菱湖中学高一化学教学案一体化 主备人：凌勇 复备人：赵娟 审核人：暂无
专题一：第三单元 人类对原子结构的认识
——原子的构成
【问题导读】
1. 原子是构成物质的一种微粒，原子是否可以再分？如果原子可以再分，它是由哪些更小的微粒构成的呢？
2. 相对原子质量定义为“某原子的质量与C-12原子质量的1/12的比”。C-12原子指的是什么原子？
【主干知识】
1. 构成原子的微粒及其性质
构成原子的粒子 电子 原子核
质子 中子
电性和电量
质量/kg 9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27
相对质量 1/1836 1.007 1.008
2.构成原子的微粒之间的数量关系
原子 质子数（Z） 中子数(N) 质子数+中子数(A) 相对原子质量
F 9 10 18.998
Na 11 12 22.990
Al 13 14 26.982
若用X表示元素符号，Z表示原子的质子数，A表示原子的质量数，用 表示表格中原子组成分别为：
重要关系式：
电性关系：原子：核电荷数 = 质子数 = 核外电子数
质量关系：质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）
离子：
离子电荷 = 质子数 – 核外电子数
质子数（Z）= 阳离子的核外电子数 + 阳离子的电荷数
质子数（Z）= 阴离子的核外电子数 – 阴离子的电荷数
3.同位素
（1）元素
（2）核素
（3）同位素：
（3）同位素应用：
【课堂练习1】我国“嫦娥工程”探月计划的一个重要目标是开发月球新能源 ，10t 就能满足我国一年所有的能源需求。下列关于 说法正确的是（ ）
A、质子数为3，电子数为3 B、质子数为2，电子数为2
C、质子数为2，电子数为3 D、质子数为3，电子数为2
【课堂练习2】填写下表中的空格：
微粒符号 质子数 中子数 电子数 质量数
40
18 20
16 18 32
【达标提高】（一看就懂，一做就会）
一、选择题：
1.据报道，最近中科院的有关专家在世界上首次发现了镨元素的一种新的同位素 ,它的中子数为（ ）
A、330 B、91 C、239 D、148
2.据报道，某些建筑材料会产生放射性同位素氡 ,从而对人体产生伤害，该同位素原子的中子数和质子数之差为（ ）
A、136 B、50 C、86 D、222
3.1996年2月，德国达姆斯特重离子研究所合成出当时最重要的人造元素，它是由 撞入一个 的原子核，并立即释放出一个中子而产生的一种新元素的原子。该元素的原子核内所含有的质子数是（ ）
A、111 B、112 C、113 D、114
4.俄罗斯科学家最近合成第114号元素的原子，该原子的质量数为289，存在时间达到30秒，这项成果具有重要意义。该原子的中子数与电子数之差为（ ）
A、61 B、114 C、175 D、289
5.某微粒用 n+,下列关于该微粒的叙述正确的是（ ）
A、所含质子数= A-n B、所含中子数=A-Z
C、所含电子数=Z+n D、质量数=Z+A
6.与OH—具有相同质子数和电子数的微粒是（ ）
A、NH3 B、HF C、NH2— D、F
7.已知An+离子有m 个电子，它的质量数为A，则原子核内的中子数为（ ）
A、m+n B、A-m+n C、A-m-n D、A+m-n
8.有五种微粒 、 、 、 2+、 它们属于几种元素（ ）
A、2 B、3 C、4 D、5
9.某元素B的核电荷数为z，已知Bn—和Am+的核外具有相同的电子数，则A元素的原子序数用Z、n、m来表示，应为（ ）
A、Z+n-m B、Z-n+m C、Z-n-m D、Z+m+n
10.比核电荷数为11的元素的原子少1个电子而又多1个质子的微粒是（ ）
A、Na+ B、Na C、Mg2+ D、Mg
11.下列关于质子的说法，不正确的是（ ）
A、质子是决定元素种类的基本粒子
B、在化学反应前后质子数保持不变
C、1个质子带1个单位正电荷
D、1个质子的相对质量与1个电子的相对质量相等
12.下列各组粒子中，核外电子总数相等的是（ ）
A、Na+和Li+ B、CO和CO2 C、H2O和H3O+ D、NO和CO
13.目前普遍认为质子和中子都是由被称为 夸克和d夸克的两类夸克组成的 夸克带电量为2／3e，d夸克带电量为 -1/3e,e为基元电荷，下列判断中正确的是（ ）
A、质子由1个 夸克和1个d夸克组成，中子由1个 夸克和2个d夸克
B、质子由2个 夸克和1个d夸克组成，中子由1个 夸克和2个d夸克
C、质子由1个 夸克和2个d夸克组成，中子由2个 夸克和1个d夸克
D、质子由2个 夸克和1个d夸克组成，中子由1个 夸克和1个d夸克
14.下列离子中，所带电荷数与该离子核外电子层数相等的是（ ）
A、Al3+ B、Mg2+ C、Be2+ D、H+
15.X、Y、Z和R分别代表四种元素，若aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的核外电子排布相同，且m>n，则下列关系正确的是（ ）
A、a–c = m–n B、b–d = m + n C、a>b>d>c D、a>b>c>d
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案
二、填空题
1.微粒AXn—核外有18个电子，则它的核电荷数为 ，核内中子数为
2.由1H216O与2H217O所代表的物质中，共有 种元素， 种原子，
种分子，互为同位素的原子有 。
3.核内中子数为N的R2+，质量数为A，则该离子的核外电子数为
4. 2-中的质子数是 ，中子数是 ，核外电子数是
质量数是 。
5.Fe、Fe2+、Fe3+是 元素的三种粒子，它们的 数相同，它们所带的 数不相同。
6.已知元素X、Y的核电荷数分别为a和b，它们的离子Xm+和Yn-核外电子排布相同，则a、b、m、n之间的关系是 。
7.已知：碳元素有12C、13C、14C；氧元素有16O、17O、18O，则它们能够形成 种CO2分子，它们所形成的CO2分子其分子量有 种。
8.辨析：H-D是否是单质？为什么？
9.
