人类对原子结构的认识课件

人类对原子结构的认识人类对原子结构的认识人类对原子结构的认识原子结构模型的演变1 物质是由什物质是由什么微粒构成的么微粒构成的？物质是由什么微粒构成的？2水由水分子构成水由水分子构成食盐由离子构成食盐由离子构成它们由什么微粒构成？它们由什么微粒构成？铜由铜铜由铜原子原子构成构成水由水分子构成食盐由离子构成它们由什么微粒构成？铜由铜原子构3历史历史 公元前公元前5 5世纪，希腊哲学家德世纪，希腊哲学家德谟克利特认为：万物都是由间谟克利特认为：万物都是由间断的、不可分的微粒断的、不可分的微粒即即原子原子构构成的，原子的结合和分离是万成的，原子的结合和分离是万物变化的根本原因。物变化的根本原因。历史 公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特认为：万物都是由41 1所所有有物物质质都都是是由由非非常常微微小小的的，不不可可再分的再分的实心球实心球即原子组成的；即原子组成的；2 2同同种种物物质质的的原原子子其其质质量量、大大小小和和形形状都相同，不同元素的原子不同；状都相同，不同元素的原子不同；3 3原原子子是是化化学学变变化化的的最最小小单单位位，在在化化学学反反应应中中，原原子子不不能能被被分分割割，原原子子仅仅仅仅是重新排列，而不会被创造或消失是重新排列，而不会被创造或消失。1.1.道尔顿的原子学说道尔顿的原子学说-实心球实心球 18031803年，英国化学家道尔顿阐述了年，英国化学家道尔顿阐述了他的化学原子论。主要观点有：他的化学原子论。主要观点有：1所有物质都是由非常微小的，不可再分的实心球即原子组成的；5 2.2.汤姆生的原子结构模型汤姆生的原子结构模型-葡萄干面包式葡萄干面包式 18971897年，汤姆生做了一系列的实验，年，汤姆生做了一系列的实验，根据阴极射线实验，发现原子中存在根据阴极射线实验，发现原子中存在电子。他认为，正电荷均匀地分布在电子。他认为，正电荷均匀地分布在原子之中，而电子就像是葡萄干面包原子之中，而电子就像是葡萄干面包中的葡萄干一样散布在原子的正电荷中的葡萄干一样散布在原子的正电荷之中，就此提出了原子模型之中，就此提出了原子模型葡萄葡萄干面包式干面包式模型。模型。2.汤姆生的原子结构模型-葡萄干面包式 63 3卢瑟福的原子结构模型卢瑟福的原子结构模型-核式模型核式模型 19111911年年，英英国国物物理理学学家家卢卢瑟瑟福福做做了了一一系系列列实实验验：当当用用一一束束平平行行的的a a粒粒子子轰轰击击金金箔箔时时，发发现现绝绝大大多多数数a a粒粒子子穿穿过过金金箔箔不不改改变变行行进进方方向向，只只有有极极少少数数的的a a粒粒子子产产生生偏偏转转，其其中中个别的甚至反方向折回。个别的甚至反方向折回。3卢瑟福的原子结构模型-核式模型7交流与讨论交流与讨论为什么为什么粒子会被反弹？粒子会被反弹？为什么大多数为什么大多数粒子穿过了金箔，被弹回的粒子穿过了金箔，被弹回的粒粒子只有子只有0.1%0.1%？为什么为什么粒子被弹回来了，原子内正电荷却没有被粒子被弹回来了，原子内正电荷却没有被弹出？弹出？交流与讨论为什么粒子会被反弹？为什么大多数粒子穿过了8卢瑟福的结论：卢瑟福的结论：原子内大部分是空的，所以原子内大部分是空的，所以大多数大多数粒子得以穿过金箔，原子所有正电荷粒子得以穿过金箔，原子所有正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即原子核原子核。交流与讨论交流与讨论卢瑟福的结论：原子内大部分是空的，所以大多数粒子得以穿过金94 4玻尔的原子结构模型玻尔的原子结构模型-行星行星轨道式轨道式模型模型 玻玻尔尔在在研研究究氢氢原原子子光光谱谱时时，引引入入了了量量子子论论观观点点，大胆提出了新的原子结构模型大胆提出了新的原子结构模型 在在原原子子中中，电电子子不不能能沿沿着着任任意意轨轨道道绕绕核核旋旋转转，而而只只能能沿沿着着符符合合一一定定条条件件的的轨轨道道旋旋转转。电电子子在在轨轨道道上上运运动动时时，不不吸吸收收也也不不放放出出能能量量，处处于于一一种种稳稳定定的的状态。状态。4玻尔的原子结构模型-行星轨道式模型 在原10二、原子核外电子排布二、原子核外电子排布 +2He+18Ar1 1、原子核外电子排布、原子核外电子排布+10Ne该电子层该电子层上的电子上的电子核电荷数核电荷数电子层电子层原子核原子核+1H+8O+12Mg二、原子核外电子排布+2He+18Ar1、原子核外电子排布11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层层为最外层最多容纳为最外层最多容纳2 2个电子）；个电子）；次外层最多只能容纳次外层最多只能容纳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个电子个电子(n n表示电子层数）表示电子层数）原子核外电子排布规律最外层最多只能容纳8个电子（K层为最外12 为了为了形象、简单形象、简单的表示原子的结构，人们就创的表示原子的结构，人们就创造了造了“原子结构示意图原子结构示意图”这种特殊的图形。