2.3 原子结构的模型

课件47张PPT。第三节
原子结构的模型思考：我们知道分子是由原子构成的，通过
扫描遂道显微镜可以看到单个的原子
。那么原子又是由什么构成的呢？原子结构模型的建立道尔顿设想原子是一个个不可再分的实心球原子结构模型的建立 1897年英国科学家汤姆生发现原子内部存在一种带负电的粒子——电子。这说明原子并不是不可分割的。 由于原子是电中性的
，既然原子中有带负电的
电子，那么原子中一定还
存在带正电的物质。带负
电的电子和带正电的物质
是如何组成原子的呢？原子结构模型的建立 汤姆生提出的原子模型（枣糕模型）：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子象红枣那样镶嵌在其中。 汤姆生的枣糕原子模型很快就被实验否定了。原子结构模型的建立 1909年英国科学家卢瑟福和他的两个学生在曼彻斯特大学做了一个著名实验：用带正电的 α 粒子去轰击金箔。发现大多数 a 粒子都直接穿过金箔，少数 a 粒子产生很小的偏转,然而极少数的 a 粒子会反弹回去。卢瑟福的a粒子散射实验原子结构模型的建立卢瑟福的原子核式结构模型 在分析实验结果的基础上，卢瑟福提出了原子的核式模型（又称原子的行星模型）：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。就像行星环绕太阳运转一样。原子结构模型的建立卢瑟福的原子核式结构模型原子结构模型的建立 1913年丹麦科学家玻尔改进了卢瑟福的原子核式结构模型，认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨上运动。 为了探索原子内部的结构，科学家们进行了
无数次实验，不断提出新的原子模型来表示原子
，并且用实验不断检验和修正模型。道尔顿的实心球模型汤姆生的枣糕模型玻尔的原子模型卢瑟福的原子核式结构模型原子结构模型的建立原子结构模型的建立原子结构的最新模型——电子云模型原子结构模型的建立思考：氦原子核外有 2 个电子，你能建立一个
氦原子的模型吗？（用图表示）揭开原子核的秘密思考：原子核又是由什么构成的呢？人类是如何
揭示原子核的秘密呢？ 科学家通过用高能的粒子撞击原子核的方法来揭示原子核的秘密。通过实验和分析发现：原子核是由更小的两种粒子——质子和中子构成的。揭开原子核的秘密 常见的氧原子的原子核是由 8 个质子和
8 个中子紧密相连构成的；常见的碳原子的
原子核是由 6 个质子和 6 个中子构成的。碳原子结构图揭开原子核的秘密质子、中子和电子 电子是带负电的，我们常常把一个电子所带的电荷量大小叫做一个单位的电荷。 根据科学家的测定：中子是不带电的；一个质子带一个单位正电荷（与一个电子所带的电荷等量异号）。 如氧原子核内有 8 个质子，则氧原子核带
8 个单位的正电荷（即 +8 ）。 科学上把原子核所带的电荷数称为核电荷数
。如氧原子的核电荷数为 8 。揭开原子核的秘密质子、中子和电子问题：一个质子、中子和电子的质量是多少？一个电子的质量为：9.1176×10－31千克一个质子的质量为：1.6726×10－27千克一个中子的质量为：1.6748×10－27千克 中子的质量与质子的质量相近，而一个电子的质量只有一个质子质量的约1840分之一。因此原子的质量主要集中在原子核上。原子带一个单位负电荷，质量为9.1176×10－31千克带一个单位正电荷，质量为1.6726×10－27千克不带电，质量为1.6748×10－27千克揭开原子核的秘密质子、中子和电子揭开原子核的秘密 氢原子是最小的原子，氢原子只有 1 个核外电子，它的原子核只有 1 个质子，不含中子。氢原子的结构揭开原子核的秘密 碳原子有 6 个核外电子，它的原子核含有
6 个质子和 6 个中子。碳原子的结构揭开原子核的秘密 氧原子有 8 个核外电子，它的原子核含有 8 个质子和 8 个中子。氧原子的结构揭开原子核的秘密 铁原子有 26 个核外电子，它的原子核含有26 个质子和 30 个中子。铁原子的结构分析下表：在一个原子中哪些项目的数目总是
相等的？核电荷数 = 质子数 = 核外电子数 科学家们又对质子、中子等进行了深入的研究，发现质子、中子、电子是由更小的微粒“夸克”构成。问题：质子、中子和电子又是由什么构成的？问题：你听说过氢弹（一种核武器）吗？氢弹是
