第三单元 人类对原子结构的认识
班级 姓名 学号
一、选择题?
1、在下列分子中，电子总数最少的是 （ ）
A、H2S B、O2 C、CO D、NO
2、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
3、下列具有相同电子层数的一组原子是 （ ）
A、H、He、Li B、Li、Na、K C、Na、Si、Ar D、O、S、Cl
4、在①18O；②12C；③26Mg；④40K；⑤40Ca微粒中，原子的中子数和质子数相等的有（ ）
A、①② B、②⑤ C、只有④ D、③④?
5、H、D、T、H+可以用来表示 （ ）
A、是氢元素的4种原子 B、化学性质几乎相同
C、互为同位素原子 D、是氢元素的4种微粒
6、以下互为同位素的是 （ ）
A、金刚石与石墨 B、D2与H2 C、CO与CO2 D、35Cl与37Cl
7、原子数和电子数均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、N2O4和NO2 B、CH4 和NH4+ C、Al3+ 和 OH- D、N2O 和CO2
8、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—
9、下列微粒：①质子；②中子；③电子，在所有原子中均含有的微粒是 （ ）
A、①②③ B、仅① C、①和③ D、①和②?
10、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、
11、几种微粒具有相同的核电荷数（即质子数），则可说明 （ ）
A、可能属于同一种元素 B、一定是同一种元素
C、彼此之间一定是同位素 D、核外电子个数一定相等
12、下列叙述中，正确的是 （ ）
A、在多电子的原子里，能量高的电子通常在离核远的区域内运动
B、核外电子总是先排在能量低的电子层上，例如只有排满了M层后才排L层
C、两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同
D、微粒的最外层只能是8个电子才稳定
13、已知A+、B2+、C2-、D- 离子都具有相同的电子排布，则A、B、C、D四种元素原子序数从大到小的顺序是 （ ）
A： A、B、C、D B： B、A、C、D C： C、D、B、A D： B、A、D、C
14、从某微粒的原子结构示意图反映出 （ ）
A、质子数和中子数 B、中子数和电子数
C、核电荷数和核外电子层排布的电子数 D、质量数和核外电子层排布的电子数
15、某微粒的核外电子的数目分别为：K层2个，L层8个，M层8个，该微粒一定是 （ ）
A、氢原子 B、钾离子 C、氯离子 D、无法确定
16、若aAn+与 bB2-两种离子的核外电子层结构相同，则a等于 （ ）
A、b+n-2 B、b+n+2 C、b-n-2 D、b-n+2
17、X、Y两种元素的原子的质子数之和为20，两元素形成的化合物在水溶液中能电离出电子层结构相同的阴阳离子，则X、Y形成的化合物是 （ ）
A、MgF2 B、NaF C、LiCl D、Na2O
18、元素A的原子最外层有6个电子，元素B的原子最外层有3个电子，则A与B形成的化合物可能的化学式是 （ ）
A、B2A3 B、B2A C、BA2 D、BA
19、含6.02×1023个中子的73Li应是 （ ）
A、4/7g B、4.7g C、7.4g D、7/4g
20、元素X的原子，其M层与K层电子数相同；元素Y的原子，其L层上有5个电子。X和Y所形成的稳定化合物的式量为 （ ）
A、100 B、90 C、88 D、80
二、填空题
21、填写下列表格
微粒 电子数 质子数 中子数 质量数 最外层电子数
1737Cl
818O
1327Al
1634S2-
22、质量相同的H2O和D2O所含质子数之比为 ，中子数之比为 ，分别与足量的金属钠反应生成气体在同温同压下体积之比为 。（2Na+2H2O==2NaOH+H2↑）
23、有A、B、C、D、E五种微粒：
①A微粒核内有14个中子，核外M电子层上有2个电子；
②B微粒得到2个电子后，其电子层结构与Ne相同；
③C微粒带有一个单位的正电荷，核电荷数为11；
④D微粒核外有18个电子，当失去1个电子时呈电中性；
⑤E微粒不带电，其质数量为1。
（1）依次写出A、B、C、D、E各微粒的符号 、 、 、 、 ；
（2）B、C、E所属元素两两组合时，可形成哪些离子化合物和共价化合物，写出它们的化学式 ；
（3）B、C、D所属三种元素共同组合时所形成的物质有多种，请写出它们的化学式
