课题3+原子的结构

课题课题2 2 原子的结构原子的结构 原子是一个实心球体吗？相对于原子来原子是一个实心球体吗？相对于原子来说，原子核所占空间有多大？说，原子核所占空间有多大？原子核还能再分吗？如能再分，它又是由原子核还能再分吗？如能再分，它又是由什么粒子构成的呢？这些粒子有区别吗？什么粒子构成的呢？这些粒子有区别吗？用其他方法能用其他方法能否将原子继续分否将原子继续分下去？若能，它下去？若能，它可以分为几部分可以分为几部分？1897年年，汤姆生在原子内发现了电子，汤姆生在原子内发现了电子，人们终于抛弃了原子不可分割的陈旧观念。人们终于抛弃了原子不可分割的陈旧观念。汤姆生原子模型汤姆生原子模型卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型 1803年，道耳顿提出：构成物质的最小年，道耳顿提出：构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分的实心球体。粒子是原子，原子是不可再分的实心球体。1911年，卢瑟福通过精密实验证明在原子年，卢瑟福通过精密实验证明在原子的的的中心有一个极小的核，电子绕核高速旋转。的中心有一个极小的核，电子绕核高速旋转。道尔顿原子模型道尔顿原子模型科学史话科学史话+原子奇特的内部结构约10-10m10-1510-14 m图图3-9原子的构成示意图原子的构成示意图一、原子的构成图图3-9 3-9 原子的构成示意图原子的构成示意图原子可以再分原子可以再分 原子是由居于原原子是由居于原子中心带正电的原子中心带正电的原子核和核外带负电子核和核外带负电的电子构成的。的电子构成的。或或者说者说原子由原子核原子由原子核和核外电子两部分和核外电子两部分构成。构成。观察原子的构成原原子子原子核原子核+质子质子+中子中子-电电 子子不带电不带电粒子种类粒子种类电性电性质子质子1 1个单位正电荷个单位正电荷中子中子不带电不带电电子电子1 1个单位负电荷个单位负电荷质子带正电，中子不带电，电子带负电。质子带正电，中子不带电，电子带负电。原子核的电性由质子决定：原子核的电性由质子决定：原子核带正电，原子核带正电，数目跟质子相等。数目跟质子相等。原子原子核比原子小得多原子核比原子小得多 原子核居于原子中心，但比原子小得多，原子核居于原子中心，但比原子小得多，原子核的半径只有原子半径的几万分之一。原子核的半径只有原子半径的几万分之一。原子核原子的种类原子的种类 原原 子子 核核核外电子数核外电子数质子数质子数中子数中子数 氢氢11 碳碳666 氧氧88 8 钠钠111211 氯氯171817表表3-1 几种原子的构成几种原子的构成氢氢原子核内只有一个质子，没有中子。原子核内只有一个质子，没有中子。根据表根据表3-1的数据，分析不同的数据，分析不同类原子原子内部在内部在结构上有什么不同？构上有什么不同？碳碳原子和氧原子的质子数、中子数和核外原子和氧原子的质子数、中子数和核外电子数都相等。电子数都相等。所所有原子质子数和核外电子数都相等有原子质子数和核外电子数都相等有有的原子质子数等于中子数，有的不等。的原子质子数等于中子数，有的不等。不不同原子核内质子数不同。同原子核内质子数不同。不不同原子核外电子数不同。同原子核外电子数不同。讨论 1.1.质子数与原子核所带的电荷有何关系质子数与原子核所带的电荷有何关系？2.2.电子带电吗？电子数与原子核所带的电子带电吗？电子数与原子核所带的电荷有何关系？电荷有何关系？3.3.整个原子显电性吗？为什么？整个原子显电性吗？为什么？相等相等相等相等 由于原子核所带电量和核外电子的由于原子核所带电量和核外电子的电量电量相等相等，但，但电性相反电性相反，所以整个原子不显电，所以整个原子不显电性。