叫做质量数，用符号A表示。（X）【例】某微粒用表示，下列关于该微粒的叙述中正确的是（B）A所含质子数＝A－nB所含中子数＝A－ZC所含电子数＝Z＋nD质子数＝Z＋A注：4、构成原子或离子粒子间的数量关系=1\*GB3①质量数(A)=质子数(Z)+中子数（N）=2\*GB3②原子中：核电荷数（Z）=质子数=原子序数=核外电子数=3\*GB3③阳离子中：核电荷数（Z）=质子数=原子序数=核外电子数+离子电荷数=4\*GB3④阴离子中：核电荷数（Z）=质子数=原子序数=核外电子数-离子电荷数【例】(上海市高考题)据报道,上海某医院正在研究用放射性同位素碘12553I治疗肿瘤。该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差为A．72B.19C.53D.125【练习】13C—NMR（核磁共振）、15N—NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，KurtWüthrich等人为此获得20XX年诺贝尔化学奖。下面有关13C、15N叙述正确的是A13C与15N有相同的中子数B13C与C60互为同素异形体C15N与14N互为同位素D15N的核外电子数与中子数相同【练习】178O和168O原子核外电子数(判断前后两者的关系)（）A．大于B．小于C．等于D．不能肯定5、（1）同位素：具有相同质子数和不同中子数的同一种元素的原子互称为同位素。在天然存在的某种元素里，不论游离态还是化合态，各种同位素的原子百分比（即丰度）一般是一定的。注：=1\*GB3①几乎所有的元素都有同位素，只是同位素的数目各不相同而已。由于同位素的核电荷数（即质子数）相同，因而它们的化学性质也相同。元素周期表中有112种元素，原子的种类远大于112种，许多元素都有同位素原子例：12C、14C；16O、18O；35Cl、37Cl【例】已知氢元素存在1H、2H、3H三种同位素，氧元素存在16O、17O、18O、三种同位素，则形成的H2共有种，形成的H2O共有种，在形成的水分子中，具有不同相对分子质量的水分子有种。同位素特点：①同位素原子的物理性质不同化学性质几乎完全相同【例】同位素构成的化合物是不同的化合物，的物理性质不同，化学性质几乎相同。②天然存在的某元素，不论游离态还是化合态，各种同位素原子所占的原子百分率（丰度）一般不变。例如：氯-35的丰度为75.77%；氯-37的丰度为24.23%（2）核素：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。（3）元素、核素、同素异形体与同位素的比较：概念存在范围元素具有相同质子数的同一类原子的总称在同一类原子之间核素具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子在原子之间同素异形体同种元素由于结构不同组成的不同单质之间互为同素异形体在无机物单质之间同位素质子数相同中子数不同的原子间互为同位素在原子之间【例】．，，，，是（）Ａ氢的五种同位素Ｂ.五种氢元素Ｃ氢的五种同素异形体Ｄ.氢元素的五种不同微粒6、相对原子质量：=1\*GB3①原子的相对原子质量：以一个12C原子质量的1/12作为标准，其它原子的质量跟它相比较所得的数值。它是相对质量，单位为1，可忽略不写。说明：1、相对原子质量为比值，无单位2、C-12原子的相对原子质量为123、用相对原子质量替代真实质量进行计算，不影响结果【例】如O的相对原子质量可以通过以下数值求出：已知一个O的质量为2.657×10-26kg，一个C的质量为1.993×10-26kg，O的相对原子质量=×12=15.998=2\*GB3②元素的（平均）相对原子质量=各同位素原子的相对原子质量与对应丰度的乘积之和丰度：同位素原子所占的原子个数百分率（等于物质的量分数）元素的（平均）相对原子质量A=A1*a1%+A2*a2%+A3*a3%+……+An*an%A1、A2……为核素的相对原子质量a1%、a2%……为核素的原子百分数或核素原子的物质的量分数质量数≈原子的相对质量元素的近似（平均）相对原子质量(A)=各同位素原子的质量数与对应丰度的乘积之和只要我们知道了某元素的各种同位素的相对原子质量，及在自然界中各同位素原子丰度。根据元素相对原子质量的含义，就可得到其值。【例】以氯元素为例，求氯元素的相对原子质量：氯元素的相对原子质量=34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.45元素周期表中各元素的相对原子质量就是这样算出来的。在数值上，同位素的相对原子质量近似等于质量数，我们平常做题时，常用质量数代替同位素的相对原子质量来计算元素的近似相对原子质量。7、离子：原子或原子团得、失电子后形成的带电微粒称为离子。带正电荷的离子称为阳离子，带负电荷的离子称为阴离子。常见离子符号：Na+,Cu2+,Fe2+,Cl-,NH4+,OH-,SO42-.