元素 同位素
定义
相同点
不同点
10.用质子、中子、电子完成下列填充。
（1）所有原子都含有
（2）所有离子都含有
（3）原子在化学反应中发生变化的是
（4）同位素中不同原子具有相同的
11.已知：R2+的质量数为A，电子数为B，求m克RO中中子数为多少？
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第三单元 人类对原子结构的认识（第二课时）
授 课：凌 勇
制作人：凌 勇
菱湖中学化学组 2006年9月
[学习内容及要求]
1、掌握原子构成的初步知识；弄懂质量数和符号 的含义。
2、掌握构成原子的粒子间的关系。
3、理解同位素的概念。
4、了解四种相对原子质量
[学法建议]
对于概念的理解和掌握要准确，关键在于运用。在学习过程中，要把学过的知识进行回忆，结合新内容进行讨论、分析、归纳，使原有知识成为新知识的增长点，从而达到温故知新的目的。
[思考] 原子的构成、原子核的构成是怎样的
原子
原子核
核外电子
质子
中子
{
{
氦原子（ɑ粒子）的原子构成
[思考]质子、中子、电子的电性和电量怎样？
1个质子带一个单位正电荷
中子不带电
1个电子带一个单位负电荷
阅读表1-7，质子、中子、电子的电性和电量怎样？比较三种粒子的质量大小、带电荷情况。什么是相对质量？
（1）收集材料：结合初中所学的有关原子结构的初步知识填写下表：
构成原子的微粒 电子 原子核
质子 中子
电性和电量
0
质量/kg 9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-31
相对质量 1/1836 1.007 1.008
正电荷
1.602×10-19
负电荷
1.602×10-19
原子 质子数(Z） 中子数（N） 质子数+中子数（A） 相对原子质量
F 10 18.998（19）
Na 12 22.989（23）
Al 14 26.982（27）
9
19
11
23
13
27
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近似整数值加起来，所得的数值，我们称之为质量数。
质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
X
A
Z
——元素符号
质量数 ——
核电荷数 ——
（核内质子数）
X
A
Z
原子
原子核
核外电子（Z）
质子（Z）
中子（N＝A - Z）
核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数
2
含义：代表一个质量数为A、质子数为Z的原子。
A、Z、c、d、e各代表什么？
A——代表质量数；
Z——代表核电荷数（质子数）
c——代表离子所带的电荷数
d——代表化合价
e——代表原子个数
A
Z
X
c+
-
-
+d
e
请指出Al、Al3+中所含的质子数和电子数。
[知识归纳]
1、原子的组成及表示方法
的含义：代表一个质量数为A，质子数为Z的原子。例 的含义为____
2、构成原子或离子的各基粒子之间的数量关系。
（1）核内质子数=核电荷数=原子的核外
电子数=原子序数
（2）质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
（3）mZ≈mN≈1836me
（4）阳离子核外电子数=核内质子数-电荷
数 例Ca2+
（5）阴离子核外电子数=核内质子数+电荷
数 例Cl—
3、原子中各粒子的作用：
（1）原子核：几乎集中原子的全部质量，但其体积却只占整个原子体积约千亿分之一。其中的质子，电子通过强相互作用集合在一起，使原子核十分“坚固”，在化学反应时不会发生变化。另外原子核中蕴含着巨大的能量——原子能（即核能）
（2）质子：带1个单位正电荷，质子数决定了元素的种类。
（3）中子：不带电荷，中子数决定原子的种类。
（4）电子：带一个单位负电荷。它与原子的化学性质密切相关，特别是最外层电子数及排布决定了原子的化学性质。如：最外层电子数≥4，一般为非金属元素，易得电子，难失电子，最外层电子层≤3，一般为金属元素，易失电子，难得电子。最外层电子等于8时，一般不易失得电子，性质不活泼，如稀有气体。
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。
17 Cl ,
35
17 Cl
37
6 C ,
13
6 C ,
12
6 C
14
8 O ,
16
8 O ,
17
8 O
18
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
4、关于元素与同位素的区别和联系
元素 同位素
区别 （1）是具有相同核电荷数的同一类原子的总称H、H+、H等都是氢元素的粒子。
（2）是宏观概念，只表示种类，没有数量含义。 （1）是质子数相同，中子数不同的同一类原子的总称。H(H)、H(D)、H(T)等都是氢元素的同位素。
（2）大多数元素存在同位素。各元素的稳定同位素在自然界中的原子百分组成保持不变。
联系 同一元素的各种同位素，核外电子排布相同，虽然原子种类不同，但化学性质相同。
5、原子和离子的区别和联系
原子 离子
区别 （1）除稀有气体的原子外其余原子为不稳定结构。
（2）电中性。
（3）同种原子半径大小相同，不同原子半径不同。
（4）是化学变化的最小微粒，有自己的性质，可独立存在。 （1）主族元素的简单离子为稳定结构。
（2）阳离子带正电荷。比同种元素的原子少一个电子层，阴离子带负电荷，与同种元素原子的电子层数相同。
（3）阳离子半径小于相应的原子，阴离子半径大于相应的原子。
（4）是带电的原子或原子团。性质与原子不同，阳离子与阴离子共存。
联系 核电荷数相同的原子和离子属于同种元素。在一定条件下同种元素的原子和离子可互变。
6、四种相对原子质量
（1）同位素（或原子）的相对原子质量：是国际上统一的用某种元素的某种同位素原子的绝对质量与12C原子绝对质量的 比较而得的比值，