性。原子核所带电荷数叫做原子核所带电荷数叫做核电荷数核电荷数原子结构特征原子结构特征核电荷数核电荷数 =质子数质子数 =核外电子数核外电子数 练习练习 以碳原子为例，以碳原子为例，1、说明构成原子的粒子有哪几种？、说明构成原子的粒子有哪几种？2、它们是怎样构成原子的？、它们是怎样构成原子的？3、为什么整个碳原子不显电性？、为什么整个碳原子不显电性？三种。质子、中子和核外电子。三种。质子、中子和核外电子。6个个质子和子和6个中子构成原子核居于原子中个中子构成原子核居于原子中心，核外心，核外6个个电子围绕原子核，构成原子。子围绕原子核，构成原子。因为原子核所带的电量与核外电子的因为原子核所带的电量与核外电子的电量相等，但电性相反，因此整个原子电量相等，但电性相反，因此整个原子不显电性。不显电性。原子的质量非常小，到底有多小呢？原子的质量非常小，到底有多小呢？二、相对原子质量一个碳原子的质量为一个碳原子的质量为 1.99310-26 kg一个氧原子的质量为一个氧原子的质量为 2.65710-26 kg原子的质量原子的质量 以一种碳原子以一种碳原子质量量1/12作作为标准准,其他其他 原子的原子的质量与它相比量与它相比较所得的比所得的比,作作为这种原子的相种原子的相对原子原子质量（量（Ar）。）。根据定义写出相对原子质量计算式根据定义写出相对原子质量计算式某原子的某原子的实际质量（量（kg）标准碳原子准碳原子质量（量（kg）112相相对原子原子质量（量（Ar）=图图3-15 3-15 张青莲张青莲（1908-2006）我国科学院院士我国科学院院士张青莲教授为相对张青莲教授为相对原子质量的测定做原子质量的测定做出了卓越贡献。他出了卓越贡献。他主持测定了铟、铱、主持测定了铟、铱、锑、铕、铈、铒、锑、铕、铈、铒、锗、锌几种元素的锗、锌几种元素的相对原子质量新值，被国际原子量委员会相对原子质量新值，被国际原子量委员会采用为国际新标准。采用为国际新标准。粒子种类粒子种类质量质量质子质子1.672610-27 kg中子中子1.674910-27 kg电子电子质子质量的1/1836表表3-2 构成原子的粒子的构成原子的粒子的质量量原子的质量主要集中在原子核上原子的质量主要集中在原子核上质子数质子数 中子数中子数 电子数电子数 相对原子质量相对原子质量氢氢101碳碳666氮氮777镁镁121212相对原子质量相对原子质量质子数质子数+中子数中子数1121424AB2一种花一种花岗岩石材中含有放射性元素岩石材中含有放射性元素氡。已知已知氡原子的原子的质子数子数为86，中子数，中子数为136,则氡原子核外原子核外电子数子数为 （）A.50 B.86 C.136 D.2221原子核由（原子核由（）构成。）构成。A质子和中子子和中子 B电子和中子子和中子 C质子和子和电子子 D质子、中子和子、中子和电子子3、铁原子的相原子的相对原子原子质量是量是()A、56 g B、56 C、9.28810-26 kg D、1/56 g4、一个、一个铝原子中共有原子中共有40个粒子，其中个粒子，其中14个粒子不个粒子不带电，则铝的相的相对原子原子质量量为（）A、40 B、27 C、26 D、28BB2.65710-26 kg1.99310-26 kg112氧原子的相氧原子的相对原子质量对原子质量 =15.998 16一个氧原子的质量为一个氧原子的质量为2.65710-26 kg一个硫原子的质量为一个硫原子的质量为5.32610-26 kg5.32610-26 kg1.99310-26 kg112硫原子的相硫原子的相对原子质量对原子质量=32.068 32原子种类原子种类原子质量原子质量相对原子质量相对原子质量氧氧2.65710-26 kg16硫硫5.32610-26 kg32相对原子质量的计算相对原子质量的计算+不同原子的内部结构氧原子氧原子氢原子氢原子锂原子锂原子【思考】【思考】电子在核外的空间做高速的运动，电子在核外的空间做高速的运动，它们会相互碰撞打架吗？