三、揭开原子核外电子运动的面纱在揭开原子核外电子运动的面纱之前我们先来了解核外电子运动的特点：1、电子是不同于宏观物体，它在原子核外的空间里围绕着原子核作无序的超高速运动，它没有运行的固定轨道。2、研究发现，不同的电子会在不同的空间区域内运动，有些电子会在经常在离核比较近的区域范围内出现，而另外一些电子则会经常在离核较远的区域范围内出现。这些不同的空间区域称为“电子层”。离核最近的电子层叫第一层（称为K层），依次为L、M、N、O、P、Q层（共七层）。二七六五四三一二七六五四三一QNOPMLKQNOPMLK（离核由近到远；能量由低到高）（离核由近到远；能量由低到高）一、初步认识核外电子排布的规律规律：①核外电子一般总是尽量先排布在能量比较低,离核比较近的电子层上（先填K层，K层填满后再填L层…）②各电子层最多可容纳的电子数为2n2③最外层电子数不超过8个（K层为最外层时，不超过2个）稀有气体的稳定结构：最外层达8电子（He为2个）④次外层电子数目不超18个；倒数第三层电子数不超过32个（核外电子排布时必须同时遵循这些规律）【例】、按下列要求写出粒子的名称、原子结构示意图和符号。（1）核电荷数为3，核外电子数为2；核电荷数为8，最外层电子数为8。（2）核内有1个质子的阳离子；核外有18个电子的。（3）原子核外L层电子数是K层电子数4倍的粒子；原子核外L层电子数是M层电子数4倍的粒子是Mg。【练习】Na和S：分析它的核外电子排布情况引出用原子结构示意图（这种表示原子核外电子排布的方法称为原子结构示意图）二、核外电子排布的表示方法（1）原子结构示意图：用来表示元素原子核电荷数和核外电子按电子层排布情况的示意图。【例】下列所画原子结构示意图正确的是（）A．B．C．D．【例】：钠原子Na钠离子Na+【练习】根据核外电子排布的规律写出Be、N、Si、P、Ar（1-20）号元素的原子结构示意图。（2）电子式：元素的化学性质主要由原子的最外层电子数决定，我们常用小黑点（或ⅹ）来表示原子的最外层的电子。例如：氢【练习】氧、钠、铝、碳的电子式，让学生练习写其它元素原子的电子式。原子在化学反应中都有达到8电子（K层为2个）稳定结构的趋向。金属元素原子易失去电子达到稳定结构；非金属元素易得到电子达到稳定结构。（3）、离子：原子（或原子团）得失电子后形成的带电微粒。离子也是构成物质的一种微粒。M–ne→Mn+阳离子M+ne→Mn-阴离子常见的离子：Na+、Mg2+、Al3+、K+、Ca2+、Fe2+、Fe3+、NH4+（铵根离子）、H3O+O2-、F-、Cl-、S2-、F-、NO3-、OH-、SO42-原子和离子的比较原子离子概念原子是化学变化中最小的粒子带电荷的原子或原子团表示方法Na：钠原子；2Na：两个钠原子Cl-：氯离子；2Cl-：两个氯离子电性不显电性“阳正，阴负”稳定性“金易失，非金易得”稳定结构数量关系在原子中，质子数=核外电子数阳离子：质子数＞核外电子数阴离子：质子数＜核外电子数相似点原子、离子都是构成物质的粒子，如铁由铁原子构成，氯化钠由钠离子和氯离子构成；原子也可以构成分子。相互转化失电子失电子阴离子原子阳离子得电子得电子【练习】1、分别写出镁原子和镁离子的结构示意图和电子式2、分别写出氟原子和氟离子的结构示意图和电子式3、写出核外电子数排布为18的简单微粒4、写出电子数为10的分子、阳离子、阴离子。高一化学_第一章_打开原子世界的大门_同步练习1．用现代物质结构学说说明原子结构模型的是（）A、道尔顿原子模型B、卢瑟福原子模型C、波尔原子模型D、电子云模型2．下列说法肯定错误的是（）A.某原子K层上只有1个电子B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等（97上海）X、Y、Z和R分别代表四种元素。如果aXm＋、bYn＋、cZn－、dRm－四种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数)，则下列关系正确的是()A.a－c=m－n B.a－b=n－mC.c－d=m＋n D.b－d=n＋m(20XX年上海，11)已知自然界氧的同位素有16O、17O、18O，氢的同位素有H、D，从水分子的原子组成来看，自然界的水一共有（）A.3种 B.6种 C.9种 D.12种已知碳有三种常见的同位素:12C、13C、14C，氧也有三种同位素：16O、17O、18O，由这六种微粒构成的二氧化碳分子中，其相对分子质量最多有（）A．18种B．6种C．7种D．12种已知A+、B2+、C2-、D-离子都具有相同的电子排布，则A、B、C、D四种元素原子序数从大到小的顺序是（）A：ABCDB：BACDC：CDBAD：BADC化学上将质量数相同而原子序数不同的原子称为同量素，如40K和40Ca。下列关于40K和40Ca的叙述中正确的是（）A.40K和40Ca具有相同的中子数B.40K＋和40Ca2＋具有相同的电子层结构C.39K和40K互为同位素D.40K的原子半径小于40Ca的原子半径8．下列各组微粒中，核外电子数相同的是（）A.F-、Cl-、Br-、I-B.S2-、Ca2+、Ar、Cl-C.Na+、K+、Mg2+、Al