人教版化学九年级上册 3.2 原子的结构 课件(共97张PPT)

(共97张PPT)
课题二
原子的构成
：物质可以由分子构成,也可 以由原子直接构成。
分子由原子构成。
复习
问题
原子的特点是什么？
原子是化学变化中的最小粒子
原子的体积很小：
在化学反应里分子可以分为原子，原子不能再分，那么用其它方法能不能将原子再分呢？
原子结构的发现史
公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特等人认为 ：万物是由大量的不可分割的微粒构成的。
“一尺之捶，日取其半，万世不竭”。
----庄子
历史
探索之路
英国化学家
道尔顿
英国物理学家
汤姆生
英国科学家
卢瑟福
英国物理学家 查德维克
1803年
实心球模型
1918-1932年 发现质子中子
1897年
枣糕模型
1911年
行星式有核模型
1913年
玻尔原子模型（又称分层模型）
近代科学原子论（1803年）
—道尔顿原子模型
一切物质都是由最小的不能再分的粒子——原子构成。
道尔顿原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。
英国化学家道尔顿
（J.Dalton , 1766~1844)
原子并不是构成物质的最小微粒
——汤姆生发现了电子(1897年)汤姆生原子模型
电子是种带负电、有一定质量的微粒，普遍存在于各种原子之中。
汤姆生原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了电荷，从而形成了中性原子。
α粒子散射实验（1909年）
——原子有核
卢瑟福原子模型
卢瑟福和他的助手做了著名a粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。
卢瑟福原子模型（又称行星原子模型）：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。原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速运动。
玻尔原子模型（1913年）
玻尔改进了卢瑟福的模型。
玻尔原子模型（又称分层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。
不同的电子运转是具有一定的稳定轨道。
英国物理学家卢瑟福α粒子散射实验
大部分α粒子在穿过金属箔片；
少数的α粒子方向明显发生大角度改变
原子不是简单而不可分割的实心球体。
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，电子在原子核外绕核做高速运动。
那么原子核又是怎样构成的呢？
通过原子模型的演变我们知道：
实验证明：原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成。如：碳原子
原子
原子核
核外电子
质子
中子
一、原子的构成
原子核
原子
原子核比原子小得多
质子、中子、电子的电性和电量怎样？
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；
原子核带正电
原子核所带的正电荷数目叫做 核电荷数
核电荷数＝核内质子数
1个质子带1个单位正电荷，中子
不带电，因此原子核带正电荷。
原子核所带的正电荷数目叫做核
电荷数，它在数值上等于原子核
所含的质子数目。
原子种类 原子核 核外电子数
核电 荷数 质子数 中子数
氢 1 1 0 1
碳 6 6 6 6
氧 8 8 8 8
钠 11 11 12 11
铁 26 26 30 26
从表中可以得出：
1、原子中，质子数＝核外电子数；
2、核内质子数就是核电荷数；
3、质 子 数 不 一 定 等 于 中 子 数，原
子 中 不 一 定 含 有 中 子；
4、构成原子的必要粒子是质子和电
子，决定原子种类的是核内质子数，
它必不可少。
5.核电荷数=质子数=核外电子数