这种特殊的图形。+18第第1层层第第2层层第第3层层K层层L层层M层层288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该电子该电子层上的层上的电子电子原子核原子核+18Ar核电荷数核电荷数电子层电子层该电子层上的电子数该电子层上的电子数2、原子结构示意图原子结构示意图 为了形象、简单的表示原子的结构，人们就创造了“原子结构13CaK核电荷数为核电荷数为120120的元素原子核外电子层排布的元素原子核外电子层排布CaK核电荷数为120的元素原子核外电子层排布14稀有气体原子电子层排布稀有气体原子电子层排布元素元素名称名称元素元素符号符号各电子层的电子数各电子层的电子数K K1 1L L2 2M M3 3N N4 4O O5 5P P6 6最外层电子数最外层电子数氦氦HeHe氖氖NeNe氩氩ArAr氪氪KrKr2 28 818188 88 8氙氙XeXe2 28 8181818188 88 8氡氡RnRn2 28 81818323218188 88 8稀有气体的核外电子排布与其性质有什么联系？稀有气体的核外电子排布与其性质有什么联系？222882888稀有气体原子电子层排布元素元素各电子层的电子数KLMNOP最151 1、对比稀有气体的结构，分析、对比稀有气体的结构，分析MgMg、O O核外核外电子排布特点？电子排布特点？2 2、MgMg、O O为什么容易形成为什么容易形成 MgMg2+2+、O O2-2-？在？在变化过程中改变的是什么微粒？变化过程中改变的是什么微粒？1、对比稀有气体的结构，分析Mg、O核外电子排布特点？162 8 2+12Mg+8O6 2镁条燃烧镁条燃烧2 8 2+12Mg+8O6 2镁条燃烧17+12Mg2+2 8 2Mg+8O226O8镁条燃烧镁条燃烧+12Mg2+2 82Mg+8O226O8镁条燃烧18Mg2+12 2 8O2+828MgO镁条燃烧镁条燃烧Mg2+122 8O2+828MgO镁条燃烧19+12+17+17ClClMg氯化镁的形成过程氯化镁的形成过程+12+17+17ClClMg氯化镁的形成过程20+12+17+17ClClMg氯化镁的形成过程氯化镁的形成过程ClClMg2+12+17+17ClClMg氯化镁的形成过程ClClM21+12+17+17氯化镁的形成过程氯化镁的形成过程ClClMg2+MgCl2+12+17+17氯化镁的形成过程ClClMg2+MgC223 3、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）金属元素金属元素非金属元素非金属元素最外层电子数：最外层电子数：4 4 4 4 得失电子趋势：得失电子趋势：易失易失 易得易得（1 1）稳定结构稳定结构：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，即原子最外层有得到电子，即原子最外层有8 8个电子个电子（HeHe为为2 2）处于）处于稳定。稳定。（如（如：HeHe、NeNe、ArAr等）等）（2 2）不稳定结构不稳定结构：原子容易失去或得到电子转化为原子容易失去或得到电子转化为最外层有最外层有8 8（有些为（有些为2 2）个电子的稳定结构。）个电子的稳定结构。(如如：失失去：去：Na Na、MgMg、Al Al 得到：得到：F F、O O、ClCl)3、原子结构与元素性质的关系（结构决定性质）23金属单质金属单质NaNa、MgMg能分别与非金属单质能分别与非金属单质O O2 2、ClCl2 2反应生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成氧化物和氯化物，请写出这些氧化物和氯化物的化学式。学式。根据根据NaNa、MgMg、O O、ClCl原子在反应中失去或得到电子的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化物中元素的化合价。Na2O、MgO、NaCl、MgCl2元素元素化合价化合价原子最外层原子最外层电子数目电子数目失去（或得到）失去（或得到）电子数目电子数目NaMg 2O 6Cl -1失失1e-+1失失2e-+2得得2e-2 7得得1e-金属单质Na、Mg能分别与非金属单质O2、Cl2反应生成氧24最外层电子数最外层电子数4 4 时，容易时，容易失去失去电子电子（化合价（化合价失去的电子数目）失去的电子数目）原子原子最外层电子数最外层电子数4 时，容易时，容易得到得到电子电子（化合价得到的电子数化合价得到的电子数 最外层电子数最外层电子数8 8）关系：元素化合价在数值上等于原子失去或得关系：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）到的电子数目（失为正，得为负）4 4、原子核外电子数与元素化合价的关系、原子核外电子数与元素化合价的关系最外层电子数4 时，容易失去电子（化合价失去的电子数251)1)、原子核外电子是、原子核外电子是 排布的。排布的。2)2)、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）。