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第三单元第三单元 人类对原子结构的认识人类对原子结构的认识阅读课本阅读课本P2728,填写以下内容填写以下内容 19世纪初世纪初,英国科学家英国科学家111111提出了原子提出了原子学说；学说；1897年，年，111111发现了原子中存在发现了原子中存在电子电子；1911年，英国物理学家年，英国物理学家111111提出提出了带核的原子结构模型，其中原子由了带核的原子结构模型，其中原子由11111和和111111组成，原子核带组成，原子核带111111，位于位于111111电子带电子带111111，在原子核周围，在原子核周围空间作空间作111111；1913年，丹麦物理学家年，丹麦物理学家111111引入量子论观点，提出原子核外，引入量子论观点，提出原子核外，电子在一系列稳定的电子在一系列稳定的111111运动。现代科运动。现代科学家根据微观世界的波粒二象性规律，提学家根据微观世界的波粒二象性规律，提出必须用出必须用 的方法来描述核外电子运动。的方法来描述核外电子运动。 道尔顿道尔顿汤姆生汤姆生卢瑟福卢瑟福原子核原子核核外电子核外电子正电荷正电荷原子中心原子中心负电荷负电荷高速运动高速运动玻尔玻尔轨道上轨道上电子电子量子力学量子力学近近代代原原子子论论发发现现电电子子带核原子结构模型带核原子结构模型轨道原子结构模型轨道原子结构模型原子核外电子排布原子核外电子排布 +2He+10Ne+18Ar1 1、原子核外电子的分层排布、原子核外电子的分层排布原子核原子核电子层电子层核电荷数核电荷数该电子层上该电子层上的电子的电子HeHe、NeNe、ArAr原子的核外原子的核外电子分层排布示意图电子分层排布示意图（分层运动）（分层运动）电子层序数电子层序数（n）1234567符号符号能量大小能量大小距核远近距核远近K L M N O P Q 小小 大大近近 远远电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低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在离核近的区域内运动，把原子核外分成七个运，把原子核外分成七个运动区域，又叫电子层，分别用动区域，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，能量也就越值越大，说明电子离核越远，能量也就越高。高。2、原子核外电子运动区域与电子能量的关系：、原子核外电子运动区域与电子能量的关系：3、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层为最外层是层为最外层是2 2个）个）；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电子电子。能量最低原理：电子总是尽先排布在能量最低的能量最低原理：电子总是尽先排布在能量最低的电子层里电子层里； 即由能量低高即由能量低高经验：电子排满经验：电子排满K K层，排层，排层，排满层，排满L L层排层排层层LM+1+1H+8+8O+12+12MgH、O、Mg原子的核外原子的核外电子分层排布示意图电子分层排布示意图 为了为了形象地形象地表示原子的结构，人们就创表示原子的结构，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。15第第1层层第第2层层第第3层层K层层L层层M层层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285原子结构示意图原子结构示意图3、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层为最外层是层为最外层是2 2个）个）；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电子电子。能量最低原理：电子总是尽先排布在能量最低的能量最低原理：电子总是尽先排布在能量最低的电子层里电子层里； 即由能量低高即由能量低高练习：画出练习：画出19、35号元素的原子结号元素的原子结构示意图构示意图4 4、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）（1 1）稳定结构稳定结构：即最外层为即最外层为8电子的结构电子的结构（K层为层为2个）个）特点：原子既不容易失去电子又不容易得到电子特点：原子既不容易失去电子又不容易得到电子（2 2）不稳定结构不稳定结构：( (如，如，失去失去： NaNa、MgMg、Al Al 得到得到：F F、O O、ClCl) )最外层电子数最外层电子数4时，容易失去电子时，容易失去电子最外层电子数最外层电子数4时，容易得到电子时，容易得到电子问题：为什么问题：为什么NeNe气单质不活泼？