即是：核电荷数＝质子数＝核外电子数
问题：原子中存在带电荷的粒子
（质子和电子），原子是否显电性？
原子不显电性的原因：
由于原子核所带电量和核外电子的
电量相等，但电性相反，所以整个原
子不显电性。
分 析 表 格
阅读下表(4-1)，你能得出什么结论呢？
构成原子的粒子种类 各粒子的电性 各粒子的质量(kg)
质子 1个单位正电荷 1.6726×10-27
中子 不带电 1.6749×10-27
电子 1个单位负电荷 质子质量的1/1836
1、质子带正电，中子不带电，电子带负电。
2、质子和中子的质量很小，但远远大于电子的质量。
3、中子不带电，所以原子核的电性由质子决定，
因此原子核带正电，数目跟质子相等。
4、原子的质量主要集中在原子核上。
核外电子占 据 原 子 的 绝 大 部 分 体积。
原 子
原 子 核
质子：
一个质子带一个单位
的正电荷
中子：
中子不带电
电子：
一个电子带一个单位的负电荷
2、 原子的构成
原子的构成
原子
原子核
核外电子
质子(+)
中子
原子是电中性的！
质子数
=
核外电子数
=
核电荷数
（-）
以碳原子为例，说明构成原子的粒子有哪几种。它们是怎样构成原子的？为什么整个原子不显电性？
我能做
碳原子由原子核和核外电子构成，碳原子的原子核内有6个质子和6个中子，碳原子核外有6个电子，由于碳原子核内6个质子带6个单位正电荷，中子不带电荷，核外6个电子带6个单位负电荷，质子和电子电荷数量相同，电性相反，所以整个原子不显电性。
原子核外电子运动的特征
核外电子的运动有自己的特点，没有
固定的轨道，但却有经常出现的区域
电子在原子核外一定区域内出现，这些区域叫作叫做“电子层”,核外电子是在不同的电子层内运动的，此现象叫做核外电子的分层排布。
原子核外电子运动的特征
核外电子的运动有自己的特点，没有
固定的轨道，但却有经常出现的区域
原子核外的电子是如何运动的？
1、高速运动
2、无规则运动
3、分层运动
电子经常出现的区域叫电子层。
原子核外的电子是如何运动的？
(1).高速运动
(2).无规则运动
(3).分层运动
把电子在不同的区域内运动的现象叫做核外电子的分层排布
原子核外电子的运动与排布
电子在在核外作高速运动
原子核外电子的运动与排布
电子在在核外作高速运动
原子核外电子的运动与排布
电子在在核外作高速运动
原子核外电子的运动与排布
电子在在核外作高速运动
二 原子核外电子的排布
1、核外电子是分层排布的
电子层 一 二 三 四 五 六 七
K L M N O P Q
离核远近:
近
远
能量高低:
低
高
（2）第一层最多排2个，第二层最多排8个；
（3）最外层最多排8个电子
(只有一个电子层时最多 2个电子)；
（1）先 “里”后“外” .(能量最低原则)
2.核外电子分层排布的规律(仅限前3层）
（4）每个电子层最多容纳2n2个电子 （n代表电子层数）.
元素 质子数 电子 层数 各层电子数
第1层 第2层 第3层
Ｈ
O
Ne
Mg
Cl
１
１
１
8
２
２
6
10
2
２
８
２
12
8
3
3
２
８
7
２
17
请你动手试一试：
⑴ 弧线表示电子层，
⑵ “2” 表示第一层上排有两个电子。
⑶“6” 表示第二层上排有6个电子。
⑷ 表示氧原子原子核
+8表示氧原子原子核内有8个质子。
＋8
2、表示意义： 以氧原子结构示意为例
3、原子结构示意图
1、画法：圆圈标核电，电子分弧线， 数字一条线 。
第1层
第2层
第3层（也叫最外层）
原子核
质子数
2
8
5
原子结构示意图
15
+
原子核带正电
离核近的电子能量较低，离核越远的电子能量越高，
已知元素的电子核外电子最少只有一层，最多的有七层，
最外层电子数不超过8个（只有一层的，电子不超过2个）
核外电子的这种分层
运动叫做分层排布
+2
2
氦（He）
+10
2
8
氖（Ne）
氩（Ar）
+12
2
8
2
镁（Mg）
+13
2
8
3
铝（Al）
+6
2
4
碳（C）
+7
2
5
氮（N）
+8
2
6
氧（O）