。
24、某金属若干克，其原子核外共有2mol 电子，核内共有1.024×1024 个中子，同质量该金属与足量盐酸反应有0.2mol 电子转移，生成6.02×10 22个阳离子，试回答：
（1）该金属元素符号______________，摩尔质量为_______________。
（2）原子核中有_______________个质子，_______________个中子；
25、核内中子数为Ｎ的Ｒ２＋离子，质量数为A，计算m g 它的氧化物中所含质子的物质的量
专题1第三单元 人类对原子结构的认识
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C A C B D D BD D C D
题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
答案 A A D C D B B A D A
21、略
22、10∶9；8∶9；10∶9
23、（1）26Mg、O、Na+、Cl-、1H；（2）Na2O、Na2O2、NaH、H2O、H2O2
（3）NaClO、NaClO2、NaClO3、NaClO4（任写两种）
24、（1）40Ca；40g/mol；（2）20；20
25、
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PAGE第3单元 人类对原子结构的认识
第3单元 课时1
原子结构模型的演变
一、学习目标
1. 通过原子结构模型演变的学习，了解原子结构模型演变的历史，了解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。体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。
2.了解钠、镁、氯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过程中通过得失电子使最外层达到8电子稳定结构的事实。通过氧化镁的形成了解镁与氧气反应的本质。了解化合价与最外层电子的关系。
3.知道化学科学的主要研究对象，了解化学学科发展的趋势。
二、重点、难点
重点：原子结构模型的发展演变
镁和氧气发生化学反应的本质
难点：镁和氧气发生化学的本质
三、设计思路
本课设计先让学生描绘自己的原子结构模型，继而追随科学家的脚步，通过交流讨论，逐步探讨各种原子结构模型存在的问题，并提出改进意见，让学生主动参与人类探索原子结构的基本历程，同时也可体会科学探索过程的艰难曲折。通过镁和氧气形成氧化镁的微观本质的揭示，初步认识化学家眼中的微观物质世界。
四、教学过程
[导入] 观看视频：扫描隧道显微镜下的一粒沙子。今天我们还将进入更加微观的层次，了解人类对于原子结构的认识。你认为我们可以通过什么样的方法去认识原子的内部结构呢？
直接法和间接法，直接法努力的方向是观察技术的提高和观察工具的改进，而间接法则依赖精巧的实验和大胆的假设。事实上直到今天即使借助扫描隧道显微镜也无法观察到原子的内部结构，所以在人们认识原子结构的过程中，实验和假设以及模型起了很大的作用。
一、中国古代物质观
[提出问题]我们通常接触的物体，总是可以被分割的（折断粉笔）。但是我们能不能无限地这样分割下去呢？
[介绍]《中庸》提出：“语小，天下莫能破焉”。惠施的人也说道“其小无内，谓之小一”。墨家则提出：“端，体之无序最前者也。”
在英文里，如今被译成“原子”的Atom一词，源于希腊语，它的字面上的意思是indivisible“不可分割”。第一个把Atom介绍到我国的是严复翻译的《穆勒名学》，他将其译为“莫破”。
二、西方原子鼻祖
[介绍]德谟克利特认为就像用一块块砖头砌墙一样，物质是由不可分割的原子构成。
道尔顿在《化学哲学的新体系》一书中指出：“化学的分解和化合所能做到的，充其量只是使原子彼此分离和再结合起来。正如我们不可在太阳系中放进一颗新的行星或消灭一颗现存的行星一样，我们不可能创造出或消灭一个氢原子。”这种观点换作现在更有趣的说法，在化学反应中原子既不会产生，也不会被消灭，他们只是被分开，再重新组合，你鼻尖上的某个碳原子可能正是亿万年前恐龙尾巴上的呢。书中他系统地阐述了其原子学说。
道尔顿的原子学说是建立在大量实验事实基础上的，成功地解释了化学定律。当然我们现在知道受当时的科学发展水平限制，这个理论仍有一些不完善的地方。
三、汤姆生模型