子电子层排布相同的阳离子（稳定结构）。3)3)、非金属元素的原子最外层一般、非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电子形成与稀有气体原子电子层排布相同的阴离子（稳定结构）。子电子层排布相同的阴离子（稳定结构）。4)4)、化学反应中，原子核不发生变化，但原子、化学反应中，原子核不发生变化，但原子的的 发生变化，元素的化学性质发生变化，元素的化学性质主要决定于原子结构中的主要决定于原子结构中的 。分层分层4 4 4得到得到失去失去 最外层电子数目最外层电子数目 最外层电子数最外层电子数1)、原子核外电子是 排布的。分层4 4得26用下面的结构示意图的字母填空：用下面的结构示意图的字母填空：（1 1）属于金属原子的是）属于金属原子的是-；（2 2）属于非金属原子的是）属于非金属原子的是-；（3 3）属于离子结构示意图的是）属于离子结构示意图的是-；（4 4）具有稳定结构的是）具有稳定结构的是-。ABCC用下面的结构示意图的字母填空：ABCC27 原子是由原子核和核外电子构成的；原子原子是由原子核和核外电子构成的；原子核是否可以再分？如果原子核可以再分，它是核是否可以再分？如果原子核可以再分，它是由哪些更小的微粒构成的呢？由哪些更小的微粒构成的呢？质子、中子质子、中子 原子是由原子核和核外电子构成的；原子核是否28XAZ元素符号元素符号质量数质量数 质子数质子数关系式关系式2 2：（质量关系）：（质量关系）质量数（质量数（A A）=质子数（质子数（Z Z）+中子数（中子数（N N）相对原子质量相对原子质量XAZ原子原子原子核原子核核外电子（核外电子（Z Z）质子（质子（Z Z）中子（中子（N NA-ZA-Z）核电荷数核电荷数=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数=原子序数原子序数关系式关系式1 1：（电性关系）：（电性关系）XAZ元素符号质量数 质子数 关系式29AZXc+-+de各个字母的含义：各个字母的含义：A：Z：e：c：d:质量数质量数质子数质子数原子个数原子个数离子所带的电荷数离子所带的电荷数化合价化合价表示元素符号表示元素符号AZXc+-+de质量数质子数原子个数离子所带的电荷数化合30元素元素：质子数相同的同一类原子的总称。：质子数相同的同一类原子的总称。核素核素：具有一定质子数和一定中子数的一：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。例如种原子。例如 是三种核素。是三种核素。同位素同位素：质子数相同，质量数：质子数相同，质量数(中子数）不中子数）不同的核素之间的互称。同的核素之间的互称。三者互为三者互为同位素。同位素。四四.元素、核素、同位素元素、核素、同位素1 1H H1 13 3H H1 12 2H H1 11 1H H1 13 3H H1 12 2H H1 1元素：质子数相同的同一类原子的总称。核素：具有一定质子数和一31元素、核素和同位素的关系元素、核素和同位素的关系互为同位素互为同位素核素核素A核素核素B某种元素某种元素元素、核素和同位素的关系互为同位素核素A核素B某种元素32【巩固练习巩固练习】1 11 1H、D、T、16O、17O、18O有有 种原子种原子，种元素种元素，；属同位素。属同位素。62 11H、D、T 816O、817O、8 818O 888【巩固练习】62 11H、D、T 816O、817O、8332.2.据报道，上海某医院正在研究用放射据报道，上海某医院正在研究用放射性的一种碘性的一种碘 治疗肿瘤。该碘原子的治疗肿瘤。该碘原子的核内的中子数与核外电子数之差是：核内的中子数与核外电子数之差是：I125 53A、72 B、19 C、53 D、125B3.3.某二价阴离子，核外有某二价阴离子，核外有1818个电子，质个电子，质量数为量数为3232，则其中子数为：，则其中子数为：A、12 B、14 C、16 D、18C2.据报道，上海某医院正在研究用放射性的一种碘 治疗肿344.4.和和NaNa+具有相同质子数和电子数的微粒具有相同质子数和电子数的微粒是：是：A、NH4+B、F-C、H2O D、NH35.5.某粒子用某粒子用 表示，下列关于该粒表示，下列关于该粒子的叙述正确的是：子的叙述正确的是：A A、所含质子数、所含质子数=A-n B=A-n B、所含中子数、所含中子数=A-Z=A-ZC C、所含电子数、所含电子数=Z+n D=Z+n D、质量数、质量数=Z+A=Z+AAZRn+AB4.和Na+具有相同质子数和电子数的微粒是：5.某粒子用 35根据叙述根据叙述,写出元素名称并画出原写出元素名称并画出原子结构示意图：子结构示意图：（1 1）A A元素原子核外元素原子核外M M层电子数是层电子数是L L层层电子数的电子数的1/21/2：（2 2）B B元素原子的最外层电子数是次元素原子的最外层电子数是次外层电子数的外层电子数的3 3倍：倍：硅硅 2 8 42 8 4氧氧 2 62 6根据叙述,写出元素名称并画出原子结构示意图：硅 2 8 4氧36