+9
2
7
氟（F）
2
+18
8
8
+11
2
8
钠（Na）
1
讨 论 交 流
1、为什么绘成原子结构示意图？
2、你注意到最外层了电子数了吗？金属原子、非金属原子、稀有气体最外层了电子数有什么不同？
3、什么结构是稳定结构？
氢 H 氦He
锂 Li 铍 Be 硼 B 碳 C 氮N 氧O 氟 F 氖Ne
钠Na 镁Mg 铝Al 硅Si 磷P 硫 S 氯Cl 氩Ar
金属元素
非金属元素
稀有气体元素
找找规律
这三大类元素的原子最外层电子数有什么规律？
稳定结构
最外层电子数为8的结构是稳定结构（He为2个）。
最外层电子数为1－4个的一般为金属原子，最外层电子数为多于4个的一般是非金属原子，最外层电子数为8个的是稀有气体（He为2个） 。
化学性质活泼或稳定主要取决于原子的最外层电子数。金属原子容易失电子，非金属原子容易得电子，稀有气体性质稳定（一般不参与化学反应）。
元素的分类 最外层电子数 稳定性 得失电子趋势 化学性质
一般＜4
易失去电子
一般＞4
易得到电子
容易发生化学反应
等于8
(氦等于2)
稳定结构
难发生化学反应
金属元素
非金属元素
稀有气体元素
稳定
不稳定
不稳定
4.元素的性质与原子最外层电子数的关系
【结论】元素的化学性质与原子核外电子的排布，特别是最外层电子数有密切关系。
⑴在同一周期中，从左到右，原子的电子层数相同（核外电子层数等于周期数），最外层电子数依次增大。
⑵在同一族中，最外层电子数相同但电子层数从上到下依次递增。
⑶同族元素原子的最外层电子数相同，具有相似的化学性质。
知识拓展
由于金属原子、非金属原子的原子核外最外层没有达到稳定结构，在化学反应中容易得失电子，从而达到稳定结构，那么，得失电子的结果怎样呢？
+11
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钠原子
氯原子
质子数=电子数=11
质子数=电子数=17
不带电
不带电
Na
Cl
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钠原子
氯原子
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钠原子
氯原子
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氯原子
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氯原子
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我稳定了
我也稳定了,谢谢!
质子数= 电子数=
质子数= 电子数=
11
10
17
18
＞
＜
带一个单位正电荷
带一个单位负电荷
Na+
Cl-
钠原子
氯原子
+11
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+17
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NaCl
静电作用形成化合物
NaCl
钠 + 氯气　　　 氯化钠　　
点燃
NaCl
Na
Cl2
钠在氯气中点
燃生成氯化钠
的形成过程：
Na
+11
8
1
2
Cl
+17
8
7
2
Na+
Cl-
+11
8
2
+17
8
8
2
Na+
Cl-
Na原子、Cl原子如何形成NaCl
失1e
Na
Cl
Na+
Cl－
失去电子（e－）
得到电子（e－）
静电作用
NaCl
【拓展】我们再看看氯化镁的形成过程：
阳离子和阴离子由于静电作用而结合生成化合物。
Na
Na+
失去
1个电子
Mg
失去
2个电子
Mg2+
Al
失去
3个电子
Al3+
原子
阳离子
金属原子 阳离子
失去电子
原子结构
离子结构
钠原子
钠离子
镁原子
镁离子
铝原子
铝离子
Cl
S
P
得到
1个电子
8
Cl -
得到
2个电子
8
S2-
得到