气单质不活泼？答：因为答：因为NeNe元素原子最外层为元素原子最外层为8 8电子的稳定结构电子的稳定结构（原子结构）（原子结构）问题解决：从原子结构知识角度解释去问题解决：从原子结构知识角度解释去P29：问题解决问题解决1+12282失去电子+1228MgMg2+826+828得到电子OO2-原子结构示意图原子结构示意图离子结构示意图离子结构示意图1.道尔顿道尔顿汤姆生汤姆生卢瑟福卢瑟福玻尔玻尔量子力学量子力学2.原子核外电子排布规律原子核外电子排布规律能量最低原理能量最低原理每个电子层最多只能容纳每个电子层最多只能容纳2n2电子电子最外层最多只能容纳最外层最多只能容纳8个电子（个电子（K层为最外层是层为最外层是2个）；个）；次外层最多只能容纳次外层最多只能容纳18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32个电子个电子4.原子结构示意图原子结构示意图离子结构示意图离子结构示意图3.原子结构与元素性质的关系（结构决定性质）原子结构与元素性质的关系（结构决定性质）小结小结:本节课的重点知识本节课的重点知识原子核外电子是原子核外电子是排布的排布的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，在个电子，在化学反应中易化学反应中易电子形成与稀有气体原子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）。电子层排布相同的阳离子（稳定结构）。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）。化学反应中，原子核不发生变化，但原子的化学反应中，原子核不发生变化，但原子的发生变化，元素的化学性质主要决定于原子结发生变化，元素的化学性质主要决定于原子结构中的构中的。练习：练习：分层分层44得到得到失去失去最外层电子最外层电子数目数目 原原 子子 的的 构构 成成原原 子子 的的 构构 成成 1个质子带一个单位正电个质子带一个单位正电荷荷1个电子带一个单位负电荷个电子带一个单位负电荷中子不显电性中子不显电性质子、中子、电子的电性和电量怎样？质子、中子、电子的电性和电量怎样？一一.原子的构成原子的构成二、构成原子的微粒之间的数量关系二、构成原子的微粒之间的数量关系原子原子质子数质子数（Z）中子数中子数（N）质子数质子数+中子中子数（数（A）相对原相对原子质量子质量F1018.998Na1222.989Al14 26.982问题解决：问题解决：P3191119231327如果忽略电子的质量，将原子核内所有的质子和如果忽略电子的质量，将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数值，我们称之为值，我们称之为。XAZ元素符号元素符号质量数质量数 核电荷数核电荷数 （核内质子数）（核内质子数）关系式关系式2：（质量关系）：（质量关系）质量数（质量数（A）=质子数（质子数（Z）+中子数（中子数（N）XAZ原子原子原子核原子核核外电子（核外电子（Z）质子（质子（Z）中子（中子（NA - 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：（电性关系）：（电性关系）请指出请指出Al、Al3+中所含的质子数和电子数。中所含的质子数和电子数。原子原子：核电荷数（：核电荷数（Z）=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数阳离子阳离子：核电荷数（核电荷数（Z）=核内质子数核外电子数核内质子数核外电子数 核电荷数（核电荷数（Z）=核外电子数核外电子数+电荷数电荷数阴离子阴离子：核电荷数（核电荷数（Z）=核内质子数核外电子数核内质子数核外电子数 核电荷数（核电荷数（Z）=核外电子数核外电子数电荷数电荷数二、构成原子的微粒之间的数量关系二、构成原子的微粒之间的数量关系1、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2、质量数（、质量数（A）=质子数（质子数（Z）+中子数（中子数（N）注意：注意：a、b、c、d、e各代表什么？