即同位素相对原子质量=
（2）同位素（或原子）的近似相对原子质量：即质量数，是同位素原子的质子数与中子数之和。
（3）元素的相对原子质量：指某元素各种同位素的相对原子质量与该同位素原子所占的原子个数百分比的乘积之和。
（4）元素的近似相对原子质量：指某元素各同位素的质量数与该同位素原子所占原子个数百分比的乘积之和。
[典型例题分析]
例题1：某书查得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%
35.453 35.485
问：
（1）34.969表示____________________
（2）35表示_______________
（3）35.453计算等式
_____________________________
表示______________________
35.485计算等式_____________________
表示__________________________
35Cl的相对原子质量
35Cl的质量数
34.969×75.77%+36.966×24.23%
氯元素的相对原子质量
35×75.77%+37×24.23%
氯元素的近似相对原子质量
例题2：某微粒用 Xn-表示。下列关于该粒子的叙述中正确的是（ ）
A 所含的质子数=A-n
B 所含中子数=A-Z
C 所含电子数=Z-n
D 质量数=A+Z
B
解析：原子组成符号中，X代表元素符号，左上角A为质量数，左下角为质子数，A=Z+N。
例题3：已知R2+核内共有N个中子，R的质量数为A，mgR2+中含电子的物质的量为（ ）
A B
C D
D
解析：无论是原子还是离子均存在关系式A=Z+N，故R2+的质子数Z=A-N，而阳离子R2+的核外电子数=Z-2=A-N-2。即1molR2+含中子数为(A-N-2)mol。∴mgR2+的物质的量为 mol。mgR2+含电子的物质的量为 (A-N-2)mol。
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高一化学教学案一体化 第三单元 人类对原子结构的认识
原子结构模型的演变
【问题导读】（预习教材，提取教材关键信息，记下发现的问题，准备参与“合作探讨”）
原子结构模型是怎么演变的，从原子结构模型的演变我们得到的启迪是什么？
【学习目标】
1、通过对原子结构模型演变历史的了解，认识假说、实验等科学方法在人类探索原子结构奥秘过程中的作用。
2、了解钠、镁、铝等活泼金属元素和氟、氧等活泼非金属元素的原子的核外电子分层排布的情况，知道这类原子在化学反应过程中常通过电子得失使最外层电子达到8电子稳定结构的事实。
【主干知识】
原子结构模型的演变
1、德谟克利特的古代原子学说
他认为万物都是由___________、_____________的微粒即________构成的，原子的结合和分离是万物变化的根本原因。
2、道尔顿的近代原子学说
英国科学家_____________是_____________的创始人。他认为物质由_________组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，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。
3、汤姆生的“葡萄干面包式”的原子结构模型
他认为原子是由____________________构成的，___________的发现使人们认识到原子是可以再分的。
4、卢瑟福的带核原子结构模型
物理学家卢瑟福根据α—粒子散射现象，指出原子是由___________和__________构成的，_______________带正电荷，位于_________________，他几乎集中了原子的全部质量，__________带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。
5、玻尔的轨道原子结构模型
丹麦物理学家指出：电子在原子核外空间内一定___________上绕核作高速运动。
6、电子云模型（现代原子结构学说）
现代科学家根据微观世界的波粒二象性规律，提出用量子力学的方法描述核外电子运动，即用_____________描述核外电子的运动。
原子核外电子运动特征
讨论：原子核外电子运动与宏观物体的运动规律有什么不同？
电子运动的速率是 ________m/s，因此我们不能同时准确的测定______________和
。研究电子运动规律只能用统计的方法，即统计电子在核外空间一定范围出现的机会，将其想象成一团带负电荷的“云雾”笼罩着原子核并形象的称之为电子云。电子云密度大小代表 。
核外电子排布
1、电子层的划分
电子层（n）：1、2、3、4、5、6、7……
电子层符号：
离核距离： 由__________到_________
能量高低： 由__________到_________
2、核外电子排布规律
①核外电子总是尽可能先排布在能量 的电子层，然后由里及外从能量 的电子层逐步向能量 的电子层排布。
②各电子层最多容纳的电子数为 （n为电子层）。
③最外层电子数不超过 个（K层为最外层时不超过 个），次外层电子数目不超过 个，倒数第三层不超过 个。
3、稳定结构与不稳定结构
最外层电子数目为 个电子（只有K层为最外层时为 个电子）的结构为相对稳定结构。
4、离子结构示意图：画出下列离子的结构示意图
Mg2+ F-
Ca2+ S2-
【精彩例题】
1、已知最外层电子数相等的元素原子具有相似的化学性质。氧元素原子的核外电子分层排布示意图为，下列原子中，与氧元素原子化学性质相似的是（ ）
氖 碳 镁 硫
A B C D
2、 表示某带电微粒的结构示意图，则可用它表示的阳离子共有( )
A.1种 B.3种 C.4种 D.5种
【达标提高】 （一看就懂，一做就会）
万丈高楼平地起
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案