3个电子
P3-
8
原子
阴离子
原子结构
离子结构
氯原子
氯离子
硫原子
硫离子
磷原子
磷离子
非金属原子 阴离子
得到电子
二、离子的形成
1、离子
带电的原子或原子团
2、离子分类
阴离子
阳离子
3、离子的表示——离子符号
（电子数＞质子数）
（电子数＜质子数）
X
n±
元素符号
离子所带电荷数（得失电子数；当n=１时略去不写 ）
离子带正或负电
3.离子的表示方法
⑴用离子符号来表示离子。
氢离子 钠离子 钾离子 镁离子 铝离子 铵根离子 水合氢离子
H+ Na+ K+ Mg2+ Al3+ NH4+ H3O+
阳离子:
阴离子:
F- Cl- O2- S2-
硝酸根离子 氢氧根离子 碳酸根离子 硫酸根离子
NO3- OH- CO32- SO42-
氟离子 氯离子 氧离子 硫离子
原子
阳离子
阴离子
失电子
得电子
失电子
得电子
原子中：质子数=电子数（原子不带电）
阳离子中：质子数>电子数（带正电）
阴离子中：质子数<电子数（带负电）
4、原子和离子的联系和区别
一个镁离子
镁离子带2个单位的正电荷。
3Mg2+
表示3个镁离子
Mg2+
5、离子符号表示的意义：
4
6、离子也是构成物质的一种粒子
物质 元素
分子 原子 离子
宏
观
微
观
只讲种类
不讲个数
既讲种类
又讲个数
组成
构
成
构
成
构成
形成
总称
构
成
物质与构成粒子之间的关系
原
子
阴、阳
离子
分子
物
质
构成
构成
构成
直接构成
得失电子
5、离子与原子的区别和联系：
原子
阴离子
阳离子
失电子
得电子
失电子
得电子
（2）联系：
（1）区别:
a、化学性质不同：原子结构大多不稳定，化学
性质活泼；离子结构稳定，化学性质不活泼。
b、电性不同：原子不带电，离子带电。
①1个H2中含多少个质子和电子？
②1个H3+中含多少个质子和电子？
③ 1个H3O+中含多少个质子和电子？
④1个NH4+中含多少个质子和电子？
⑤1个OH- 中含多少个质子和电子？
想一想
1.决定元素化学性质的是( )
A质子数 B最外层电子数 C中子数 D原子量
2.同种元素的原子和离子一定具有相同的( )
A核电荷数 B电子层数 C最外层电子数 D带电量
3.某元素原子核外有3个电子层,最外层上有1个电
子,该元素的核电荷数 为( ) A 5 B 11 C 1 D 18
4.根据4种粒子结构示意图,下列说法正确的是( )
①它们都带有电荷 ②它们都具有稳定结构 ③它
们核外电子排布相同 ④它们属于不同种元素
A①② B②③ C②④ D③④
+8
2
８
+10
2
8
+11
2
8
+17
2
8
8
Ｂ
Ａ
Ｂ
Ｃ
5、某粒子结构示意图 ， X表
示（ ），该粒子有（ ）个电子层，Y与粒子的（ ）有关系；
当X-Y=10时，该粒子为（ ）（填类别）；
当Y=8时，该粒子带2个单位负电荷，该粒子符号为（ ）
+X
2
8
Y
质子数
3
化学性质
原子
S2-
粒子种类 电性 质量(kg)
质子 1个单位正电荷 1.6726×10-27
中子 不带电 1.6749×10-27
电子 1个单位负电荷 质子质量的1/1836
四 相对原子质量(Ar)
Ｐ56
阅读上表 (表3-2)，能得出什么结论？
1、质子和中子的质量很小且很接近，但比电子大很多。
2、整个原子的质量主要集中在原子核上。
几种原子的质量
原子种类 原子质量
氢 1.67×10-27Kg
氧 2.657×10-26Kg
碳 1.993×10-26Kg
铁 9.288×10-26Kg
原子的质量如此小，无论书写、记忆、还是使
用都极不方便就像用吨做单位来表示一粒稻谷或小麦的质量一样，原子的质量又该怎样衡量呢？
一个（碳12）原子的质量
1、定 义： 国 际 上 以 一 种 碳 原 子 [碳12（含6个质子与6个中子的碳 原 子 ）] 质 量 的1/12作 为 标 准, 其 他 原 子 的 质 量 跟 它 比 较 所 得 的 值, 就 是 这 种 原 子 的 相 对 原 子 质 量
