4.1.1 原子结构课件(共29张PPT) 2023-2024学年高一上学期化学人教版（2019）必修第一册

(共29张PPT)
第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构
2
1
本节重点
本节难点
原子的构成
原子核外电子排布，两等式关系
原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象和描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。
原子结构模型的演变
1803年，道尔顿，实心球模型
1904年，汤姆孙，葡萄干面包模型
1911年，卢瑟福，行星结构模型
1913年，波尔，电子分层排布
1926年,电子云模型
原子结构
根据初中的化学知识，同学们描述一下原子的结构
原子
原子核
核外电子
质子
中子
体积很小
质量很大
质量近似相等
质量可以忽略
质子
质量 1.6726×10 27 kg
相对质量 ≈1.007
中子
质量 1.6749×10 27 kg
相对质量 ≈1.008
电子
质量 质子质量的1/1836
相对质量 忽略不计
原子的质量＝质子的质量+中子的质量+电子的质量（可忽略）
相对原子质量≈质子的相对质量+中子的相对质量
质量数：
将核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。
质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
相对原子质量：
原子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值
等式关系一：质量方面
原子结构
质量数（A）＝ 质子数（Z）+ 中子数（N）
X
A
Z
—— 元素符号
质量数 ———
原子的表示方法：
质量数:
为什么质子数和中子数之和会叫做质量数呢？
在某种程度上可以代表原子的质量，即质量数越大，原子的质量越大
质子数 ———
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
根据质量数的定义，可以将一个具体的原子表示如下：
原子结构
原子
原子核
核外电子
质子
中子
Z个
Z个
(A-Z)个
例如：什么是12C原子？
质量数为12的C原子
6个质子
6个电子
6个中子
原子核内各微粒的数量关系：
核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
分析下面的表格，你能发现哪些规律？
核电荷数=核内质子数=核外电子数
质子数不一定等于中子数
氢原子的原子核中没有中子
原子内质子数不同，原子种类也不同
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氢 1 0 1
碳 6 6 6
氧 8 8 8
钠 11 12 11
氯 17 18 17
构成原子的微观粒子之间的关系
原子结构
1、已知 H 原子的质子数是 1，中子数是 0，求此 H 原子的
质量数为多少
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）
2、已知 O 原子的质量数是 20，求此 O 原子的中子数为多少
中子数（A）= 质量数（Z）- 质子数（N）
结论：原子序数 = 质子数 = 核外电子数 = 核电荷数
1 + 0 = 1
20 - 8 = 12
质量数
质子数
微粒
中子数
电子数
23
12
32
35
45
18
10
16
16
80
11
35
Br
80
35
X+
23
11
S2-
32
16
在多个电子的原子里，电子是如何运动的呢？
在多电子原子中，电子的能量是不相同的。在离核较近的区域内运动的电子能量较低，在离核较远的区域内运动的电子能量较高。
1、电子层
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。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称为电子层。
2、电子在核外运动的主要区域离核远近不同，电子所具有的能量也不同
　　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？
核外电子的排布规律
　　(1) K层为最外层时，最多容纳多少电子？其余层为最外层，最多容纳多少电子？
　　(1) K层为最外层时，最多容纳2个电子,其余层为最外层，最多容纳8个电子.
　　(2) 次外层最多容纳多少电子？
　　(1) K层为最外层时，最多容纳2个电子,其余层为最外层，最多容纳8个电子.
　　(2) 次外层最多容纳18个电子？
　　(1) K层为最外层时，最多容纳2个电子,其余层为最外层，最多容纳8个电子.
　　(2) 次外层最多容纳18个电子.
　　(3) 第n层最多容纳多少电子？
　　(1) K层为最外层时，最多容纳2个电子,其余层为最外层，最多容纳8个电子.
　　(2) 次外层最多容纳18个电子.
　　(3) 第n层最多容纳2×n2电子.
核外电子的排布规律
(4)电子总是尽先由里向外排列.