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
2.1998年诺贝尔化学奖授予科恩（美）和波普尔（英），以表彰他们在理论化学领域作出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化。下列说法正确的是（ ）
A．化学不再是纯实验科学 B．化学不再需要实验
C．化学不做实验，就什么都不知道 D．未来化学的方向还是经验化
3.1999年度诺贝尔化学奖授予开创“飞秒（10－15s）化学”新领域的科学家泽维尔，诺贝尔奖委员会对该技术的评语是：“使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子运动成为可能”。你认为该技术不能观测到的是（ ）
A．原子中原子核的内部结构
B．化学反应中原子的运动
C．化学反应中生成物粒子的形成
D．化学反应中反应物粒子的分解
4. 首次将量子化概念应用到原子结构,并解释了原子稳定性的科学家是（ ）
A．道尔顿 B．爱因斯坦 C. 玻尔 D. 普朗克
5. 在饮用水中添加含钙、镁、锌、硒等的矿物质，可以改善人体营养，增强体质。其中的“钙、镁、锌、硒”是指（ ）
A．分子 B．原子 C．离子 D．元素
6. 下列说法正确的是（ ）
A．原子是不可再分的粒子
B．相对原子质量就是原子的实际质量
C．分子是保持物质性质的最小粒子
D．与元素化学性质关系密切的是原子的最外层电子数
7. 下列说法错误的是（ ）
A．铅笔不含铅 B．水银不含银 C．白金不是金 D．火碱不是碱
8. 下列现象能证明分子在化学变化中可分的是（ ）
A．100 mL水和100 mL酒精混合后总体积小于200 mL
B．打开盛装浓盐酸瓶盖，浓盐酸逐渐减少
C．气态氧在加压降温时变为淡蓝色的液态氧
D．在1000℃时，甲烷可分解为石墨和氢气
9. 下图是表示物质分子的示意图，图中“●”和“○”分别表示两种含有不同质子数的原子，则图中表示单质的是（ ）
A． B． C． D．
10.氢原子的电子云图中的小黑点可表示（ ）
A．表示每一个电子 B．表示电子个数的多少
C．表示电子离核的远近 D．表示电子在核外空间出现机会的多少
11．下列各原子构成的单质中，能与稀硫酸反应制取氢气的有（ ）
A．原子核内没有中子 B．L电子层上有4个电子
C．没有N层，最外层电子数等于其电子层数 D．M电子层和K层上的电子数相等
12．在原子的第n电子层中，当它属于最外电子层时，最多容纳的电子数目与（n-1）层相同，当它属于次外层时，最多容纳的电子数比（n+1）层多容纳10个电子，则此电子层是（ ）
A．K层 B．L层 C．M层 D．N层
13. 许多科学家在化学的发展方面起了重大作用。其中，研究空气成分，得出“空气是由氧气和氮气组成”结论的科学家是 ，提出分子概念的科学家是 ，提出近代原子学说的科学家是 ，最早发现电子的科学家是 。
14. “原子结构模型”是科学家根据自己的认识，对原子结构的形象描摹，一种模型代表了人类某一阶段对原子结构的认识。人们对原子结构的描摹，按现代向过去顺序排列为： 原子模型、汤姆生原子模型、 原子模型、电子云模型、玻尔原子模型。
15．有A、B、C、D四种元素，A元素是地壳中含量最多的金属元素；B元素的原子其M层电子数比L层少1个电子；C元素的原子得到2个电子，；D元素的原子失去1个电子，所得到的微粒都具有与氖原子相同的电子层结构。回答下列问题：
（1）上述四种元素的名称分别是A B C D
（2）画出A离子、C原子的结构示意图 ，
【登高望远】（跳起来，摘下丰收果）
16. 在1911年前后，物理学家卢瑟福把一束变速运动的α粒子（相对原子质量约为4的带2个单位正电荷的质子粒），射向一片极薄的金箔。他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而由这种“实心球”紧密排列而成的金箔，竟能让大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的。但也有极少数的α粒子发生偏转，或被笔直地弹回。根据以上实验现象能得出关于金箔中Au原子结构的一些结论。试写出其中的三点：
（1）______________________________________________________________
（2）______________________________________________________________
（3）______________________________________________________________
部分标准答案：
【精彩例题】
1、D 2、B
【达标提高】
1、C 2、A 3、A 4、C 5、D 6、D 7、D 8、D 9、C 10、D
11、C 12、C
PAGE
5(共23张PPT)
结构的认识
人类对原子
第三单元
菱湖中学化学组 凌 勇
图1 硅晶体
图2 用扫描隧道显微镜观测到的硅晶体表面
图3 氦原子结构示意图
现代量子力学原子结构模型（电子云模型）①原子由原子核和核外电子构成②电子运动的规律跟宏观物体运动的规律截然不同；③对于多电子的原子，电子在核外一定的空间近似于分层排布
原子核外电子的分层排布
+2
He
+18
Ar
1、原子核外电子的分层排布
+10
Ne
该电子层上的电子
核电荷数
电子层
原子核
+1
H
+8
O
+12
Mg
为了形象地表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图”这种特殊的图形。
+
15
第1层
第2层
第3层
K层
L层
M层
原子核
原子核带正电
核电荷数
2
8
5
原子结构示意图
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…，n值越大，说明电子离核越远，能量也就越高。
2、原子核外电子运动区域与电子能量的关系：
3、原子核外电子排布规律
