2.3.1 人类认识原子结构的历程 原子核的构成 课件(共39张PPT) 2023-2024学年高一化学苏教版必修一
文档属性
| 名称 | 2.3.1 人类认识原子结构的历程 原子核的构成 课件(共39张PPT) 2023-2024学年高一化学苏教版必修一 |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 2.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-07 21:26:14 | ||
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文档简介
(共39张PPT)
专题2
第三单元 第1课时 人类认识原子结构的历程 原子核的构成
素养 目标
1.以原子结构模型为例,培养宏观辨识与微观探析的学科素养。
2.理解原子结构模型提出的证据,培养证据推理与模型认知的核心素养。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
目录索引
基础落实·必备知识全过关
自主梳理
一、人类认识原子结构的历程
演变过程 主要论点
公元前5世纪,古希腊哲学家德谟克利特的原子学说 物质由原子构成,且原子是不可分割的微粒,原子的结合和分离是万物变化的根本原因
19世纪初,英国科学家 的原子学说 物质由原子组成,原子不能被创造,也不能被毁灭;原子在化学变化中不可再分割,它们在化学反应中保持本性不变
道尔顿
演变过程 主要论点
1897年,英国物理学家 发现电子,提出原子结构模型 原子中存在电子,正电荷均匀分布在原子之中,而电子像葡萄干面包中的葡萄干一样镶嵌在原子的正电荷之间,提出“ ”的原子结构模型
1911年,英国物理学家 的带核的原子结构模型 原子由原子核和核外电子构成。原子核带正电荷,位于原子的中心;电子带负电荷,在原子核周围做高速运动,就像行星绕太阳运转一样
汤姆生
葡萄干面包式
卢瑟福
演变过程 主要论点
1913年,丹麦物理学家 的原子轨道模型 电子在原子核外一系列稳定的轨道上运动,每个轨道都具有一个确定的能量值
20世纪初,现代原子结构学说 ( 模型) 揭示电子运动的 运动规律,必须用量子力学模型描述核外电子的运动
玻尔
量子力学
波粒二象性
二、原子核的构成
1.原子的构成:原子由 和 构成,原子核由 和
构成。
2.原子中的相关关系式
(1)质子数( )= = =
(2)____________________________________________________________
称为质量数。某原子的相对原子质量近似等于此原子的 。
质量数(A)= ( )+ ( )
原子核
核外电子
质子
中子
Z
核电荷数
核外电子数
原子序数
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整数,加起来所得到的数值
质量数
质子数
Z
中子数
N
【微思考】某原子的相对原子质量与其质量数是什么关系
提示 原子的相对原子质量是一个原子的质量与12C原子质量 的比值,可能会有小数部分;质量数是质子数与中子数的加和,只能是整数。质量数是原子相对原子质量的近似值。
二、元素、核素、同位素
研究对象是原子
1.元素: 的总称。
2.核素: 。绝大多数元素有多种核素,如氢元素有 三种核素。
3.同位素: 。
如12C、13C、14C是碳元素的三种核素,互为同位素。同一种元素的不同核素原子其质量数 ,核外电子层结构 ,其原子、单质及其构成的化合物化学性质 ,只是某些物理性质 。在天然存在的某种元素里,不论是 还是 ,各种核素所占的原子个数百分比一般是 的。
具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子
具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子
1H、2H、3H
质子数相同,质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素
不同
相同
几乎完全相同
存在差异
游离态
化合态
不变
4.部分元素常见的核素
核素的种数远大于元素的种数
氢元素的三种核素 、 、
碳元素的三种核素 、 、
氧元素的三种核素
氯元素的两种核素
铀元素的三种核素
5.几种重要核素的应用
(1)在氢元素的三种核素中, 可用于制造氢弹。
(2)在碳元素的三种核素中,用作相对原子质量标准的是 ,具有放射性,考古时用于测定一些文物的年代的碳原子是 。
(3)在铀元素的三种核素中, 是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料。
(4)放射性同位素最常见的应用是作为放射源和进行同位素示踪。例如:追踪植物中放射性磷-32发出的射线,能确定磷在植物中的作用部位。应用放射性同位素发射出的射线可进行文物断代和肿瘤治疗等。
自我检测
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)质量数是指忽略电子的质量,将原子核中所有的质子和中子的质量加起来所得的数值。( )
(6)质量数与元素的相对原子质量相等。( )
×
×
×
×
×
×
重难探究·能力素养全提升
探究一 核素、同位素和元素