用我们常见的氢原子制成的吗？原子的孪生兄弟——同位素原子的孪生兄弟——同位素 一种原子的原子核内的质子数与中子数是一
定的，核电荷数也是一定的。如有一种氧原子的
原子核内有 8 个质子和 8 个中子，核电荷数为 8 。 自然界中还存在另一种氧原子，它的原子核内有 8 个质子和 9 个中子，核电荷数也为 8 。 在科学上，把具有相同核电荷数（即质子数）
的一类原子总称为元素。如氧元素是指所有核电荷数为8的原子的总称读图：氧的三种原子的原子核有什么不同？思考：同种元素的不同种原子，它们的质子数、
中子数、电子数都相同吗？ 同种元素的不同种原子，它们的质子数、
电子数相同，但中子数不同。原子的孪生兄弟——同位素 我们把原子中核内质子数相同、中子数不相同的同类原子统称为同位素原子。原子的孪生兄弟——同位素氢弹就是由氢的两种同位素氘和氚制成的原子的孪生兄弟——同位素 目前发现的元素种类只有 112 种，由于有些元素有多种同位素原子，因此目前为止知道的原子有几百种。 同种元素的各种同位素原子的化学性质基本相同，但它们的物理性质却相去甚远，因此他们可能有不同的用途。原子的孪生兄弟——同位素同位素的应用 很多元素的同位素具有放射性，这些放射性同位素具有广泛的应用。 利用铀元素的同位素铀235的裂变反应已经应用于核弹（原子弹）和各种核动力设施——核电站和核潜艇等原子的孪生兄弟——同位素 利用氢元素的同位素氘和氚的聚变反应已经制造出了更可怕的氢弹原子的孪生兄弟——同位素同位素的应用太阳的能量来自氘和氚的聚变反应原子的孪生兄弟——同位素同位素的应用 氘和氚的可控核聚变的研究为人类永久摆脱能源危机提供了可能性原子的孪生兄弟——同位素同位素的应用放射性同位素发出的射线可用于医学诊断和治疗原子的孪生兄弟——同位素同位素的应用利用碳14同位素可测定一些出土文物的年代原子的孪生兄弟——同位素同位素的应用放射性同位素发出的射线已用于改良农作物品种原子的孪生兄弟——同位素同位素的应用放射性同位素发出的射线已用于食品保鲜原子的孪生兄弟——同位素同位素的应用带电的原子——离子活动：钠在氯气中燃烧的实验 取一瓶氯气，用钳子夹一小块钠放入燃烧匙中，点燃钠，将燃烧匙伸入氯气瓶中，反应结束后观察瓶内的物质。实验现象：燃烧后瓶内出现了白烟，冷却后变成了白色固体——食盐。钠在氯气瓶中
燃烧产生白烟燃烧后瓶
内的物质 金属钠在氯气中燃烧时，钠原子失去一个电子形成带正电荷的钠离子（阳离子），氯原子得到电子形成带负电荷的氯离子（阴离子）。带有相反电荷的钠离子和氯离子之间相互吸引，构成中性的氯化钠。带电的原子或原子团叫做离子带正电的离子叫做阳离子带负电的离子叫做阴离子带电的原子——离子 与分子、原子一样，离子也是构成物质的一种微粒。带电的原子——离子 通过结晶制得的硫酸铜晶体，是由铜离子和硫酸根离子构成的（另外还有结晶水）。带电的原子——离子 与分子、原子一样，离子也是构成物质的一种微粒。知 识 小 结 在科学上，把具有相同核电荷数（即质子数）
的一类原子总称为元素。 我们把原子中核内质子数相同、中子数不相同的同类原子统称为同位素原子。知 识 小 结1.列表比较氢的三种同位素原子。课 堂 练 习2.填表。5.我国计划在2007年发射一颗绕月探测卫星，其
任务之一是寻找一种新能源——氦3。氦3的原
子核是由一个中子和两个质子构成的，其原子
核外电子数为（ ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 64.氕、氘、氚三种原子具有相同的（ ）
A、原子质量 B、原子核结构
C、核电荷数 D、中子数3.硫酸铜晶体是由 、 和
构成的。铜离子结晶水硫酸根离子CB课 堂 练 习6.有三种不同的原子，A原子核内有6个质子和
6个中子，B原子核内有6个质子和7个中子，
C原子核内有7个质子和7个中子，则下列说法
中正确的是：（ ）
（A）A和B是同一种元素
（B）A和B的核电荷数不同
（C）B和C核外电子数相等
（D）B和C互为同位素原子A7.提出近代原子学说的科学家是 、发现
原子里有电子的科学家是 。道尔顿汤姆生课 堂 练 习8.将物质与直接构成物质的粒子用线连起来：金属铜
硫酸铜
干冰（固体二氧化碳）
金刚石
水蒸气原子
离子
分子课 堂 练 习