2.3 人类对原子结构的认识 课件(共52张PPT) 2023-2024学年高一化学苏教版（2029）必修第一册

(共52张PPT)
必 修 一
学
化
J
S
在你眼中…
在化学家眼中…
水由水分子构成
食盐由离子构成
它们由什么微粒构成？
铜由铜原子构成
原子
一、人类认识原子结构的历程
请大家结合初中学过的知识及教材P 44-45的介绍，思考下列几个问题。
1、原子结构模型的演变经历了哪几个重要阶段？
2、用简洁的语言表达各阶段（道尔顿、汤姆生、卢瑟
福、波尔）对原子结构模型的认识特点？
3、请你谈谈从原子结构的演变得到什么启迪？
一、原子结构模型的演变
汤姆生原子模型（1904年）：
卢瑟福原子模型（1911年）：
玻尔原子模型（1913年）:
现代原子模型:
道尔顿原子模型（1803年）：
原子是实心球
“葡萄干面包式”原子结构模型
带核的原子结构模型
原子轨道模型
实践
认识
再实践
再认识
……
认知过程
人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的……
电子云模型
氢原子光谱
α粒子衍射现象
发现电子
提出原子学说
二、原子核的组成
原子
原子核
核外电子
质子
中子
二、原子核的组成
相对原子质量的定义：某原子质量与C-12原子质量的1/12的比值。C-12指的是什么原子？
质量/kg 相对质量 电量/C 电性
原子核 质子 1.602 x 10-19
中子 0
电子 1.602 x 10-19
1个单位正电荷
1个单位负电荷
不带电
观察下表,比较一下质子、中子、电子带电荷情况，分析铜原子为什么显电中性 由此你又能得出什么结论？
原子：核内质子数 ＝ 核外电子数
离子所带电荷数与离子中的质子数和核外电子数有什么关系？
粒子符号 质子数 电子数
①S2－
②Al3+
③OH－
④NH4+
16
18
13
10
9
10
11
10
阳离子：质子数 ＝ 核外电子数 + 离子所带电荷数
阴离子：质子数 ＝ 核外电子数 - 离子所带电荷数
质量/kg 相对质量 电量/C
原子核 质子 1 .673 x 10-27 1.007
中子 1.675 x 10-27 1.008
电子 9.109 x 10-31 1/1836
观察下表,比较一下质子、中子、电子质量，分析原子的质量集中在哪部分,为什么 相对于整个原子来说，原子核外某个电子的质量能否忽略不计
原子的质量集中在原子核上，电子的质量可以忽略不计。
质量数是忽略电子的质量，将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来所得的数值，符号A。
质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
（质量数 A = 该原子的近似相对原子质量）
！
信息提示
X
A
Z
——元素符号
质量数 ——
质子数 ——
原子组成的表示方法
1、已知12753I，求该原子的中子数和电子数。
2、1mol AZMn+ 微粒中的质子数是 mol，中子数
是 mol，核外电子数是 mol。
74
53
Z
A-Z
Z-n
问题解决
3、完成下面的表格：
粒子符号 质子数 中子数 质量数 核外电子数 用AZXC±表示
O 8 18
S 32 16
Ar 18 22
Cl- 3517Cl-
10
16
40
18
35
17
16
8
18
18
188O
3216S
4018Ar
三种原子的质子数(Z)、中子数(N)、质量数(A)分别为：
Z N A
1 0 1
1 1 2
1 2 3
如何表示情境中三种原子的组成？这三种原子有何异同？是不是同一种元素？是不是同一原子？它们之间是什么关系？
1H
1
1H
2
1H
3
交流与讨论
！
信息提示
元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。
同位素：质子数相同而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。
1H ,
1
1H ,
2
1H
3
氕(pie)，氘(dao)，氚(chuan)
