人类对原子结构的认识第二节：认识原子核.ppt

秦山核电站是我国自行设计 建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站 地处浙江省海盐县 截至2005年12月31日 两台机组总累计发电达288亿千瓦时 有效缓解了华东地区电力紧张状况 促进了当地经济发展 秦山核电站厂区左上角圆柱体建筑为核反应堆外景 地球上的一切能量几乎都是直接或间接来源于太阳 太阳是怎么发出這么巨大的能量来的呢 太阳的能量来源于内部的核聚变反应 即4个氢原子核聚变为1个氦原子核 在聚变的过程中 会释放出巨大的能量 并以辐射 对流等形式向外传递 第三单元人类对原子结构的认识 认识原子核 课题 卢瑟福和他的助手做了著名的 粒子散射实验 1911年 卢瑟福原子模型 卢瑟福1908年的诺贝尔化学奖 根据实验 卢瑟福在1911年提出原子有核模型 1 原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成 2 原子核的质量几乎等于原子的全部质量 3 电子在原子核外空间绕核做高速运动 1919年 他在用a粒子轰击氮原子核时 发现产生出一种新的 射程很长 质量更小的粒子 卢瑟福把他发现的这种粒子命名为 质子 这样在本世纪20年代 人们普遍认为 原子是由质子和电子组成的 但这个假说却遇到了一定的困难 与当时的物理学的理论相矛盾 1930年 德国物理学家博特用 粒子轰击铍元素时 发现从铍中发射一种射线 这种射线在电场中不发生偏转说明它不带电 他错误地认为发现的是 射线 1932年1月 居里夫妇重复了博特实验 也得到了相同的结果 然而 居里夫妇还是沿着博特的错误思路思考 他们把这一现象解释为光子的散射 由于他们对理论的轻视 使他们白白失去了一次发现中子的机会 中子的发现史 一个月后 查德威克看了居里夫妇的论文并用钋加铍作为放射源 使用这种新射线去轰击氢原子时发现 氢原子核被弹射出去 这说明这种射线是具有一定质量的粒子流 他把这种射线的粒子称为 中子 1935年诺贝尔物理学奖获得者 一 原子的构成 氦 He 原子的原子构成模型 构成原子的基本微粒 质子 中子 电子 从它们的带电情况和质量大小方面来看 它们对整个原子所作的贡献一样大吗 问题思考 质子 中子和电子带电荷情况 比较一下质子 中子 电子带电荷情况 能得出什么结论 氢 钠 等原子都是显电中性 由此你又能得出什么结论 1个单位负电荷 1个单位正电荷 对于离子呢 离子和原子如何区别 1个质子带一个单位正电荷 1个电子带一个单位负电荷 中子不带电 质子数 核外电子数 呈电中性 1 原子的电性 核电荷数 离子的电性 阳离子 质子数 电子数质子数 电子数 电荷绝对值 阴离子 质子数 电子数质子数 电子数 电荷绝对值 质量数 质子数 Z 中子数 N 集中在原子核 2 原子的质量 一个质子的相对质量是 1 007 一个中子的相对质量是 1 008 一个电子的相对质量是 1 1836 A 质量数 A 质子数 Z 中子数 N 二 原子组成的表示方法 元素符号 质量数 质子数 核电荷数 对于离子呢 思考 各种微粒的意义 1 质子 决定元素的种类2 中子 和质子一起决定原子的种类3 电子 最外层电子决定元素的化学性质 决定元素种类的是原子中的 决定原子种类的是原子中的 决定原子质量的主要是原子中的 决定原子所带电荷的是原子中的 决定元素的化学性质的是原子中的 质子数 质子数和中子数 质子数和中子数 质子数和电子数 核外电子数 思考 B 1 已知某元素相对原子质量为227 中子数为138 则质子数为A 416B 89C 227D 203 练习 2 关于Cl叙述错误的是A 质量数为37B 中子数为20C 电子数为17D 相对原子质量为35 5 37 17 D 3 某金属原子符号为X 该原子原子核内中子数与质子数之差为A 32B 67C 99D 166 A 练习 4 下列粒子中与NH4 具有相同质子数和电子数的是A Na B F C OH D H2O A 练习 1 质量数 A 质子数 Z 中子数 N 2 原子 核电荷数质子数核外电子数 3 阳离子 核电荷数质子数核外电子数 4 阴离子 核电荷数质子数核外电子数 原子核 核外电子 质子 中子 总结 27131410 1101 2111 