情境探究
(1)92号元素的92是指该元素的什么数值 根据你所学的知识判断92号元素会是非金属元素吗 它的核素只有一种吗
(2)同位素的特点是什么
提示 92是该元素原子核内的质子数,它不是非金属元素,核素也不止一种。
提示 同位素具有以下特点:①同一元素的不同核素互称同位素,其核内的质子数相同而中子数不同。②同位素的化学性质几乎完全相同,但物理性质不同。③在天然存在的某种元素中,不论是游离态还是化合态,各种核素所占的原子百分比是不变的。
知识归纳
1.元素、核素和同位素的比较与联系
概念 元素 核素 同位素
定义 具有相同质子数的同一类原子叫作元素 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫作核素 质子数相同,质量数
(或中子数)不同的核素互称为同位素
联系
概念 元素 核素 同位素
实例
特别提醒 (1)决定元素种类的是核电荷数或质子数,决定原子质量的是中子数和质子数,决定原子化学性质的是原子最外层电子数。
(2)元素的相对原子质量是根据该元素各种核素的原子百分比计算出的平均值;原子的相对原子质量是原子实际质量与一个12C原子质量的 的比值;质量数是原子中质子数和中子数的加和,在数值上近似等于原子的相对原子质量。
2.同位素特性
(1)因为原子结构相同,如35Cl和37Cl原子结构示意图均为Cl ,故化学性质基本相同。
(2)一种元素的各种核素所占的原子百分比(又叫丰度)基本不变。如:
核素 核素的相对原子质量 在自然界中占氯元素的原子百分比
35Cl 34.969 75.77%
37Cl 36.966 24.23%
应用体验
1.下列叙述正确的是( )
A.14C中含有14个中子
B.1H、2H、3H是同一种核素
C.H2O与D2O互称同位素
D.12C、13C、14C互称同位素
D
解析 14C中含有的中子数=14-6=8,A错误;1H、2H、3H质子数相同为同种元素,质量数不同为不同原子,是三种不同核素,B错误;H2O与D2O(重水)是化合物,二者不是同位素关系,C错误;12C、13C、14C是碳元素的不同核素,互为同位素,D正确。
【变式设问】
12C、13C、14C中各含有多少个中子
6、7、8
2.下列属于同位素的一组是( )
A.O2、O3 B.H2、D2
D
解析 O2和O3是氧元素组成的不同单质,A错误;H2和D2是单质,不是元素,B错误 质子数不同,属于不同的元素,C错误;H、D、T均属于氢元素,其质子数均为1,中子数不同,三者互为同位素,D正确。
A
探究二 核素、元素相对原子质量的计算方法
情境探究
(1)氯元素在自然界中有35Cl和37Cl两种核素,若35Cl与37Cl的物质的量比值为3∶1,怎么计算氯元素的相对原子质量
(2)若一个12C原子的质量为a kg,一个12C16O2分子的质量为b kg,若以12C16O2中的一个氧原子质量的 作为相对原子质量标准,则12C16O2的相对分子质量为多少
提示 35×75%+37×25%=35.5。
知识归纳
“三量”的比较
类型 原子的相对原子质量 元素的相对原子质量 质量数
定义 该原子一个原子的质量与一个12C原子质量的 相比所得的比值 该元素各种核素相对原子质量与其在自然界中所占原子百分比的乘积之和 一个原子内质子数与中子数的和
实例 Ar= 且Ar≈A,质量数即为核素的近似相对原子质量 Mr=M1a%+M2b%+……(其中a%+b%+……=1) Na的质量数为23
应用体验
B
2.自然界中,铱有两种质量数分别为191和193的核素,而铱的平均相对原子质量为192.22,这两种核素的原子个数之比为( )
A.39∶61 B.61∶39
C.1∶1 D.39∶11
A
3.将某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下:
35Cl 34.969 75.77% 35Cl 35 75.77%
37Cl 36.966 24.23% 37Cl 37 24.23%
平均 35.453 平均 35.485
试回答下列问题:
(1)34.969表示 。
(2)35.453表示 。
(3)35表示 。
(4)35.485表示 。
答案 (1)35Cl原子的相对原子质量 (2)Cl元素的相对原子质量 (3)35Cl的质量数 (4)Cl元素的近似相对原子质量
解析 根据各核素在自然界中的原子百分含量可算出该元素的平均相对原子质量,若用某原子的质量数代替该原子的近似相对原子质量,可求出该元素的近似相对原子质量。
学以致用·随堂检测全达标
1
2
3
4
5
1.自从下列哪项发现或学说开始,化学才开始成为一门科学( )
A.阿伏加德罗提出原子—分子学说
B.拉瓦锡确定空气的组成
C.道尔顿提出近代原子学说
D.汤姆生发现电子
C
解析 道尔顿提出近代原子学说,使化学从实验上升为理论。
1
2
3
4
5
2.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描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。下列原子结构模型的演变顺序正确的是( )
①道尔顿模型 ②汤姆生原子模型 ③卢瑟福原子模型 ④玻尔原子模型 ⑤电子云模型
A.①②③④⑤ B.②①③④⑤
C.③①②④⑤ D.⑤①②③④
A
1
2
3
4
5