会有什么特点？它们会相互碰撞打架吗？会有什么特点？特点特点 核外电子是分核外电子是分层运动的，这层运动的，这种分层运动也种分层运动也叫叫分层排布。三、原子核外电子的排布1 2 3 4 5 6 7近近 远远低低 高高核外电子分层排布示意图核外电子分层排布示意图电子层电子层离离 核核 能能 量量 1、核外、核外电子排布子排布（1）电子在核外分子在核外分层排布排布第一层最多容纳第一层最多容纳2个电子，第二层最多容纳个电子，第二层最多容纳8个电子。个电子。(2)(2)最外层不超过最外层不超过8个子个子(只有一只有一层的，的，电子不超子不超过2个个)。电子电子先先排满能量排满能量低低的电子层，然的电子层，然后后再排能量稍再排能量稍高高的电的电子层。依此类推。子层。依此类推。（2）核外）核外电子排布子排布规律律2、原子、原子结构示意构示意图（以氧原子（以氧原子为例）例）核外电子分层排布核外电子分层排布核电荷数核电荷数原子核原子核电子层电子层该层上电子数该层上电子数最外层电子数 每个原子的电子层上的每个原子的电子层上的电子电子排布排布都一样吗都一样吗？是否有规律？是否有规律？氧原子结构示意图氧原子结构示意图你会说你会说请说出各部分表示的意义请说出各部分表示的意义62+168原子核原子核电子层电子层共共 3 3 层层第第3层上有上有 个个电子子6核内质子数核内质子数 16硫原子的结构示意图硫原子的结构示意图画出下列原子结成示意图：画出下列原子结成示意图：12 镁 15磷磷 17氯 【基础练习基础练习】22+12872+17852+1583 元素种元素种类、最外、最外层电子数与元素性子数与元素性质的关系的关系图图3-12 3-12 部分原子的结构示意图部分原子的结构示意图电子层数电子层数最外层电子数最外层电子数（1）元素与最外）元素与最外层电子数的关系子数的关系（图（图3 31212）元素种类元素种类原子最外层电子数原子最外层电子数元素的化学性质元素的化学性质稀有气体稀有气体8个（个（He为为2个）个）比较稳定比较稳定稀有气体元素稀有气体元素 氩 最外最外层电子数子数为8，达，达8电子子的相的相对稳定定结构，不易得失构，不易得失电子。子。（2）元素与最外）元素与最外层电子数的关系子数的关系（图312）元素的种类元素的种类原子最外层电子数原子最外层电子数元素的化学性质元素的化学性质金金 属属一般少于一般少于4个个原子易失电子原子易失电子金属元素金属元素 钠：最外最外层电子数子数为1，未达，未达8电子的子的相相对稳定定结构，易失构，易失1个个电子，使次外子，使次外层变成最外成最外层而达而达8电子的相子的相对稳定定结构构失去失去1 1个电子个电子228+12镁原子（镁原子（Mg）失去失去2个电子个电子+122 8镁离子（镁离子（Mg2+)阳离子阳离子238+13失去失去3个电子个电子+132 8铝原子（铝原子（Al）铝离子（铝离子（Al3+）（3）元素与最外）元素与最外层电子数的关系子数的关系（图312）元素种类元素种类原子最外层电子数原子最外层电子数元素的化学性质元素的化学性质非金属非金属一般大于或等于一般大于或等于4 4个个原子易得电子原子易得电子非金属元素非金属元素 硫：最外最外层电子数子数为6，未达，未达8电子的子的相相对稳定定结构，易得构，易得2个个电子，使最外子，使最外层达达8电子的相子的相对稳定定结构构得到得到2 2个电子个电子278+17得到得到1个电子个电子288+17氯原子（氯原子（Cl）氯离子（氯离子（Cl-）阴离子阴离子2 6+8得到得到2个电子个电子氧原子（氧原子（O）氧离子（氧离子（O2-）2 8+8元素种类元素种类 原子原子最最外层外层 电子数电子数 原原 子子 得得 失失 电电 子子情情况况 化学性化学性质质 稀有气体元素稀有气体元素 金属元素金属元素 非金属元素非金属元素 元素的化学性质是由元素的化学性质是由 决定。