3、实 质： 相 对 原 子 质 量 是 一 个 比 值，不是原子的实际质量。 它没 有 质 量 单 位， 但 其 国 际 单 位 为 1，符号为Ar。
相 对 原 子 质 量
2、定义式:
某原子的相对
原子Ar
＝
一个该原子的质量
×
标准＝ 　　　×一个碳12原子的质量　
1
12
氧的相对原子质量＝
2.657×10-26Kg
1.66×10-27Kg
≈ 16
氧原子质量
已知：氧原子的质量＝2.657×10-26Kg
≈ 1.66×10-27Kg
注意:
1、相对原子质量不是原子的实际质量,是一个比值。
2、单位：为1（一般不写）
我国科学院院士
张青莲教授
我国科学院院士张青莲教授为相对原子质量的测定做出了卓越的贡献，他主持测定了铟 、铱 、锑、铈、铕、铒、锗、锌、镝几种元素的相对原子质量新值，被国际原子量委员会采用为相对原子质量数据标准。
练习题1
　　氢原子的质量= 1.6726×10- 27 kg
　　求：氢原子的相对原子质量
　　=
碳12的十二分之一的质量
1.6726×10- 27 kg÷ 1.66×10- 27 kg ≈ 1
已知：碳12原子的质量= 1.993X10-26 kg
思考：质子和中子的近似相对质量是多大？
练习题2、已知碳12原子的质量为m千克
1、硫原子的质量为n千克，求硫原子的相对原子质量？
2、某原子的相对原子质量为p，求该原子的实际质量？
解：
n 12n
硫的相对原子质量 = ———— = ——　
m×1/12 m
pm
该原子的质量 = p×（m ×1/12）= —— 千克
12
答：。。。。。。。。。。。。
原子种类 相对原子质量 质子数 中子数
氢 1 1 0
碳 12 6 6
氧 16 8 8
钠 23 11 12
磷 31 15 16
硫 32 16 16
铁 56 26 30
相对原子质量 ≈质子数 ＋ 中子数（ 数值上 ）
相对原子质量和质子数 、 中子数之间的关系
原 子 的 质 量 主 要 集 中 在 原 子 核 上。
相对原子质量（Ar）
＝
某原子的质量（kg）
标准碳原子质量的1/12 （kg）
某原子的质量(kg) = m总(质子) + m总(中子) + m总(电子)
Ar=
m总(质子) + m总(中子) + m总(电子)
标准碳原子质量的1/12
m总(质子)
m总(中子)
m总(电子)
1.66×10-27
1.66×10-27
1.66×10-27
Ar=
+
+
+
Ar=
x×m(质子)
y×m(中子)
x×m(电子)
+
1.66×10-27
1.66×10-27
1.66×10-27
x× 1.6726×10-27
y× 1.6749×10-27
+
1.66×10-27
1.66×10-27
Ar≈
Ar ≈ 质子数 + 中子数
尝试查阅一下如下几种元素的相对原子质量：磷、铝、氮、钠、硫、镁
看谁查得又快又准!
磷——31 铝——27
氮——14 钠——23
硫——32 镁——24
课堂练习
1 铁原子的相对原子质量是( )
A 56克 B 56
C 9.288 × 10-26 Kg D 1/56
2 组成一切原子必不可少的粒子是( )
A 质子 B 质子 电子
C 质子 中子 电子 D 质子 中子
B
B
3：填表：
12
12
镁
32
16
硫
23
11
钠
8
8
氧
6
6
碳
中子数
质子数
核电荷数
相对原子
质量
核 外 电子数
原 子 核
原子名称
6
6
12
8
8
16
11
12
11
16
16
16
12
12
24
4.俄罗斯科学家最近合成了核电荷数为114的元素的原子，经测定该原子的近似相对质量为289，则其中子数是____________。
5.化学变化中的最小粒子是( )
A.原子 B.分子 C.质子 D.中子
6.已知1个C-12原子的质量为akg，则实际质量为b kg的另一种原子的相对原子质量为( )
A.12b/a kg B.12b/a C.12a/b D.12a/b kg
7.氡原子的质子数为86，中子数为136，这种氡原子核外电子数为( )