解析 19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体。1897年,英国科学家汤姆生发现了电子,1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型。1911年英国物理学家卢瑟福提出了带核的原子结构模型。1913年丹麦物理学家玻尔引入量子论观点,提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型。奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型,为近代量子力学原子模型。故原子结构模型的演变顺序为道尔顿模型→汤姆生原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型,故选A。
1
2
3
4
5
3.据科学家预测,月壤中吸附着数百万吨的3He,每百吨3He核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。在地球上,氦元素主要以4He的形式存在。下列说法中正确的是( )
A.4He原子核内含有4个质子
B.4He的最外层电子数是2,是活泼的非金属元素
C.3He原子核内含有3个中子
D.3He和4He互为同位素
D
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解析 4He原子核内质子数为2,中子数为2,质量数为4,A错误;4He原子核内质子数为2,最外层电子数为2,属于稳定的结构,属于稀有气体元素,B错误;3He质子数为2,根据“质量数=质子数+中子数”可知,该原子核内含有的中子数=3-2=1,C错误;3He和4He质子数相同(均为2),中子数不同,互为同位素,D正确。
1
2
3
4
5
A.53 B.25
C.78 D.184
B
解析 根据核素的表示方法可知 中质子数是53,质量数是131,该原子的中子数是131-53=78,则该原子的中子数与质子数之差为78-53=25,B项正确。
1
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5
5.1H、2H、3H是氢元素的三种核素,下列说法正确的是( )
A.自然界中只有1H这种核素
B.2H原子核内有2个中子
C.三种核素的性质没有差别
D.它们互称为同位素
D
解析 自然界氢元素的核素有三种,分别是1H、2H、3H,A错误;2H原子核内质子数为1,质量数为2,则中子数为1,B错误;同种元素的不同核素化学性质几乎完全相同,但物理性质存在差异,C错误;1H、2H、3H是氢元素的三种核素,互称为同位素,D正确。
本 课 结 束
专题2
第三单元 第1课时 人类认识原子结构的历程 原子核的构成
素养 目标
1.以原子结构模型为例,培养宏观辨识与微观探析的学科素养。
2.理解原子结构模型提出的证据,培养证据推理与模型认知的核心素养。
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
学以致用·随堂检测全达标
目录索引
基础落实·必备知识全过关
自主梳理
一、人类认识原子结构的历程
演变过程 主要论点
公元前5世纪,古希腊哲学家德谟克利特的原子学说 物质由原子构成,且原子是不可分割的微粒,原子的结合和分离是万物变化的根本原因
19世纪初,英国科学家 的原子学说 物质由原子组成,原子不能被创造,也不能被毁灭;原子在化学变化中不可再分割,它们在化学反应中保持本性不变
道尔顿
演变过程 主要论点
1897年,英国物理学家 发现电子,提出原子结构模型 原子中存在电子,正电荷均匀分布在原子之中,而电子像葡萄干面包中的葡萄干一样镶嵌在原子的正电荷之间,提出“ ”的原子结构模型
1911年,英国物理学家 的带核的原子结构模型 原子由原子核和核外电子构成。原子核带正电荷,位于原子的中心;电子带负电荷,在原子核周围做高速运动,就像行星绕太阳运转一样
汤姆生
葡萄干面包式
卢瑟福
演变过程 主要论点
1913年,丹麦物理学家 的原子轨道模型 电子在原子核外一系列稳定的轨道上运动,每个轨道都具有一个确定的能量值
20世纪初,现代原子结构学说 ( 模型) 揭示电子运动的 运动规律,必须用量子力学模型描述核外电子的运动
玻尔
量子力学
波粒二象性
二、原子核的构成
1.原子的构成:原子由 和 构成,原子核由 和
构成。
2.原子中的相关关系式
(1)质子数( )= = =
(2)____________________________________________________________
称为质量数。某原子的相对原子质量近似等于此原子的 。
质量数(A)= ( )+ ( )
原子核
核外电子
质子
中子
Z
核电荷数
核外电子数
原子序数
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整数,加起来所得到的数值
质量数
质子数
Z
中子数
N
【微思考】某原子的相对原子质量与其质量数是什么关系
提示 原子的相对原子质量是一个原子的质量与12C原子质量 的比值,可能会有小数部分;质量数是质子数与中子数的加和,只能是整数。质量数是原子相对原子质量的近似值。
二、元素、核素、同位素
研究对象是原子
1.元素: 的总称。