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）
次外层最多只能容纳18个电子（K层为次外层时不能超过2个
倒数第三层最多只能容纳32个电子
4、原子结构与元素性质的关系（结构决定性质）
（1）稳定结构：原子既不容易失去电子又不容易得到电子
（如He、Ne、Ar等）
（2）不稳定结构：原子容易失去电子转化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)
+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-
结论
1、活泼金属元素的原子容易失去最外层上的电子变为带正电荷的阳离子，阳离子所带正电荷的数目等于原子失去的电子的数目。
Mg
Mg2+
失 2e-
（带2个单位正电荷）
2、活泼非金属元素的原子容易得到电子变为带负电荷的阴离子，阴离子所带负电荷的数目等于原子得到的电子的数目。
O
O2-
得 2e-
（带2个单位负电荷）
问题解决：氧化镁的形成
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
Mg+O2==2MgO
△
+12
Mg
+8
O
+12
+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。
⒈金属单质Na、Mg能分别与非金属单质O2、Cl2反应生成氧化物和氯化物，请写出这些氧化物和氯化物的化学式。
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
⒉根据Na、Mg、O、Cl原子在反应中失去或得到电子的数目和该原子的最外层电子数目，推断其氧化物和氯化物中元素的化合价，将结果填入下表：
一些元素的原子得失电子的情况
Na2O、MgO、NaCl、MgCl2
问题解决
①最外层电子数﹤4时，容易失去电子
（化合价＝＋失去的电子数目）
原子
②最外层电子数≥4时，容易得到电子
（化合价＝最外层电子数－8）
关系：元素化合价在数值上等于原子失去或得到的电子数目（失为正，得为负）
小结：
1 原子结构模型的演变
道尔顿→汤姆生→卢瑟福 →玻尔→量子力学
2、原子核外电子排布规律
① 能量最低原理
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）
次外层最多只能容纳18个电子（K层为次外层时不能超过2个
倒数第三层最多只能容纳32个电子
作业：
1 预习：原子的构成
2 课本第33页第1题
3 课本第35页第3、4、5、6 、7题
4 书面 课本第35页第8题
课本第36页第12题
历史年代 原子结构模型的名称 主要理论依据或技术段 原子结构模型的主要论点
公元前5世纪
古希腊哲学家德谟克利特的古代原子说 原子是构成物质的微粒，万物是由间断的、不可分割的微粒即原子构成的，原子的结合和分割是万物变化的根本原因
19世纪初
英国科学家道尔顿的近代原子学说
参考元素化合时具有确定的质量比的关系 ①物质由原子组成；②原子不能创造，也不能被毁灭；③原子在化学变化中不可再分割，它们在化学变化中保持本性不变
19世纪末、20世纪初
汤姆生的“葡萄干面包式”或“西瓜式”原子结构模型 ①原子中存在电子，电子的质量为氢原子质量的1/1836；②原子中平均分布着带正电荷的粒子，这些粒子之间镶嵌着许多电子
原子结构模型的演变
1911年
英国物理学家卢瑟福的带核原子结构模型或“行星式”原子结构模型
参考α-粒子的散射现象 ①原子由原子核和核外电子组成，原子核带正电荷，位于原子的中心，电子带负电荷，在原子核周围作高速运动；②电子的运动形态就像行星绕太阳运转一样
1913年
丹麦物理学家玻尔的原子轨道模型
运用量子论著观点研究氢原子光谱 ①电子在原子核外一系列稳定的轨道上运动，每一轨道都具有一个确定的能量值；②电子在这些轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量
20世纪初
现代量子力学原子结构模型（电子云模型）
微观粒子的波粒二象性 ①原子由原子核和核外电子构成②电子运动的规律跟宏观物体运动的规律截然不同；③对于多电子的原子，电子在核外一定的空间近似于分层排布
信息博览：
新华网3月27日电 日本奈良尖端科技研究生院的大门宽教授应用“圆偏振光光电子衍射原理”开发成功立体显微镜，能够把原子的排列结构扩大100亿倍，从而使人得以对微观世界的物质进行立体性的观测和摄影。
据这位科学家提供的资料说，使用这种新型显微镜对钨的晶体进行的观测，发现了由4个原子构成的边长为2.74埃(1米的百亿分之一)的菱形结构。
他说，这是在世界上第一次对物质的原子结构进行高倍率的观测，它的观测倍率要比现有最高水平的电子显微镜提高大约200倍，今后在开发超导物质等新功能材料及解析催化剂的反应机制等应用物理和化学领域将会发挥重要作用
⒈原子核外电子是 排布的
⒉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）。
⒊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）。
⒋化学反应中，原子核不发生变化，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 。
练习：专题1 化学家眼中的物质世界
第三单元 人类对原子结构的认识
课时Ⅰ
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．汤姆逊发现电子
2.1998年诺贝尔化学奖授予科恩（美）和波普尔（英），以表彰他们在理论化学领域作出的重大贡献。他们的工作使实验和理论能够共同协力探讨分子体系的性质，引起整个化学领域正在经历一场革命性的变化。下列说法正确的是（ ）
A．化学不再是纯实验科学 B．化学不再需要实验
C．化学不做实验，就什么都不知道 D．未来化学的方向还是经验化