决定。8个个（He为2个）个）相对稳定结构相对稳定结构 难得失电子难得失电子稳定稳定一般少一般少于于4个个易失去电子易失去电子活泼活泼一般等于一般等于或多于或多于4个个易得到电子易得到电子活泼活泼原子的最外层电子数原子的最外层电子数归纳2+2He(氦氦)2 8+10Ne(氖氖)2 88+18Ar(氩氩)288+17氯离子氯离子2 8+8+8氧离子氧离子2 8+13铝离子铝离子 像像这些粒子最外些粒子最外层具有具有8个个电子子(只有一个只有一个电子子层的具有的具有2个个电子子)的的结构，粒子的化学构，粒子的化学性性质相似。相似。4 离子离子：带电的原子或原子团。带电的原子或原子团。离子带的电荷数等于该原子（离子带的电荷数等于该原子（原子原子团团）失去（）失去（得到得到）电子的数目。）电子的数目。阳离子阳离子(+)失电子失电子原子原子阴离子阴离子(-)得电子得电子 在元素符号的右上角标出所带的电荷数，在元素符号的右上角标出所带的电荷数，数值前符号在后，数值前符号在后，1可以省略不写。可以省略不写。如：如：Na Mg2 Cl-O2-离子的表示方法离子的表示方法原子得电子形成阴离子；原子得电子形成阴离子；原子失电子形成阳离子。原子失电子形成阳离子。分类分类离子符号的意义离子符号的意义2Mg2+表示表示 2 个镁离子个镁离子表示表示每个镁离子带镁离子带2个单位的正电荷个单位的正电荷练习练习 说出下符号的意义说出下符号的意义镁离子或一个镁离子镁离子或一个镁离子表示一个钙离子带表示一个钙离子带2个单位正电荷个单位正电荷2个钙离子个钙离子 Ca2+钙离子或一个钙离子钙离子或一个钙离子2说出下符号说出下符号2的意义的意义一个硫离子一个硫离子带了了2个个单位单位负电荷荷一个硫离子一个硫离子S2-表示表示3个硫离子个硫离子3S2-说出下符号的意义说出下符号的意义说出下符号中数字的意义说出下符号中数字的意义一个硫离子一个硫离子带了了2个个单位单位负电荷荷3个硫离子；个硫离子；每每个硫离子个硫离子带了了2个个单位单位负电荷荷原子中：原子中：核电荷数核电荷数 质子数质子数 核外电子数核外电子数阳离子：阳离子：核电荷数核电荷数 质子数质子数 核外电子数核外电子数阴离子：阴离子：核电荷数核电荷数 质子数质子数 核外电子数核外电子数=练习练习 判断下列哪些是原子、离子？判断下列哪些是原子、离子？5 粒子结构特征结构特征2 2 8 8+13+132 28 88 8+17+172 27 78 8+17+172 2 8 8+8+82 2+2 22 25 58 8+15+15阳离子阳离子原子原子原子原子原子原子阴离子阴离子阴离子阴离子218+11Na278+17Cl+112 8 Na+失去失去1电子电子82 8+17Cl-Na+Cl-NaCl的生成的生成具有相具有相同核电同核电荷数的荷数的一类原一类原子子元素元素原原子子分子分子离子离子单质单质化合物化合物物质物质稀有气体、稀有气体、金属等金属等氧气、水、氧气、水、氢气等氢气等氯化钠等氯化钠等聚集聚集构成构成构成构成得到或得到或失去电子失去电子构成构成分解分解同种元同种元素组成素组成不同种不同种元素组成元素组成小结