[介绍]到了19世纪末，由于电的发现，化学家们有条件去研究物质在通电条件下的性质了。他们发现将一些气体装在密封的玻璃管中，再抽气使之比较稀薄，然后通上高压电，会有一束射线从玻璃管的阴极通过气体到达阳极，人们称之为阴极射线。这种射线是什么呢？英国科学家汤姆生做了一系列实验：他发现在电场或磁场的作用下该射线会发生偏转（这就是现在我们家里电视机中的电子管的工作原理）；他通过研究电场和磁场对该射线的作用，发现这种射线带负电，并测出了其电荷与质量之比，这个比值很大；Thomson又使用了不同的电极材料、在玻璃管中充入不同的气体，发现所得射线的电荷与质量之比都一样。
[提出问题]这些电子是那儿来的呢？为什么不管什么电极材料、什么气体所得到的射线都一样呢？其电荷与质量之比很大又说明什么？
这样汤姆生提出了葡萄干面包模型，面包代表均匀分布的正电荷，电子则像葡萄干一样嵌于其中。
四、卢瑟福模型
[介绍]几乎是在汤姆生实验的同时，居里夫人以及英国科学家卢瑟福等人开始了对放射现象的研究。这其中对原子结构的认识贡献最大的是卢瑟福的α粒子散射实验。α粒子带两个单位正电荷，相对质量为4（现在我们知道它是氦原子核）。卢瑟福将一束α粒子射向一张非常薄的金箔，又将涂有硫化锌的屏幕放在其周围，α粒子撞在屏幕会产生荧光，通过观察各个方向的荧光，卢瑟福发现大多数α粒子穿过了金箔，方向几乎没有任何变化；但有一些α粒子在穿过后方向发生了偏转，还有大约0.1％的α粒子甚至以不同角度被弹向金箔的前面。
[提出问题]如果按照汤姆生的葡萄干面包模型，会这样吗？那该如何解释实验现象呢？1.为什么会被弹回来？应该是由于同种电荷间的斥力。2.为什么只有0.1%？只有少数α粒子靠近了正电荷，也就是说原子内的正电荷不可能均匀分布，它占据的空间必然很小，原子应该有一个带正电的核。3.α粒子被弹回来了，核却没有被弹出，可见金原子的原子核的质量一定很大。
卢瑟福的结论：原子内大部分是空的，所以大多数α粒子得以穿过金箔。原子所有的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域，即原子核。
卢瑟福的原子模型很像行星围绕着太阳，因此当时年仅27岁的卢瑟福就和他的行星模型一起载入了化学史。
五、波尔模型
[介绍]根据经典的电磁场理论，电子绕核运动时会不断产生电磁波，从而辐射出能量，离核越来越近，最终落在原子核上。行星模型不能稳定存在？
波尔研究了氢原子的光谱，看着这些不连续的谱线，也就是特定的能量，他受到启发，意识到这是由电子的运动产生的，电子远离或者靠近原子核时应该是跳跃式变化，也就是说，电子只能在一些特定的不连续的轨道上运动。举个例子，你从楼梯上扔硬币，它只能落在某个台阶上，而不会停留在两个台阶之间。
波尔认为在能量最低的轨道，电子运动可以看成是在“平地”上的状态，这时不会释放能量。一旦电子获得了特定的能量，它就获得了动力，向上“攀登”一个或几个台阶，到达一个新的轨道。当然，如果没有了能量的补充，它又将从那个能量较高的轨道上掉落下来，回到较低的轨道上。同时释放出相应能量，对应于其光谱线。而从第二个台阶下来，或者从第三个台阶下来放出的能量不同，也就对应着一根根不同的谱线。波尔将量子理论引入原子结构，扫清了原子稳定性的问题。
六、结构决定性质
[提出问题]研究原子结构是为了更好地理解元素的性质，解释化学反应的原理。比如说，钠能与氯气剧烈反应，生成白色的氯化钠颗粒。为什么钠能在氯气中燃烧？该如何解释该反应的原理呢？我们首先从微观的角度来看这个反应。这个反应是如何进行的呢？每个钠原子一共有多少电子？为什么每个钠原子失去一个电子？每个氯原子一共有多少电子？为什么每个氯原子得到一个电子？（核外电子分层排布）（8电子稳定结构）元素的化合价和什么有关？现在我们知道了化学反应中元素化合价的变化与电子转移有关。大家有没有注意原子得失电子后体积的变化？原子得电子变为阴离子后体积变大，原子失电子变成阳离子后体积变小。为什么参加反应的钠原子和氯原子个数比是1∶1？
那么，如何解释镁和氧气的反应呢？镁与氯气反应，生成的产物氯化镁化学式应该是怎样的？为什么是1∶2？
七、神秘的夸克
[介绍]其实，人类对于原子结构的认识仍在发展。后来，又有科学家提出电子等微观粒子就像光一样，既是一种粒子，又有波的性质，电子等微观粒子具有波粒二象性，电子在核外运动像是一团带负电的云雾。
而原子核内的质子和中子又分别由夸克构成。可夸克和电子就是基本粒子吗？它们会不会也是由其它更基本的粒子组成呢？
