4.1原子结构与元素周期表（第一课时） （共20页课件） 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

(共20张PPT)
原子结构
新人教版·必修一·第四章
第一节·原子结构与元素周期表·第一课时
提出模型
修正模型
建构新模
问题1：提起原子结构模型，你首先想到的哪一种？
1、重走原子结构发展之路
Plum Pudding Model
活动1：回顾初中所学知识，描述原子的结构
提出模型
修正模型
建构新模
问题链：（1）原子中有什么？
（2）原子中各成分如何相互作用、影响联系的？
（3）它们是怎么运动的？
1、重走原子结构发展之路
提出模型
修正模型
建构新模
问题1：如何通过实验观察认识原子结构, 是通过观察、推理或想象？
盖革与马斯登是如何计数粒子的？
盖革与马斯登的粒子散射实验数据如何证实卢瑟福的原子有核模型？
1、重走原子结构发展之路
卢瑟福的重击
科技馆卢瑟福α粒子散射实验装置
1909年起，卢瑟福指导盖革和马斯登做α粒子轰击金箔的散射实验
修正模型
提出模型
建构新模
1、重走原子结构发展之路
【实验证据】
1.实验发现大多数α粒子散射角很小，
平均只有2°~ 3°的偏转；
2.约1/8000散射大于90°；
3.极个别的散射角等于180°
【理论支撑】
库仑定律
【原有模型】
【存在问题 】
西瓜模型无法解释α粒子
散射实验中的大角度散射
【比较启发】
【模型修正 】
正电荷只能集中
在一个很小的核心
【分析验证 】
【创建新模 】
问题1：你如何通过实验观察认识箱内物质结构, 是通过观察、推理或想象？
这项探究活动如何改进，更好的解释卢瑟福模型？
黑箱作业体验
修正模型
提出模型
建构模型
1、重走原子结构发展之路
问题1：对于卢瑟福原子结构模型与“行星-太阳”体系类比,可比的特征有哪些？（如太阳——原子核）
从关系、属性等角度绘制类比图像
一砂一世界
库伦定律与 万有引力定律类比
修正模型
提出模型
建构新模
1、重走原子结构发展之路
【理论支撑】
量子理论
【原有模型】
【存在问题 】
稳定性
【模型假设 】
有轨（定态跃迁）
【分析验证 】
【创建新模 】
按照经典电动力学,当带电粒子有加速度时,就会辐射;电子轨道半径会连续缩小，最终电子会落到原子核上,造成原子坍塌；但原子并未坍塌。
且经典理论认为，原子光谱，是电子运动发射出来的电磁波，它频率等于辐射运动的频率。由于轨道缩小，其运动频率变化，光谱应是变化的；但实际上原子光谱是十分稳定的。
【数学计算】
氢原子光谱
建构新模
提出模型
修正模型
1、重走原子结构发展之路
问题1：原子核外电子运动的特点？
如何描述核外电子的运动？
解开原子千年之谜
现代电子云模型
现代电子云学说
高速运动、没有确定轨迹
只能用统计的观点指出它在原子核外空间某处出现机会的多少——电子云
建构新模
提出模型
修正模型
1、重走原子结构发展之路
思考与讨论：你们从中感受到了什么？ 对我们有何启示？
人类对原子的认识在不断的深化
人类对原子的认识
臆想、臆测
假说、模型
实验、模型
利用仪器
化学的发展也是艰难而充满挑战的
提出模型
修正模型
建构新模
问题：构成原子的粒子有哪些？它们是怎样构成原子的？
2、回顾原子的构成
原子
原子核
核外电子
质子
中子
（正电）
不显
电性
（负电）
（正电）
（不带电）
分层排布
与物质化学性质
密切相关
核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
活动：将几种原子的质子数和中子数之和(质量数)填入上表
原子 质子数(Z) 中子数(N) 质量数(A) 相对原子质量
F 9 10 18.998
Na 11 12 22.990
Al 13 14 26.982
19
23
27
几种原子的质子数、中子数、质量数和相对原子质量
问题：质量数与原子的相对原子质量作比较，你能得出什么结论
提出模型
修正模型
建构新模
2、回顾原子的构成
质量数
原子的质量主要集中在　　 　，质子和中子的相对质量都近似为1，若忽略电子质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得数值即为　 _ ，用符号___表示。
两个等式关系
①原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
