原子结构模型的建立和修正.ppt

原子结构模型的建立和修正,化学家已经发现和创造35000多万种化学物质，其中两千多万种化学物质大多数由原子构成,而人类对原子的认识和探索已经历了2500多年直到20世纪80年代，科学家才用扫描隧道显微镜观察到物体表面的原子可你有没有思考过下列问题？,（1）人类对原子结构的认识经历了哪几个阶段？,（2）道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔的原子结构模型有哪些错误或不足？,（3）我们从原子结构的认识历程中受到哪些启迪？,阅读思考P27-28,阅读教材，完成下列问题：1、原子结构模型演变历史（1）公元前5世纪，古希腊哲学家提出物质是由原子构成的。（2）19世纪初，英国科学家_提出原子学说，认为_（3）19世纪末,科学家_发现原子中存在电子，并于1904年提出了_的原子结构模型。（4）1911年，英国物理学家卢瑟福提出_的原子结构模型。（5）1913年，丹麦物理学家_提出了原子轨道模型。（6）1926年，科学家又提出了原子结构的_模型。现在人们可以近似认为，多电子原子中，核外电子是分层排布的。,道尔顿,物质由原子构成，原子不能被创造，也不能被毁灭,在化学变化中不可再分割,汤姆生,葡萄干面包式,带核,玻尔,量子力学,小结,原子核外电子的分层排布,1、原子核外电子的分层排布,核外电子分层排布,电子按能量高低在核外分层排布。,1,2,2,1,2,2,2,2,2,2,2,2,3,4,5,6,7,8,2,2,2,2,2,2,2,2,2,2,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,8,7,6,5,4,3,2,1,2,1,核外电子排布的一般规律：,1、K层为最外层时，最多容纳电子数-。,2、其他各层为最外层最多容纳电子数-。,3、次外层最多容纳电子数-。,4、倒数第三层最多容纳电子数-。,5、第n层最多容纳电子数-。,2个,8个,18个,32个,2n2个,注意：多条规律必须同时兼顾。,3、原子核外电子排布规律,能量最低原理:先排K层，排满K层后再排L层.,每个电子层最多只能容纳2n2个电子。,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,注意：多条规律必须同时兼顾。,为了形象地表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。,+,15,第1层,第2层,第3层,K层,L层,M层,2,8,5,原子结构示意图,注意：任何原子都有趋于8电子（或2电子）稳定结构的倾向，因此活泼的原子会发生电子得失,失一个电子,钠原子,钠离子,Na,Na+,钠离子的形成,+,NaCl,e,Na+Cl-,原子结构简图,不稳定,Mg,O,+12,Mg2+,O2-,原子最外层的电子数小于8个时，在化学反应中总是得到或失去电子而达到最外层8电子的稳定结构。,第三单元人类对原子结构的认识,认识原子核,1.原子是构成物质的一种微粒，原子是否可以再分？如果原子可以再分，它是有哪些更小的微粒构成的呢？2.相对原子的质量定义为“某原子的质量与12C原子质量的1/12的比。12C原子指的是什么原子？,你知道吗？,原子,原子核,核外电子,质子,中子,一.原子的构成,1.原子的结构,请同学们根据上表比较这三种粒子的质量大小和带电荷情况？得到什么样的结论?,三种粒子的质量都很小质子和中子的质量基本相等，电子的质量最小质子带正电荷，中子不带电，电子带负电质子和电子带电量相等，电性相反,P31表1-7已知一个质子的质量为1.67310-27Kg，一个中子的质量为1.67510-27Kg，一个电子的质量为9.10910-31Kg,一个12C原子的质量的1/12为1.66110-27Kg，求质子、中子、电子的相对质量。,1.0071,1.0081,【思考】原子的质量集中在原子核上还是原子核外呢？为什么？,相对于质子和中子，电子的质量很小，可以忽略不计，原子的质量主要由原子核决定。,9,11,19,23,13,27,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，所得的数值，我们称之为质量数。,P31,2.如果用X表示元素符号，Z表示原子的质子数，A表示原子的质量数，请用zAX表示表中的原子的组成：3.请总结出原子的质子数，中子数，电子数和质量数的之间关系？