3.（2005年高考上海卷）以下命题，违背化学变化规律的是（ ）
A．石墨制成金刚石 B．煤加氢变成人造石油
C．水变成汽油 D．干冰气化
4. 首次将量子化概念应用到原子结构,并解释了原子稳定性的科学家是（ ）
A．道尔顿 B．爱因斯坦 C．玻尔 D．普朗克
5. 在饮用水中添加含钙、镁、锌、硒等的矿物质，可以改善人体营养，增强体质。其中的“钙、镁、锌、硒”是指（ ）
A．分子 B．原子 C．离子 D．元素
6. 下列说法正确的是（ ）
A．原子是不可再分的粒子
B．相对原子质量就是原子的实际质量
C．分子是保持物质性质的最小粒子
D．与元素化学性质关系密切的是原子的最外层电子数
7. 下列说法错误的是（ ）
A．铅笔不含铅 B．水银不含银 C．白金不是金 D．火碱不是碱
8. 下列现象能证明分子在化学变化中可分的是（ ）
A．100 mL水和100 mL酒精混合后总体积小于200 mL
B．打开盛装浓盐酸瓶盖，浓盐酸逐渐减少
C．气态氧在加压降温时变为淡蓝色的液态氧
D．在1000℃时，甲烷可分解为石墨和氢气
9.下图是表示物质分子的示意图，图中“●”和“○”分别表示两种含有不同质子数的原子，则图中表示单质的是（ ）
A、 B、 C、 D、
10.在原子中，下列关系中一定正确的是（ ）
A 质子数＝核电荷数 B 相对原子质量＝质子数＋中子数
C 质子数≠中子数 D 相对原子质量＝质子数＋核外电子数
第一单元 人类对原子结构的认识
课时Ⅱ
1. H、D、T、H+可以用来表示（ ）
A．同一种原子 B．化学性质不同的氢原子
C．氢元素 D．氢的四种核素
2. （2005年高考辽宁文理综合）在下列分子中，电子总数最少的是（ ）
A．H2S B．O2 C．CO D．NO
3. 电子数相等的微粒叫等电子体，下列各组微粒属于等电子体的是（ ）
A．NO和NO2 B．CH4 和NH4+
C．Na+ 和K+ D．NO 和CO
4. 已知元素R有某种同位素的氯化物RClX，该氯化物中R微粒核内中子数为Y，核外电子数为Z，该同位素的符号为（ ）
A． B． C． D．
5. （2005年高考辽宁文理综合）关于同一种元素的原子或离子，下列叙述正确的是（ ）
A 原子半径比阴离子半径小
B 原子半径比阴离子半径大
C 原子半径比阳离子半径小
D 带正电荷多的阳离子半径比带正电荷少的阳离子半径大
6. （2005年高考上海卷）下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是（ ）
A．D3O+ B．Li+ C．OD— D．OH—
7. 钛（Ti）金属常被称为未来钢铁。钛元素的同位素、、、、中，中子数不可能为（ ） A．30 B．28 C．26 D．24
8. 1999年诺贝尔物理学奖授予两位荷兰科学家，他们研究了亚原子粒子之间电弱相互作用的量子结构，为粒子物理理论提供了更加坚实的数学基础，根据他们的理论可以精确计算夸克的质量，并在欧洲和美国的加速器上得到实验的证实。涉及该项研究的基础知识，下列说法正确的是（ ）
A. 亚原子粒子泛指比原子更小的粒子
B. 组成物质的最小微粒是质子、中子和电子
C. 量子结构是一种连续的固定结构
D. 原子核内的核子之间只存在核力作用
9. 填表
微粒 电子数 质子数 中子数 质量数 最外层电子数
1737Cl
818O
1327Al
1634S2-
10. 用符号填空：a质子数；b中子数；c核外电子数；d最外层电子数。
（1）原子种类由_______________决定，
（2）元素种类由_______________决定，
（3）核电荷数由_______________决定，
（4）相对原子质量由_______________决定，
（5）元素的化合价主要由_______________决定，
（6）元素的化学性质主要由_______________决定。
11. 根据下列几种粒子的结构示意图，回答问题：（填编号）
（1）其中属于阴离子的是 ，
（2）属于金属元素的是 ，
（3）具有相似化学性质的是 。
专题1 配套练习参考答案
第三单元答案
课时1
1.C 2.A 3.C 4.C 5.D 6.D 7.D 8.D 9.C 10.A
课时2
1.C 2.C 3.B 4.D 5.A 6.D 7.A 8.A
9.
微粒 电子数 质子数 中子数 质量数 最外层电子数
1737Cl 17 17 20 37 7
818O 8 8 10 18 6
1327Al 13 13 14 27 3
1634S2- 18 16 18 34 8
10. （1）a、b （2）a （3）a （4）a、b （5）d （6）a、d
11. （1）B （2）D （3）A、C
A B C D
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菱湖中学高一化学组 第1页菱湖中学高一化学备课组 凌勇
第三单元 人类对原子结构的认识（教案）
一、原子结构模型的演变（第一课时）
一、 教学目标
1、知识与技能：了解原子结构模型演变的历史；了解钠、镁、氧等常见元素原子的核外电子排布情况，知道它们在化学反应中通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氧化镁的形成了解镁跟氧气发生化学反应的本质。
2、过程与方法：通过了解原子结构模型演变的历史，让学生体验科学家探索原子结构的艰难过程，认识实验、假说、模型等科学方法对化学研究的作用。
3、情感、态度与价值观：通过不同阶段原子结构模型的展示使学生感受到科学的和谐美；培养学生对微观世界探究的兴趣。
二、教学重难点
重点：原子结构模型演变历史；核外电子排布规律
难点：通过原子结构模型演变历史的讲解，认识到实验等方法对化学研究的作用
三、教学方法
启发式教学法、讨论法
四、教具准备
flash动画设计、PowerPoint 多媒体课件
五、教学过程
教师活动 学生活动