为进一步探求原子的内部结构，现在的科学家们又在使用着什么样的手段呢？由于我们仍然无法直接观察，那就只能通过“打靶”、“轰击”来改变对象的状态，再分析改变后的结果，以了解其更微观的结构。其实原理仍然类似于卢瑟福的α粒子轰击原子的实验，只不过卢瑟福实验用的粒子源是天然射线。而要想更深入地进行研究，就需要速度更快、能量更高和束流更强的粒子，更快、更高、更强。怎样才能获得这样的粒子呢？我们的旅程到底有没有尽头呢？(共20张PPT)
在原子序数1～18号元素范围内，按要求回答下列问题：
①最外层电子数为1的原子有_____
②最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是______
③最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是______
④最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是______
课前3分钟:
⑤次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有______
⑥内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有______
⑦电子层数与最外层电子数相等的原子有______
⑧最外层电子数是电子层数2倍的原子有_______
⑨最外层电子数是电子层数3倍的原子是______
在原子序数1～18号元素范围内，按要求回答下列问题：
第三单元 人类对原子结构的认识
1.3.2 认识原子核
一、原子的构成
原子
原子核
核外电子
质子
中子
了解粒子的电性与电量
结论: 核电荷数=质子数=核外电子数
阳离子：
质子数=
阴离子：
质子数=
原子：
核电荷数=核内质子数=核外电子数
核外电子数+电荷数
核外电子数-电荷数
思维拓展：
练习1：
1.某An+离子的质子数为a,则它的核外电子数为____
2.某B2-离子的核外电子排布与氩原子相同,则B为____元素
构成原子的微粒 电子 原子核
质子(Z) 中子(N)
质量/kg 9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27
相对质量 1/1836
1.007≈1
1.008≈1
了解粒子的质量关系:
质量数(A):将原子核内所有质子和中子的相对分子质量取整数,加起来得到的数值
质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
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
Na 12 22.990
Al 14 26.982
问题解决：P31
9
11
19
23
13
27
原子的表示:
X
A
Z
——元素符号
质量数 ——
核电荷数 ——
（核内质子数）
练习1、写出下列微粒的质子数、中子数、电子数、式量（相对质量）。
27Al3+、37Cl-、CH4
二、核素和同位素
2.同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
同位素是原子的互称。
1.核素：具有一定质子数和一定中子数的原子
氢元素： 11Ｈ 12Ｈ 13Ｈ
3.元素、核素和同位素的关系
同位素
核素1
核素2
同种元素
二、核素和同位素
X
A
Z
——元素符号
质量数 ——
核电荷数 ——
（核内质子数）
关系式2：（质量关系）
质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
X
A
Z
原子
原子核
核外电子（Z）
质子（Z）
中子（N＝A - Z）
原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数
关系式1：（电性关系）
a、b、c、d、e各代表什么？
a——代表质量数；
b——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
b
X
c+
-
-
+d
e
电子总数 质子总数 中子总数
D216O
23Na35Cl
OH—
NH4+
练一练:
1.填写下表内容
2.有X,Y,Z三种元素,X原子核内无中子,Y原子的第三个电子层上有3个电子,Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍.试判断X____,Y____,Z____. 并画出其原子结构示意图______, _____, _____.这三种元素所组成的化合物的化学式为_______.