A.50 B.86 C.136 D.222
175
A
B
B
　8.在 原 子 的 组 成 中， 带 正 电，
带 负 电， 不 带 电， 绕 着 做 高 速 运 动。 占 据 原 子 的 绝 大 部 分 体 积， 集 中了原 子 的 主 要 质 量 。
电 子
质 子
中 子
电 子
原 子 核
电 子
原 子 核
课堂练习
一、原子的构成
原子
原子核
核外电子
质子
中子
（1个质子带1 个单位正电荷）
（不带电）
（1个电子带1 个单位负电荷）
核电荷数=质子数=核外电子数
课堂小结
整个原子对外不显电性
学完本课题你应该知道
1、原子核外电子是分层排布的；
2、原子结构可以用原子结构示意图表示；
3、原子的核外电子排布，特别是最外层的电子
数目，与元素的化学性质有密切关系；
4、构成物质的粒子除原子、分子外，还有离子。
离子是由原子得失电子形成的。
学完本课题你知道什么
相对原子质量：以一种碳原子质量的1/12作为标准，其它原子的质量跟它相比较所得的比，就是这种原子的相对原子质量。原 子 的 质 量 主 要 集 中 在 原 子 核 上。
相对原子质量＝质子数＋中子数
小 结
请你归纳：下列各项与原子结构中的质子数、电子数、中子数、电子层数、最外层电子数的关系。
元素种类_____________； 元素分类______________； 相对原子质量 ______________； 元素的化学性质 ____________； 离子所带电荷_____________；
质子数
最外层电子数
质子数、中子数
最外层电子数
最外层电子数
请你尝试
1.下列说法中错误的是 （ ）
A 原子呈电中性，由原子核和核外电子构成
B 原子核都是由质子和中子构成
C 核外电子是由内往外分层排布的
D 原子中核电荷数=质子数=核外电子数
B
2. 下图所示某原子的核电荷数为 ，
核外有 个电子层，第二层上
有 个电子，最外层上有 个
电子，在化学反应中改原子容易 电子。
2
+13
Al
3
8
继续闯关
13
3
8
3
失
3.溴的原子结构示意图如下，试回答:
1）X的值为 ，
2）溴元素的化学性质与下列哪种元素
的化学性质最相似 （ ）
Br
2
+12
Mg
8
2
A
2
+7
N
5
B
2
+17
Cl
8
7
C
2
+16
S
6
8
D
35
C
你能挑战
1.下图是几种粒子的结构示意图，有关
它们的说法正确的是 （ ）
A 它们的最外层电子数相同
B 它们核外都有两个电子层
C 它们都属于同种粒子
D 它们都是原子
2
+10
8
2
+17
8
8
2
+8
8
2
+13
8
A
继续闯关
2.对某种离子变成原子
的下列分析判断中，
正确的是 （ ）
A 一定失去电子
B 一定得到电子
C得、失电子都有可能
D既不得电子，也不失电子
C
3.已知质子数和中子数都是6的
碳原子的质量为aKg，m个A原
子的质量为bKg，则该原子的
相对原子质量为 ( )
A 12b/a B 12a/b
C b/a D 12b/ma
D
能力拓展
挑战极限
4.一个碳12原子的质量为1.993×10－26 Kg,
钙的相对原子质量为40，则一个钙原子的实
际质量是多少？
相对原子质量 =
某种原子的质量
一种碳原子质量×1／12
一个钙原子的实际质量 =
钙的相对原子质量 ×
一种碳原子质量×1／12
分析
一个钙原子的实际质量= 40× 1.993×10－26 Kg ≈ 6.64×10－26 Kg
5.该离子的核外电子数为_____，该离子的
名称是 ______，符号是____，该离子的
结构示意图是：
Al3+
10
铝离子
2
8
+13
【能力提高】
6.根据右边的结构图回答：
如果该图表示的是原子，X值为___，该原子的符号是____。
如果该图表示的是带两个单位正电荷的阳离子，X值为___，符号是____。
如果该图表示的是带两个单位负电荷的阴离子，X值为___，符号是____。
10
Ne
12
Mg2+
8
O2-
点评：求离子的核电荷数采用还原成原子的方法
谢 谢！