【引入】构成物质的微粒有哪些？日常生活中你经常接触到一些化学物质，如饮用水、食盐、铜导线等。试指出构成这些物质的微粒各是什么？【展示】课件并配同书本26页图1-24【讨论】古希腊哲学家曾提出：物质是由不可分割的微粒（即原子）构成的。⑴原子到底是什么？⑵科学家眼里的原子是怎样的？⑶科学家是怎样探索原子结构的？有哪些科学家为探索原子结构作出了重大的贡献？ 【回答】构成物质的微粒有原子、分子、离子等。【讨论交流】原子是化学变化中的最小微粒。科学家在假设→实验→验证→再假设→再实验……的不断深入的基础上，最终得出原子结构最合理的结构。作出重大贡献的科学家有道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔等等。
【板书】一、原子结构模型的演变原子结构模型的演变【投影】不同时期的原子结构模型【学生阅读】书本P26页-27页，了解各模型建立的背景和具体内容。【图片课件展示】各科学家事迹【动画课件展示】卢瑟福实验【交流与讨论】原子结构模型演变历史中我们得到哪些启迪？ 学生自行阅读教材并思考问题，完成学案。学生发表自己的观点。【讨论交流】1.人类对原子结构认识的逐渐深入，都是建立在实验研究基础上的，实验是揭示原子结构的重要手段。2.汤姆生、卢瑟福、玻尔都是诺贝尔科学奖获得者，他们勇于怀疑科学上的“定论”，不迷信权威，向科学挑战，为科学的发展作出了重要贡献。在他们的身上闪烁着科学探索精神的光辉！
【过渡】现代理论认为，原子核外电子是分层排布的，我们通常用原子结构示意图来表示原子的核外电子排布。【板书】2、原子核外电子排布【讨论】由课本给出的H、He、O、Ne、Mg、Ar原子的核外电子排布示意图，你能归纳出哪些核外电子排布的规律？【展示】氪、氙的电子排布 问稀有气体的元素原子电子层排布，从中你还能得出哪些规律？【练习】下列原子结构示意图中,正确的是：【交流与讨论】请就P28页交流与讨论发表你的看法。（教师用课件配同演示）【问题提出】原子结构与元素性质的关系【总结归纳】在初中化学中，我们知道：化学反应中原子核未发生变化，但原子的最外层电子数可能会发生变化，镁原子、氧原子在形成氧化镁的反应过程中形成了与氖原子具有相同核外电子排布的Mg2+和O2-，达到稳定结构。请同学们根据P29页“问题解决”讨论金属元素和非金属元素的化合价与其在反应中失去或得到电子的数目之间是否存在一定的关系？并将讨论结果填入表1-6中。你能得出什么结论？ 学生倾听【归纳回答】1、每层最多容纳电子数2n2（n表示电子层数）2、最外层电子数目不超过8个（第一层不超过2个）【补充】3、次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。学生回答【讨论后交流回答】结构决定性质1.金属元素原子最外层一般少于4个电子，在反应中易失去电子，形成与稀有气体元素原子相同的电子层排布的阳离子（稳定结构）。2.非金属元素原子最外层一般超过4个电子，在反应中易得到电子，形成与稀有气体元素原子相同的电子层排布的阴离子（稳定结构）。3.原子核在反应中不发生变化，原子的最外层电子数可能发生变化，元素的化学性质取决于原子的最外层电子。学生讨论、交流【结论】元素化合价与得失电子数目的关系： 1、金属元素为正化合价，失去电子的数目即为化合价的数值。2、非金属元素既可以为正化合价也可以为负化合价，活泼非金属元素的最低负化合价的数值即为得到电子的数目。元素化合价与最外层电子数目的关系：1、金属元素（如钠、镁、铝）的化合价等于其最外层电子数。2、非金属元素（如氯、溴、碘、氧）的负价的绝对值等于8-最外层电子数。
【巩固练习】1、以下是一些科学家为探索原子结构所作出的重大贡献，请你以连线表示其对应关系。①道尔顿 a、提出原子由原子核和电子构成②汤姆生 b、发现原子中存在电子③卢瑟福 c、提出原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动④玻 尔 d、提出原子学说
【小结】原子结构模型演变借助假说、实验、模型等方法的运用；原子核外电子是分层排布的。 倾听
【作业】网上查阅相关资料；预习下节原子的构成内容
板书设计：
第三单元 人类对原子结构的认识
一、原子结构模型的演变
1、原子结构模型的演变
道尔顿原子学说→汤姆生“葡萄干面包式”的原子结构模型→卢瑟福核式原子结构模型→波尔新的原子结构模型→原子量力学模型
2、核外电子排布规律
①每层最多容纳电子数2n2（n表示电子层数）
②最外层电子数目不超过8个（第一层不超过2个）
③次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。
3、元素化合价与得失电子关系；元素化合价与最外层电子数目的关系
活泼金属元素的化合价=其失去电子的数目=原子最外层电子数
活泼非金属元素的最低负化合价的绝对值=其得到电子的数目=8-最外层电子数
第三单元 人类对原子结构的认识（教案）
二、原子的构成（第二课时）
一、学习目标
1、 知识技能：引导学生认识原子核结构理解质量数和AZX的含义，掌握构成原子的微粒间的关系；知道元素、核素、同位素概念的含义。
2、 能力目标：通过对构成原子的微粒间的关系和氢元素核素等问题的探讨，培养学生分析、处理数据的能力以及尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工的能力。
3、 情感态度：通过人类探索原子结构历史的介绍，使学生了解假说、模型等科学研究方法和科学研究历程，培养他们的科学态度和科学精神。
二、重点、难点及确立依据：
重点：构成原子的微粒间的关系
难点：元素、核素、同位素概念的理解与区分。
确立依据：原子结构的核心内容就是原子构成及构成原子各微粒间的数目关系。而元素、核素、同位素三概念之间彼此既有区别又有密切联系，如何把握好理解透彻三者对初学者来说有一定难度。
三、教学方法：
采用诱思探究教学法，通过联想质疑实验探究学生分组讨论以及对表中数据的分析促进学生学习能力的全面发展。
四、教具准备
PowerPoint 多媒体课件
五、教学过程
教师活动 学生活动