H
D
T
元素、核素、同位素的概念
以126C 、136C 、146C为例，分析同位素不同核素间的性质有何异同？
同种元素的核素物理性质不同，但化学性质几乎完全相同。
交流与讨论
元素、核素、同位素间的关系
归纳和小结
1．下列各组物质中，互为同位素的是
A. O2、O3、O4 B. H2、D2、T2
C. H2O、D2O、T2O D. 和
D
20Ca
40
20Ca
42
问题解决
2．下列说法正确的是
A.同种元素的质子数必定相同
B.不同元素原子的质量数必定不同
C.原子核都是由质子和中子构成的
D.凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素
A
1H
1
1H
2
1H
3
氢有三种核素：
氘和氚是制造氢弹的材料
92U
234
铀有三种核素：
92U
235
92U
238
铀235 是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料
6C
12
碳有三种核素：
6C
13
6C
14
碳12 作为原子量及阿伏加德罗常数的标准
碳14 在考古学中测定生物死亡年代。
几种重要同位素
视野拓展
三、原子核外电子排布
+2
He
+10
Ne
+1
H
该电子层上的电子
原子核
电子层
三、原子核外电子的排布
+8
O
+12
Mg
+18
Ar
核电荷数
电子层序数（n） 1 2 3 4 5 6 7
符号
能量大小
距核远近
K L M N O P Q
小 大
近 远
电子能量高在离核远的区域内运动，电子能量低在离核近的区域内运动 ，把原子核外分成七个运动区域，又叫电子层，分别用n=1、2、3、4、5、6、7…表示，分别称为K、L、M、N、O、P、Q…
为了形象、简单的表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。
+
18
第1层
第2层
第3层
K层
L层
M层
2
8
8
1、原子结构示意图
原子核
原子核带正电
核电荷数
该电子层上的电子
原子核
电子层
+18
Ar
M
L
N
K
B
硼
5
Be
铍
4
Li
锂
3
He
氦
2
H
氢
1
各电子层的电子数
元素符号
元素名称
核电荷数
核电荷数为1～20的元素原子核外电子层排布
1
2
2
1
2
2
2
3
M
L
N
K
Ne
氖
10
F
氟
9
O
氧
8
N
氮
7
C
碳
6
各电子层的电子数
元素符号
元素名称
核电荷数
2
2
2
2
2
4
5
6
7
8
M
L
N
K
P
磷
15
Si
硅
14
Al
铝
13
Mg
镁
12
Na
钠
11
各电子层的电子数
元素符号
元素名称
核电荷数
2
2
2
2
2
8
8
8
8
8
5
4
3
2
1
M
L
N
K
S
硫
16
Cl
氯
17
Ar
氩
18
K
钾
19
Ca
钙
20
各电子层的电子数
元素符号
元素名称
核电荷数
2
2
2
2
2
8
8
8
8
8
8
8
8
7
6
2
1
①电子总是尽先排布在能量最低的电子层里，然后由往外，依次排在能量逐步升高的电子层里（能量最低原理），先排K层，排满K层后再排L层，排满L层后再排M层。
2、原子核外电子排布一般规律
②每个电子层最多只能容纳2n2个电子。
③最外层最多只能容纳 8 个电子（K层为最外层时不能超过 2 个），次外层不超过 18 个，倒数第三层不超过 32 个。
上述规律相互制约，相互联系
稀有气体元素原子电子层排布
元素
名称 元素
符号 各电子层的电子数
K
1 L
2 M
3 N
4 O
5 P
6 最外层电子数
氦 He 2 2
氖 Ne 2 8 8
氩 Ar 2 8 8 8
氪 Kr 2 8 18 8 8
氙 Xe 2 8 18 18 8 8
氡 Rn 2 8 18 32 18 8 8
分析稀有气体的核外电子排布与其性质有什么联系？
1、对比稀有气体的结构，分析 Mg、O 核外电子排布特点
2、Mg、O 为什么容易形成 Mg2+、O2-？在变化过程中改变的是什么微粒？
3、由 Mg、O 你分别想到了哪些类似的原子，它们在结构上有什么共同点？性质上呢？