(原子中的数量关系)
②质量数(A)=　　 　+　　 　(质量关系)
原子核
质量数　
A
质子数(Z)　
中子数(N)
质量数（A)
质子数（Z)
±a
化合价
x±
电荷数
b
原子数

+1
1+
2
提出模型
修正模型
建构新模
2、回顾原子的构成
练习2
1、一种原子的核内有6个质子和6个中子，另一种原子的核内有6个质子和7个中子，则它们不同的是（ ）
A、核电荷数 B、核外电子数 C、原子的质量 D、元素的种类
3、美国科学家将两种元素铅和氪的原子相撞，获得了一种质子数为118、中子数为175的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差是（ ）
A、57 B、47 C、61 D、293
A
C
B
提出模型
修正模型
建构新模
3、探究原子的电子层排布规律
（1）概念：在多电子原子里,把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层,称作电子层。
电子层
多电子的电子云图片
由图片可以发现：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。
（2）不同电子层的表示及能量关系
提出模型
修正模型
建构新模
3、探究原子的电子层排布规律
问题：由于原子中的电子是处在原子核的引力场中(类似于地球上的万物处于地心引力场中)，电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中你能发现什么规律？
提出模型
修正模型
建构新模
3、探究原子的电子层排布规律
活动：试写出原子序数为118的元素原子核外电子排布规律
核外电子总是尽可能先排布在 的电子层上，然后 依次排布在 的电子层上。
①各电子层最多容纳2n2个电子。
②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。
④倒数第三层不超过32个电子。
③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。
⑤未容纳满的内层电子数符合2n2的数字特征。
能量最低
由内向外
能量较高
即按K→L→M→N……顺序排列
（3）原子核外电子分层排布规律
提出模型
修正模型
建构新模
3、探究原子的电子层排布规律
①原子结构示意图
以钠原子结构示意图为例
硒原子的结构示意图
铁原子的结构示意图
Fe
铁
55.85
提出模型
修正模型
建构新模
3、探究原子的电子层排布规律
②离子结构示意图
离子与原子结构示意图各符号含义一样，但注意原子结构示意图中质子数＝核外电子数,而离子结构示意图中质子数≠核外电子数。如:Cl- ；Na+ 。
练习1 今有A、B两种原子,A原子的M层比B原子的M层少3个电子,B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,A和B分别是(　　)
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氢原子
C.氯原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
电子层 K L M
A原子 2 x y
B原子 2 2x y+3
D　　
提出模型
修正模型
建构新模
3、探究原子的电子层排布规律
问题：核电荷数为1-20的原子结构示意图如下，你从中获取哪些信息？
非金属原子
稀有气体原子
金属原子
元素的化学性质与其原子的最外层电子数有关。
（原子最外层电子数相同，其化学性质相似，氢和氦除外）
提出模型
修正模型
建构新模
3、探究原子的电子层排布规律
“10电子微粒”和“18电子微粒”
(1)10电子微粒
(2)18电子微粒
概念应用
概念建构
概念引入
练习
1.某元素的原子核外有三个电子层，M层的电子数是L层电子数的 1/2，则该元素的原子是（ ）
A.Li B.Si C.Al D.K
4.已知A、B、C三种元素的原子中,质子数为A(1)三种元素的名称和符号:A　　　　, B　　　　, C　　　　
(2)画出三种元素的原子结构示意图:A　　　　, B　　　　 , C　　　　
3、探究原子的电子层排布规律
碳C　
硅Si　
氯Cl
B