苏教版高中化学必修1 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（共22张PPT）
文档属性
| 名称 | 苏教版高中化学必修1 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（共22张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 614.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版 | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-07-01 22:31:48 | ||
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文档简介
(共22张PPT)
人类对原子结构的认识
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
原子结构模型的演变
⒈古希腊哲学家德谟克利特的古代原子学说。
古希腊哲学家德谟克利特是
奠基人，他认为
是构成物质的微粒。
是万物变化的根本原因。
⒉英国科学家道尔顿的近代原子学说。
英国科学家
。他认为物质都是由
构成的，原子是不可分割的
,同种原子的质量和性质都
。
⒊英国物理学家汤姆生的“葡萄干面包式”
原子结构模型。
英国科学家
发现了电子，他认为
，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子。
的发现使人们认识到原子是可以再分的。
⒋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
,它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,就像行星环绕太阳运转一样。
⒌丹麦物理学家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
⒍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。
原子核外电子的分层排布
1、原子核外电子的分层排布
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
2
8
5
原子结构示意图
K
L
M
N
O
P
Q
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：
电子层序数（n）
1
2
3
4
5
6
7
符号
能量大小
距核远近
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
O
+12
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。
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
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
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）
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）
2、原子核外电子排布规律
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
原子结构模型的演变
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
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：
人类对原子结构的认识
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
原子结构模型的演变
⒈古希腊哲学家德谟克利特的古代原子学说。
古希腊哲学家德谟克利特是
奠基人，他认为
是构成物质的微粒。
是万物变化的根本原因。
⒉英国科学家道尔顿的近代原子学说。
英国科学家
。他认为物质都是由
构成的，原子是不可分割的
,同种原子的质量和性质都
。
⒊英国物理学家汤姆生的“葡萄干面包式”
原子结构模型。
英国科学家
发现了电子，他认为
，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子。
的发现使人们认识到原子是可以再分的。
⒋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
,它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,就像行星环绕太阳运转一样。
⒌丹麦物理学家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
⒍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。
原子核外电子的分层排布
1、原子核外电子的分层排布
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
2
8
5
原子结构示意图
K
L
M
N
O
P
Q
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：
电子层序数（n）
1
2
3
4
5
6
7
符号
能量大小
距核远近
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
O
+12
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。
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
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
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）
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）
2、原子核外电子排布规律
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
原子结构模型的演变
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
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：