,FNaAl,19,9,23,11,27,13,元素符号,质量数,核内质子数（核电荷数）,质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）,原子,原子核,核外电子（Z）,2.原子的表示方法,a,b,+,d,X,c,a代表质量数；b代表核电荷数；c代表离子的价态；d代表化合价e代表原子个数,e,a、b、c、d、e各代表什么？,想一想,1.元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。,3.同位素：质子数相同而中子数不同的核素互称为同位素。,2.核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。,二、元素、核素、同位素,它们之间的特点如下：天然存在的元素，各同位素在自然界的含量占该元素总量的百分比（称为“丰度”，即原子百分比）基本上是固定的。同种元素，可以有若干种不同的核素。（元素：112种，同位素：1800种）同位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。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、单质及其构成的化合物化学性质几乎相同，只是某些物理性质略有差异。同位素构成的化合物是不同的化合物，H2O、D2O、T2O的物理性质不同，化学性质几乎相同。,【讨论】,请同学们相互讨论元素，核素，同位素有什么关系？,4.元素、核素和同位素的关系,在天然元素中，多数元素含有多种核素，少数元素只含有一种核素（例如a、等）。某种元素跟核素和同位素的关系：,【巩固练习】11H、D、T、16O、17O、18O有种原子，种元素，；属同位素。,6,2,11H、D、T,816O、817O、818O,8,8,8,用途：（1）C：612C、613C、614C614C每隔5730年它的质量就会减少一半，考古学家根据生物体内614C的含量，就可判断其生活的年代。,2760O是恶性肿瘤的“克星”，也可用其辐射育种，刺激增长，保鲜，防腐,(2)11HN=0氕12H(D)N=1氘(重氢)13H(T)N=2氚(超重氢),制氢弹,O：816O817O818OH2O水18；D2O重水20；T2O超重水22,（3）U：92234U92235U92238U铀235制原子弹,1.据报道，上海某医院正在研究用放射性的一种碘治疗肿瘤。该碘原子的核内的中子数与核外电子数之差是,A、72B、19C、53D、125,B,2.某二价阴离子，核外有18个电子，质量数为32，则其中子数为：,A、12B、14C、16D、18,C,课堂练习：,三、构成离子的微粒之间的数量关系,注意：,原子：核电荷数（Z）=核内质子数=核外电子数,【巩固练习】,16,18,11,10,9,10,a-n,b-m,玻尔的原子结构模型-发现核外电子的能量玻尔把化学、放射性和光谱学方面的实验事实与原子结构模型联系在一起，在研究氢原子光谱产生的原因中发展了原子结构理论。1913年，玻尔提出了新的原子结构模型，其要点如下：,(1)在原子中，电了不能沿着任意轨道绕核旋转，而只能沿着符合一定条件的轨道旋转。电子在轨道上运动时，不吸收或放出能量，处于一种稳定状态。(2)原子中的电子在不同轨道运动时可具有不同的能量，电子运动时所处的能量状态称为能级。电子在轨道上运动时所具有的能量只能取某些不连续的数值(电子能量是量子化的)。,(3)只有当电子从某一轨道跃迁到另一轨道时，才有能量的吸收或放出。当电子从能量较高的(E2)轨道跃迁到能量较低的(E。)轨道时，原子就放出能量。放出的能量转变为一个辐射能的光子，其频率可由两个轨道的能量差决定。玻尔提出的原子结构模型，揭示了光谱线与原子结构的内在联系。由于这一开拓性的贡献，玻尔获得了1922年诺贝尔物理学奖。,4原子的量子力学模型-核外电子的运动和电子排布规律玻尔的原子结构模型理论也不是十分完美，在解释氢以外的多电子原子的光谱线时，就只能做出近似的估计，无法定量计算。科学家们经过13年的艰苦修改、验证、论证，终于在1925年1926年，在玻尔原子结构模型的基础上发展成为原子的量子力学模型，其核心是薛定锷波动方程。该模型已经受了半个多世纪的考验。,原子的量子力学模型包括了玻尔所采用的量子化能级的概念，即主量子数(主层)。此外还提出其他量子数以说明电子的能量，如亚层和轨道数。由于电子属于微观粒子，具有波粒二象性，它在核外的运动速度可以与光速相比，很难同时准确地测定它的速度和位置，只能用统计的方法来描述，因而引入了“电子云”的概念。,