+8
O
+12
Mg
交流与讨论
+12
2
8
2
失去电子
+12
2
8
Mg
Mg2+
+8
2
6
+8
2
8
得到电子
O
O2-
氧化镁的形成过程
宏观：氧气和金属镁反应生成氧化镁，氧化镁是氧元素与镁元素相结合的产物。
微观：每个 Mg 失去2个电子形成与 Ne 一样的稳定电子层结构的 Mg2+，每个 O 得到2个电子形成与 Ne 一样的稳定电子层结构的 O2-，带正电荷的Mg2+ 与带负电荷的 O2- 相互发生电性作用，形成稳定的MgO。如下图
2 Mg + O2 == 2 MgO
点燃
+12
Mg
+8
O
+8
Mg2+
O2-
结论：
原子最外层的电子数小于8个时，在化学反应中总是得到或失去电子而达到最外层8电子的稳定结构。
MgO
+12
（1）稳定结构：原子既不容易失去电子又不容易得到电子，即原子最外层有 8 个电子(He为 2 )处于稳定。
(如 He、Ne、Ar等)
（2）不稳定结构：原子容易失去电子或容易得到电子转化最外电子层上为 8(有些为 2 )个电子的稳定结构。
(如，失去： Na、Mg、Al 得到：F、O、Cl)
3、原子结构与元素性质的关系 (结构决定性质)
金属元素 非金属元素
最外层电子数： <4 ≥4
得失电子趋势： 易失 易得
元素性质： 金属性 非金属性
4Na + O2 = 2Na2O
2Mg + O2 = 2MgO
2Na + Cl2 = 2NaCl
还原剂
氧化剂
得到电子
失去电子
元素 化合价 原子最外层电子数目 失去（或得到）电子的数目
Na
Mg 2
O 6
Cl -1
＋1
1
失1
＋2
失2
－2
得2
7
得1
4、元素化合价与最外层电子数的关系
原子
最外层电子数﹤4时，容易失去电子
最外层电子数 > 4时，容易得到电子
化合价＝＋失去的电子数
化合价＝－得到的电子数（8－最外层电子数）
1、原子核外电子是 排布的。
2、金属元素的原子最外层一般 个电子，在化学反应中易 电子形成与稀有气体原子电子层排布相同的阳离子(稳定结构)。
分层
小于四
失去
问题解决
3、非金属元素的原子最外层一般 个电子，在化学反应中易 电子形成与稀有气体原子电子层排布相同的阴离子(稳定结构)。
4、在化学反应过程中，原子核不发生任何变化，但原子的 发生变化，元素的化学性质主要决定于原子结构中的 。
大于或等于四
得到
最外层电子
最外层电子
一、原子结构模型的演变
二、原子核外电子的排布
1、原子结构示意图
2、原子核外电子排布一般规律
3、原子结构与元素性质的关系 (结构决定性质)
4、元素化合价与最外层电子数的关系
课堂小结
三、原子核的组成
1、原子组成的表示方法
3、元素、核素、同位素的概念
2、质子数、中子数、电子数和质量数的关系
1、已知某种原子的质量数为35，质子数为17，则这种原子可表示为 。
A
17Cl
35
2、据报道，某放射性元素的原子钬 ，可有效地治疗肝癌。该同位素原子核内中子数和核外电子数之差为（ ）
A.32 B.67 C.99 D.166
67Ho
166
课堂练习
3、已知 A2-离子中含有x个中子，A元素的质量数为m，则n克A2-离子共含有电子的物质的量为（ ）
A .n (m – x + 2) / m B.n (m - x) / m
C.(m – x + 2) / (m·x) D.n (m – x - 2) / m
A
4、已知自然界有10B和11B两种同位素，但B元素的相对原子质量为10.8，求自然界中10B和11B的原子个数之比_______。
1 : 4
5、质子数为17，35Cl是氯的一种核素，下列说法正确的是（ ）
A. 35Cl原子所含电子数为 18
B. 1/18 mol 的 1H35Cl 分子中所含中子数约为6.02×1023
C. 3.5 g 35Cl2气体的体积为 2.24 L
D. 35Cl2气体的摩尔质量为 70 g.mol-1
BD
课后思考
随着原子序数的增大，Na、Mg、Al三种原子由于原子核内质子数和中子数的增加会使得原子半径逐渐增大，如果失去最外层电子形成 Na+、Mg2+、Al3+三种离子，那么它们离子半径的大小如何比较呢？
看
观
谢
谢