练一练:
3.写出核外电子总数为10的微粒:
1)单核阳离子:_______________
2)单核阴离子:_______________
3)单核原子:________
4)多核阳离子:______________
5)多核阴离子:______________
6)多核分子:_______________
练一练:
练一练:
4.下列说法不正确的是（ ）
①质子数相同的粒子一定属于同种元素
②同位素的化学性质几乎完全相同
③质子数相同，电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子
④电子数相同的粒子不一定是同一种元素
⑤一种元素只能有一种质量数
A、①②④⑤ B、③④⑤
C、②③⑤ D、①⑤
练一练:
已知A+、B2+、C2-、D-离子具有相同的电子排布，则四种元素的原子序数从大到小的顺序是___________1.3.1《原子结构模型的演变》学案
【目标】
1、了解原子结构模型演变的历史，知道原子核外的电子是分层排布的；
2、了解原子核外电子排布的规律；
3、了解常见的活泼金属、活泼非金属原子在化学反应过程中得失电子的事实与本质。
【学习过程】
一、原子结构模型的演变
模型演变 道尔顿原子结构模型 汤姆生原子结构模型 卢瑟福原子结构模型 玻尔原子结构模型 量子力学原子结构模型
模型
创立年代
模型要点
小结：
研究新物质的思维方法：
二、原子核外电子的排布：
1、写出1-18号元素原子结构示意图
2、原子核外电子运动区域与电子能量的关系：
电子层数（n） 1 2 3 4 5 6 7
符号
能量大小
离核远近
3、原子核外电子排布规律：
电子依能量的不同分层排布的，其主要规律是：
1．核外电子总是尽先排布在能量较 的电子层，然后由 向 ，依次排布在能量逐步 的电子层（能量最低原理）。
2．原子核外各电子层最多容纳 个电子。
3．原子最外层电子数目不超过 个（K层为最外层时不能超过 个电子）。
4．次外层电子数目不能超过 个（K层为次外层时不能超过 个），倒数第三层电子数目不能超过 个。
三、元素的性质与元素的原子核外电子排布的关系
1．稀有气体的不活泼性：稀有气体元素的原子最外层有8个电子（氦是2个电子），处于 结构，因此化学性质 ，一般不跟其他物质发生化学反应。
2．非金属性与金属性（一般规律）：
最外层电子数 得失电子趋势 元素的性质
金属元素
非金属元素
例题精析
1．下列粒子中：①Al ② ③［］－ ④F－，其核外电子数相同的是（ ）
A．①②③ B．②③④
C．①②④ D．①③④
2．有A、B、C、D四种元素，已知A元素原子的K层和M层电子数相同；B元素原子的L层比K层电子数多5个；C元素的＋3价阳离子和氖原子具有相同的电子数；D元素的原子核外有4个电子层，K层与L层电子数之和等于M层与N层电子数之和。
写出：
（1）元素符号：A________，B________，C________，D________。
（2）A的原子结构示意图________，B的阴离子结构示意图________，C的阳离子结构示意图________，D的原子结构示意图________。
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