2.核素: 。绝大多数元素有多种核素,如氢元素有 三种核素。
3.同位素: 。
如12C、13C、14C是碳元素的三种核素,互为同位素。同一种元素的不同核素原子其质量数 ,核外电子层结构 ,其原子、单质及其构成的化合物化学性质 ,只是某些物理性质 。在天然存在的某种元素里,不论是 还是 ,各种核素所占的原子个数百分比一般是 的。
具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子
具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子
1H、2H、3H
质子数相同,质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素
不同
相同
几乎完全相同
存在差异
游离态
化合态
不变
4.部分元素常见的核素
核素的种数远大于元素的种数
氢元素的三种核素 、 、
碳元素的三种核素 、 、
氧元素的三种核素
氯元素的两种核素
铀元素的三种核素
5.几种重要核素的应用
(1)在氢元素的三种核素中, 可用于制造氢弹。
(2)在碳元素的三种核素中,用作相对原子质量标准的是 ,具有放射性,考古时用于测定一些文物的年代的碳原子是 。
(3)在铀元素的三种核素中, 是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料。
(4)放射性同位素最常见的应用是作为放射源和进行同位素示踪。例如:追踪植物中放射性磷-32发出的射线,能确定磷在植物中的作用部位。应用放射性同位素发射出的射线可进行文物断代和肿瘤治疗等。
自我检测
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)质量数是指忽略电子的质量,将原子核中所有的质子和中子的质量加起来所得的数值。( )
(6)质量数与元素的相对原子质量相等。( )
×
×
×
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×
×
重难探究·能力素养全提升
探究一 核素、同位素和元素
情境探究
(1)92号元素的92是指该元素的什么数值 根据你所学的知识判断92号元素会是非金属元素吗 它的核素只有一种吗
(2)同位素的特点是什么
提示 92是该元素原子核内的质子数,它不是非金属元素,核素也不止一种。
提示 同位素具有以下特点:①同一元素的不同核素互称同位素,其核内的质子数相同而中子数不同。②同位素的化学性质几乎完全相同,但物理性质不同。③在天然存在的某种元素中,不论是游离态还是化合态,各种核素所占的原子百分比是不变的。
知识归纳
1.元素、核素和同位素的比较与联系
概念 元素 核素 同位素
定义 具有相同质子数的同一类原子叫作元素 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫作核素 质子数相同,质量数
(或中子数)不同的核素互称为同位素
联系
概念 元素 核素 同位素
实例
特别提醒 (1)决定元素种类的是核电荷数或质子数,决定原子质量的是中子数和质子数,决定原子化学性质的是原子最外层电子数。
(2)元素的相对原子质量是根据该元素各种核素的原子百分比计算出的平均值;原子的相对原子质量是原子实际质量与一个12C原子质量的 的比值;质量数是原子中质子数和中子数的加和,在数值上近似等于原子的相对原子质量。
2.同位素特性
(1)因为原子结构相同,如35Cl和37Cl原子结构示意图均为Cl ,故化学性质基本相同。
(2)一种元素的各种核素所占的原子百分比(又叫丰度)基本不变。如:
核素 核素的相对原子质量 在自然界中占氯元素的原子百分比
35Cl 34.969 75.77%
37Cl 36.966 24.23%
应用体验
1.下列叙述正确的是( )
A.14C中含有14个中子
B.1H、2H、3H是同一种核素
C.H2O与D2O互称同位素
D.12C、13C、14C互称同位素
D
解析 14C中含有的中子数=14-6=8,A错误;1H、2H、3H质子数相同为同种元素,质量数不同为不同原子,是三种不同核素,B错误;H2O与D2O(重水)是化合物,二者不是同位素关系,C错误;12C、13C、14C是碳元素的不同核素,互为同位素,D正确。
【变式设问】
12C、13C、14C中各含有多少个中子
6、7、8
2.下列属于同位素的一组是( )
A.O2、O3 B.H2、D2
D
解析 O2和O3是氧元素组成的不同单质,A错误;H2和D2是单质,不是元素,B错误 质子数不同,属于不同的元素,C错误;H、D、T均属于氢元素,其质子数均为1,中子数不同,三者互为同位素,D正确。
A
探究二 核素、元素相对原子质量的计算方法
情境探究
(1)氯元素在自然界中有35Cl和37Cl两种核素,若35Cl与37Cl的物质的量比值为3∶1,怎么计算氯元素的相对原子质量
(2)若一个12C原子的质量为a kg,一个12C16O2分子的质量为b kg,若以12C16O2中的一个氧原子质量的 作为相对原子质量标准,则12C16O2的相对分子质量为多少
提示 35×75%+37×25%=35.5。
知识归纳
“三量”的比较
类型 原子的相对原子质量 元素的相对原子质量 质量数