核外电子排布的表示方法
（1）原子结构示意图
17号氯
原子核
＋
17
原子核带正电
核电荷数
第1层
2
K层
第2层
8
L层
第3层
7
M层
原子结构示意图中，核电荷数等于核外电子数
+11
2
8
1
K L M
Na
根据Na元素的核外电子排布，我们可以发现，K层最多可以排布2个电子，L层最多可以排布8个电子。
结论：
铁是由原子直接构成的物质，用手触摸铁不会被电到说明铁原子不带电，铁原子不带电的原因？
质子数
核电荷数
原子序数
核外电子数
由于原子里质子数=电子数，一个质子和一个电子所带的电量相等，电性相反，所以整个原子不显电性。
思考：原子不带电，什么微粒带电？原因是什么？
（2）离子结构示意图
离子结构示意图中，核电荷数与核外电子数不相等：
阳离子：核外电子数 核电荷数；
阴离子：核外电子数 核电荷数。
<
>
（3）电荷守恒的等式关系：求解微粒中的电子数
1.不带电微粒（分子、原子）：
电子数=质子数
原子序数 = 质子数 = 核外电子数 = 核电荷数
2.带正电微粒（阳离子）：
电子数=质子数-|微粒所带电荷数|
3.带负电微粒（阴离子）：
电子数=质子数+|微粒所带电荷数|
例题1：求解下列1个微粒所含的电子数？
Ne 、H2O 、Ca2+ 、NH4+ 、S2- 、SO42- 、
等式关系二：电量方面
　　原子的核外电子排布规律：　
　　(1)电子总是尽先由里向外排列；
　　(2)每个电子层最多可以容纳2×n2个电子；
　　(3)最外层最多可以容纳8个电子(K层为最外层时，最多容纳2个)；
　　(4)次外层最多容纳18个电子。
例题2：根据原子的核外电子排布规律，写出33号元素的原子结构示意图
例题3：用原子结构示意图表示1～20号元素的核外电子排布
前20号元素的核外电子排布
练习一：依据前20号元素的原子结构特点，回答下列问题：
1.最外层电子数等于次外层电子数的元素：__________。
Be Ar
2.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：_____ ；
C
O
3.次外层电子数是最外层电子数的2倍的元素：_________。
Li Si
4.电子层数与最外层电子数相等的元素：_____________。
H Be Al
练习二：(1)22.4L（标准状况）氢气含有的质子数为_________
(2)1mol 16O2 和 1mol18O2 中，中子数比为_________
练习三．短周期常见原子的核外电子排布规律
(1)原子核中无中子的原子： 。
(2)最外层有1个电子的元素： 。
(3)最外层有2个电子的元素： 。
(4)最外层电子数等于次外层电子数的元素： 。
(5)电子层数与最外层电子数相等的元素： 。
(6)电子总数为最外层电子数2倍的元素： 。
(7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素： 。
(8)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素： 。
H
H、Li、Na
Be、Mg、He
Be、Ar
H、Be、Al
Be
Li、Si
Li、P
练习四．主族元素X、Y，已知X的质子数为a，X2＋比Y2－核外少8个电子，若Y原子的质量数为b，
则Y原子核内中子数为( )
A．b－a－4 B．b－a－8
C．b＋a＋8 D．b－a－12
【答案】A
已知X的质子数为a，X2+比Y2-核外少8个电子，所以X与Y同周期，所以Y的质子数为：a+4，则Y原子核内中子数为：b-a-4，故选A。
练习五：已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A(1)三种元素的元素符号：
A________；B________；C________。
(2)画出三种元素的原子结构示意图：
A________；B________；C_________。
C
Si
Cl
总结：
原子结构模型的演变
等式关系一：质量方面
等式关系二：电量方面
核外电子的排布规律
原子的表示方法：
原子结构
1911年，卢瑟福用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的α粒子轰击金箔，发现：
金箔散射实验
大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向；
一小部分α粒子改变了原来的运动方向；
有极少数α粒子被弹了回来。
原子不是一个实心球体
金的原子核带正电荷
金原子核的质量很大