3121 12666 13676 同位素 质子数相同而质量数 或中子数 不同的核素互称为同位素 核素 具有一定质子数和一定中子数的一种原子 二 核素与同位素 元素 是具有相同质子数的一类原子 即同位素 的总称 理解要点 同位素在周期表中位于同一位置 具有相同的元素符号决定元素种类的是质子数 决定核素种类的是质子数和中子数同一元素中 可以有若干种互为同位素的不同核素 故核素 原子 种类远多于元素种类天然存在的某种元素 各同位素所占的原子百分比一般是不变的同位素质量数不同 物理性质不同 化学性质几乎相同 核外电子数相同 元素有 种 上述的粒子中有几种核素 其中互为同位素的有 1H 12C 16O 2H 1 6 8 8 1 8 6 17O 3H 18O 14C 8种 3 2H2 16O2 1 1 8 1 关于H H 1H 2H 3H五种微粒 以下说法正确的是A 是五种氢元素B 是氢元素的五种同位素C 是氢元素的五种不同微粒D 它们的数均质子相等 CD 练习 2 下列各组物质中 互为同位素的是 A O2 O3 O4B H2D2T2C H2O D2O T2OD D 能力考查 3 化学反应中 下列数据发生变化的是A 质子数B 中子数C 电子数D 质量数 C 许多元素都有同位素 目前发现和合成110余种元素 却有1800余种核数 几个实例 氢有三种同位素 氘和氚是制造氢弹的材料 铀有三种同位素 铀235是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料 碳有三种同位素 作为相对原子量标准 在考古学中测定生物死亡年代 同位素的应用 知识的延伸 实验证明 质子和中子是由更小的微粒 夸克 构成 1990年诺贝尔物理学奖获得者 弗里德曼肯德尔泰勒 美国斯坦福大学的直线加速器中心 1967年三位科学家用此加速器进行实验最终证明了夸克的存在 波利泽 维尔泽克 格罗斯 美国科学家发现夸克相互距离很近时 相互作用力很小 但当距离增大时相互作用力急剧增大 因此没有夸克可以从原子核中向外迁移 获得真正的自由 中科院物理研究所吴岳良研究员认为 假如我们能够把自由夸克打开 就可以合理的利用夸克里面的强作用能 而那个能量比我们的核能可能还要大得多 2004年度诺贝尔物理学奖获得者 科学的探索和研究永无止境 原子 质子中子 夸克 1 13C NMR 核磁共振 可用于含碳化合物的结构分析 有关13C的说法正确的是 A 质子数为6B 电子数为13C 中子数为6D 质量数为6 6 6 A 2 某微粒用Xn 表示 下列关于该粒子的叙述中正确的是 A所含的质子数 A nB所含中子数 A ZC所含电子数 Z nD质量数 A Z B AZ 3 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 5 已知X Y原子的核电荷数分别为a和b Xm 和Yn 的核外电子排布相同 下列正确的是 Aa b m nBa b m nCa b m nDa b n m 练习 A 4 核电荷数分别为16的元素和4的元素的原子相比较 前者的下列数据是后者的4倍的是A电子数B最外层电子数C电子层数D次外层电子数 AD 已知A2 B C D2 E3 五种简单离子的核外电子数相等 与它们对应的原子的核电荷数由大到小的顺序是 练习 答案 E D C B A 练习2 符合示意图的粒子不可能是A ArB k C Cl D Cl 5 最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素 是次外层3倍的是 是次外层4倍的是 9 内层电子数之和是最外层电子数2倍的元素 8 次外层电子数是最外层电子数的2倍的元素 7 电子总数为最外层电子数的2倍的是 6 电子层数与最外层电子数相等的元素 4 最外层电子数等于次外层电子数的元素 3 最外层有2个电子的元素 2 最外层有1个电子的元素 1 原子核中无中子的原子 前20号元素的原子结构的特殊性 Li Na K H Be Mg Ca He Be Ar C Ne H Be Al Be Si Li Li P O 阴离子 核外有10个电子的微粒 分子 阳离子 Ne HF H2O NH3 CH4 Na Mg2 Al3 NH4 H3O N3 O2 F OH NH2 能力考查