定义 该原子一个原子的质量与一个12C原子质量的 相比所得的比值 该元素各种核素相对原子质量与其在自然界中所占原子百分比的乘积之和 一个原子内质子数与中子数的和
实例 Ar= 且Ar≈A,质量数即为核素的近似相对原子质量 Mr=M1a%+M2b%+……(其中a%+b%+……=1) Na的质量数为23
应用体验
B
2.自然界中,铱有两种质量数分别为191和193的核素,而铱的平均相对原子质量为192.22,这两种核素的原子个数之比为( )
A.39∶61 B.61∶39
C.1∶1 D.39∶11
A
3.将某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下:
35Cl 34.969 75.77% 35Cl 35 75.77%
37Cl 36.966 24.23% 37Cl 37 24.23%
平均 35.453 平均 35.485
试回答下列问题:
(1)34.969表示 。
(2)35.453表示 。
(3)35表示 。
(4)35.485表示 。
答案 (1)35Cl原子的相对原子质量 (2)Cl元素的相对原子质量 (3)35Cl的质量数 (4)Cl元素的近似相对原子质量
解析 根据各核素在自然界中的原子百分含量可算出该元素的平均相对原子质量,若用某原子的质量数代替该原子的近似相对原子质量,可求出该元素的近似相对原子质量。
学以致用·随堂检测全达标
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1.自从下列哪项发现或学说开始,化学才开始成为一门科学( )
A.阿伏加德罗提出原子—分子学说
B.拉瓦锡确定空气的组成
C.道尔顿提出近代原子学说
D.汤姆生发现电子
C
解析 道尔顿提出近代原子学说,使化学从实验上升为理论。
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2.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描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。下列原子结构模型的演变顺序正确的是( )
①道尔顿模型 ②汤姆生原子模型 ③卢瑟福原子模型 ④玻尔原子模型 ⑤电子云模型
A.①②③④⑤ B.②①③④⑤
C.③①②④⑤ D.⑤①②③④
A
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解析 19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体。1897年,英国科学家汤姆生发现了电子,1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型。1911年英国物理学家卢瑟福提出了带核的原子结构模型。1913年丹麦物理学家玻尔引入量子论观点,提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型。奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型,为近代量子力学原子模型。故原子结构模型的演变顺序为道尔顿模型→汤姆生原子模型→卢瑟福原子模型→玻尔原子模型→电子云模型,故选A。
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3.据科学家预测,月壤中吸附着数百万吨的3He,每百吨3He核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。在地球上,氦元素主要以4He的形式存在。下列说法中正确的是( )
A.4He原子核内含有4个质子
B.4He的最外层电子数是2,是活泼的非金属元素
C.3He原子核内含有3个中子
D.3He和4He互为同位素
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解析 4He原子核内质子数为2,中子数为2,质量数为4,A错误;4He原子核内质子数为2,最外层电子数为2,属于稳定的结构,属于稀有气体元素,B错误;3He质子数为2,根据“质量数=质子数+中子数”可知,该原子核内含有的中子数=3-2=1,C错误;3He和4He质子数相同(均为2),中子数不同,互为同位素,D正确。
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A.53 B.25
C.78 D.184
B
解析 根据核素的表示方法可知 中质子数是53,质量数是131,该原子的中子数是131-53=78,则该原子的中子数与质子数之差为78-53=25,B项正确。
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5.1H、2H、3H是氢元素的三种核素,下列说法正确的是( )
A.自然界中只有1H这种核素
B.2H原子核内有2个中子
C.三种核素的性质没有差别
D.它们互称为同位素
D
解析 自然界氢元素的核素有三种,分别是1H、2H、3H,A错误;2H原子核内质子数为1,质量数为2,则中子数为1,B错误;同种元素的不同核素化学性质几乎完全相同,但物理性质存在差异,C错误;1H、2H、3H是氢元素的三种核素,互称为同位素,D正确。
本 课 结 束