【展示】PowerPoint 多媒体课件氦原子的构成。要求学生观察ɑ粒子运动轨迹的变化。思考：与葡萄干蛋糕模型进行的预测对比。【引导】比较教材表1-7中质子、中子和电子的质量和电量的数据。阅读教材注释，理解c-12原子的构成、相对质量的含义，并计算表1-7中质子、中子和电子的相对质量，比较你的结果跟表中是否一致。 【讨论】1.我们已经知道原子是由原子核和核外电子构成的，绝大多数原子的原子核由质子和中子构成。质子、中子和电子是构成原子的三种微粒，这三种粒子的质量、带电荷情况有什么差异？2.计算结果能说明什么问题？得出哪些结论？得出哪些结论？什么是相对质量？3.原子的质量集中在原子核外？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？ 【观察】构成氦原子的微观粒子由：质子、中子、电子。【归纳回答】（分组代表回答）结论:①原子存在原子核和核外电子②原子核体积很小③但原子核质量很大④原子核带正电。【讨论交流】1.阅读表1-7，比较三种粒子的质量、带电荷情况？2.讨论原子的构成，原子核的构成3.电子的质量可以忽略不计。4.学生回答，若总结不完整，再请其他同学补充。并将结论填到学案上。
【板书】一、原子核 核素1、原子核构成： 核外电子（带负电）原 质子（带正电）子 原子核 中子（不带电）⑵、质量数：原子核中质子数和中子数之和。⑶、组成原子各微粒数关系：①质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）②核电荷数=质子数=核外电子数（中性原子）【投影】表格：结合初中所学的有关原子结构的初步知识填写【学生阅读】阅读表1-7，质子、中子、电子的电性和电量怎样？比较三种粒子的质量大小、带电荷情况。什么是相对质量？ 学生自行阅读教材并思考问题收集材料：结合初中所学的有关原子结构的初步知识填写投影的表格学生发表自己的观点。【讨论交流】展示交流研讨组成原子各微粒质量、相对质量、电量、电荷等数据，学生分组讨论，代表发言总结结论：核电荷数=质子数=核外电子数（中性原子）
【过渡】原子组成的方法为 ，其中X为元素符号，A为质量数，Z为质子。【板书】⑷、原子的表达形式：【讨论】元素X左上、左下、右上、右下四个角标以及正上方顶部的数字的含义【知识归纳】1、原子的组成及表示方法 的含义：代表一个质量数为A，质子数为Z的原子。2、构成原子或离子的各基粒子之间的数量关系。（1）核内质子数=核电荷数=原子的核外电子数=原子序数（2）质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)（3）mZ≈mN≈1836me（4）阳离子核外电子数=核内质子数-电荷数（5）阴离子核外电子数=核内质子数+电荷数 学生倾听【归纳回答】1、左上：代表质量数2、左下：代表核电荷数（质子数）3、右上：代表离子所带的电荷数4、右下：代表原子个数5、正上放顶部：代表化合价【讨论后交流回答】原子中各粒子的作用：（1）原子核：几乎集中原子的全部质量，但其体积却只占整个原子体积约千亿分之一。其中的质子，电子通过强相互作用集合在一起，使原子核十分“坚固”，在化学反应时不会发生变化。另外原子核中蕴含着巨大的能量——原子能（即核能）（2）质子：带1个单位正电荷，质子数决定了元素的种类。（3）中子：不带电荷，中子数决定原子的种类。（4）电子：带一个单位负电荷。它与原子的化学性质密切相关，特别是最外层电子数及排布决定了原子的化学性质。如：最外层电子数≥4，一般为非金属元素，易得电子，难失电子，最外层电子层≤3，一般为金属元素，易失电子，难得电子。最外层电子等于8时，一般不易失得电子，性质不活泼，如稀有气体。
【过渡】问题提出：1. 原子的质数如何定义？它与原子核、质子、中子和电子的质量或数目关系又如何？2. 如何求中子数N？【投影】补充练习 1. 理解X、Z、A、N的含义。2.练习并巩固原子组成的表示方法。
【创设情景】2.三种原子的质子数（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？它们之间是什么关系？是不是同元素？是不是同一原子？【问题提出】1 .如何用 表示氕、氘、氚三种原子的组成？2.比较图1-33和上述三种符号，氢元素的三种原子有什么异同？3.核素、同位素是怎么定义的？4.同位素有哪些常见应用？ 【学生活动】1. 练习。2. 讨论。3.阅读教材第31页第一自然段核素的定义。4讨论并完成第33页“练习与实践5”5小组交换查询材料。
【投影】元素与同位素的区别和联系（表1）四种相对原子质量的概念：【课堂练习】典型例题分析 倾听、理解配合完成习题，并总结知识要点元素的相对原子质量：=A1×a1%+A2×a2%+……A1、A2……为核素的相对原子质量a1%、a2%……为核素的原子百分数或核素原子的物质的量分数
【作业】网上查阅相关资料；完成学案练习
六、板书设计：
第一节 原子结构
一、原子核 核素
1、原子核构成： 核外电子（负电）
⑴、 原子 质子（正电）
原子
中子（不带电）
⑵、质量数：原子核中质子数和中子数之和。
⑶、组成原子各微粒数关系：
① 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
② 核电荷数=质子数=核外电子数（中性原子）
⑷、原子的表达形式：
2、核素
概念：
⑴、元素：具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。
⑵、核素：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。
⑶、同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。
二、元素的相对原子质量：=A1×a1%+A2×a2%+……
A1、A2……为核素的相对原子质量
a1%、a2%……为核素的原子百分数或核素原子的物质的量分数
A.
B.
C.
D.
……..
互称同位素
元素
核素3
核素2
核素1