各代表什么？ a代表质量数；代表质量数；b代表核电荷数（质子数）代表核电荷数（质子数）c代表离子所带的电荷数代表离子所带的电荷数d代表化合价代表化合价e代表原子个数代表原子个数abXc+-+de元素：元素：具有相同具有相同质子数质子数的同一类原子的总称。的同一类原子的总称。同位素：同位素：质子数相同而质子数相同而中子数中子数不同的核不同的核素互称为同位素。素互称为同位素。17 Cl ,3517 Cl376 C ,136 C ,126 C148 O ,16 8 O ,178 O18核素：核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。具有一定质子数和一定中子数的一种原子。1H ,11H ,21H3氕（氕（pie），氘氘(dao)，氚氚(chuan)三、元素、核素、同位素三、元素、核素、同位素同位素的特点同位素的特点：同种元素，可以有若干种不同的同种元素，可以有若干种不同的核素核素。（元。（元素：素：112种，同位素：种，同位素：1800种）种）同种元素是同一元素的不同核素之间的互相同种元素是同一元素的不同核素之间的互相称谓，不指具体的原子。称谓，不指具体的原子。同一种元素的不同同位素原子其质量数不同，同一种元素的不同同位素原子其质量数不同，核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成核外电子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合物化学性质几乎相同，只是某些物理性的化合物化学性质几乎相同，只是某些物理性质略有差异。质略有差异。同位素构成的化合物是不同的化同位素构成的化合物是不同的化合物合物，H2O、D2O、T2O的物理性质不同，化学的物理性质不同，化学性质几乎相同。性质几乎相同。1.据报道，上海某医院正在研究用放射性的一据报道，上海某医院正在研究用放射性的一种碘种碘 治疗肿瘤。该碘原子的核内的中子治疗肿瘤。该碘原子的核内的中子数与核外电子数之差是数与核外电子数之差是I125 53A、72 B、19 C、53 D、125B2.某二价阴离子，核外有某二价阴离子，核外有18个电子，质个电子，质量数为量数为32，则其中子数为，则其中子数为：A、12 B、14 C、16 D、18C课堂练习：C-NMR（核磁共振）可以用于含碳化合物（核磁共振）可以用于含碳化合物 的结构分析，的结构分析， 表示的碳原子表示的碳原子13 6C13 6A、核外有、核外有13个电子个电子B、核内有、核内有6个质子，核外有个质子，核外有7个电子个电子C、质量数为、质量数为13，质子数为，质子数为6，核外有，核外有7个电子个电子D、质量数为、质量数为13，质子数为，质子数为6，核内有，核内有7个中子个中子00全国高考题全国高考题D3.4.和和Na 具有相同质子数和电子具有相同质子数和电子数的微粒是：数的微粒是：A、NH4 B、F C、H2O D、NH35.某粒子用某粒子用 表示，下列关于该粒子的叙述表示，下列关于该粒子的叙述正确的是正确的是A、所含质子数、所含质子数=A-nB、所含中子数、所含中子数=A-ZC、所含电子数、所含电子数=Z+nD、质量数、质量数=Z+AAZRnAB原子的构成是本节重点原子的构成是本节重点，我们需要掌握的关系式：我们需要掌握的关系式： 小结：小结：AZX的含义：代表的含义：代表一个质量数为一个质量数为A、质子数为、质子数为Z的原子的原子。AZXqp中各个字母的含义：中各个字母的含义：电性关系电性关系 质量关系：质量数（质量关系：质量数（A）=质子数（质子数（Z）+中子数（中子数（N）元素、核素、同位素元素、核素、同位素原子原子：核电荷数（：核电荷数（Z）=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数阳离子阳离子：核电荷数（：核电荷数（Z）=核内质子数核外电子数核内质子数核外电子数 核电荷数（核电荷数（Z）=核外电子数核外电子数+电荷数电荷数阴离子阴离子：核电荷数（：核电荷数（Z）=核内质子数核外电子数核内质子数核外电子数 核电荷数（核电荷数（Z）=核外电子数核外电子数电荷数电荷数质子数决定元素的种类；中子数决定元素的同位素质子数决定元素的种类；中子数决定元素的同位素。作业：P34： 1、 2、3、4、5
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