1、第三单元 人类对原子结构的认识,专题1 化学家眼中的物质世界,学习目标定位 1.知道原子结构模型的演变。 2.熟知原子的构成，能书写原子结构示意图，会分析元素在形成化合物时表现的化合价等性质的原因。 3.认识同位素的概念，能进行有关质量数、质子数、中子数、核外电子数的计算。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.古希腊原子学说 古希腊哲学家曾经提出，物质由不可分割的微粒(即 )构成的。 2.道尔顿原子学说 19世纪初，道尔顿认为，物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可 ，在化学反应中保持本性不变。 3.汤姆生原子结构模型 1897年，汤姆生发现原子中存在 ，并提出
2、了一个被称为“_ ”的原子结构模型。,原子,再分割,一、原子结构模型的演变,电子,葡萄干,面包式,4.卢瑟福原子结构模型 原子由 和 构成， 带正电荷，位于原子中心，_ 带负电荷，在原子核周围空间做高速运动。 5.玻尔原子结构模型 原子核外，电子在一系列稳定的 上运动，每个 都有一个确定的能量值。核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。 6.现代原子结构学说电子云模型 原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用 模型描述核外电子的运动。,原子核,核外电子,原子核,电子,轨道,轨道,量子力学,原子结构模型的演变 (1)原子结构模型的演变过程反映了科学家具有质疑、创新、求
3、实、不畏艰辛等良好的科学品质。 (2)研究探讨原子结构模型离不开正确理论的指导，科学实验和科学技术的应用。 (3)随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识还会不断深化。,例1 人类对原子结构的认识经历了漫长的历史阶段。其中最有代表性的有：道尔顿的原子结构模型、汤姆生原子结构模型、卢瑟福原子结构模型和玻尔原子结构模型等。而这些原子结构模型都是建立在一定的实验研究基础上的。下列实验事实与原子结构模型建立的关系正确的是 A.电子的发现：道尔顿的原子结构模型 B.粒子散射：卢瑟福原子结构模型 C.粒子散射：玻尔原子结构模型 D.氢原子光谱：卢瑟福原子结构模型,答案,解析,解析 道尔顿的原子结构模型是道
4、尔顿通过对大气的物理性质进行研究而提出的；卢瑟福原子结构模型是通过粒子散射实验提出的；玻尔原子结构模型是玻尔在牛顿力学的基础上吸收了量子论和光子学说的思想建立起来的。,1.对于原子核外电子分层排布的状况，通常用原子核外电子排布示意图来表示，原子核外电子排布示意图又叫做原子结构示意图。 请画出下列各原子的原子结构示意图：,二、原子核外电子排布,O ；,Ne ；,Mg ；Ar 。,2.在通常情况下，稀有气体由于原子核外电子排布达到稳定(最外层 或 个电子)结构， 与其他物质发生化学反应。 3.在化学反应过程中， 不发生变化，但原子的 可以发生变化。如金属钠原子易 电子，形成的Na具有与 原子电子层
5、相同的稳定结构；非金属硫原子易 电子，形成的S2具有与 原子电子层相同的稳定结构。,8,2,很难,原子核,最外层电子数,失去最外层的1个,得到2个,氖,氩,4.Na、Mg、Al等活泼金属单质与F2、O2、Cl2等活泼非金属单质发生反应生成的化合物中，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存在一定的关系。请探究回答下列问题： (1)金属单质Na、Mg能分别与非金属单质O2、Cl2反应生成碱性氧化物和氯化物，请写出这些氧化物和氯化物的化学式：_、_、_、_。,Na2O,MgO,NaCl,MgCl2,(2)根据Na、Mg、O、Cl原子在反应过程中失去或得到电子的数目及其最外层电
6、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。,1,1,1,2,2,2,2,7,1,1.元素性质与原子结构的关系 原子的核外电子排布：特别是原子最外层电子数决定元素的化学性质。 (1)稀有气体元素的原子，最外层电子排布为8个电子(氦为2个电子)的稳定结构，既不易得电子，又不易失电子，所以化学性质稳定。 (2)金属元素的原子，最外层电子排布一般少于4个，所以在化学反应中易失去最外层电子，形成稳定的电子层结构。非金属元素的原子，最外层电子排布一般多于4个，所以在化学反应中易得到电子，形成稳定的电子层结构。,(3)最外层电子数决定了该元素的最高正价和最低负价。金属元素的原子失去电子，表
7、现为正化合价，非金属元素的原子得到电子，表现为负化合价。 2.元素化合价与得、失电子数目的关系 (1)金属元素的原子失去电子，表现为正化合价，化合价数值失去电子的数目原子最外层电子数。 (2)非金属元素的原子得到电子，表现为负化合价。 最低负化合价的数值达到稳定结构所得电子的数目。,例2 观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答下列有关问题。,答案,解析,(1)与离子相对应的元素的符号是_，与原子相对应的离子的结构 示意图是_。,O、Mg,、,解析 在AE这五种粒子中，A是Cl，B是O2、C是Ne，D是Na，E是Mg2。Ne的特殊稳定结构决定了它不能形成离子。,(2)
8、电子层结构相同的是_(填写字母，下同)，性质最稳定的是_，最容易失去电子的是_，最容易得到电子的是_。,答案,解析,解析 电子层结构相同，即电子层数和各个电子层上的电子数目都相同，但与原子核内质子数无关。O2、Ne和Mg2都具有稳定的电子层结构，但最稳定的是Ne。,BCE,C,D,A,(3)可直接相互结合形成的化合物的化学式是_(写一个即可，下同)，可经过得失电子后再相互结合形成的化合物的化学式是_。,答案,解析,解析 阳离子与阴离子可直接相互结合形成化合物；活泼金属元素的原子与活泼非金属元素的原子经过得失电子后可相互结合形成化合物；在化合物里，Na显1价，Mg显2价、Cl显1价、O显2价。,
9、MgO,NaCl,解析 在核电荷数110的元素内，N原子的核外共有7个电子，其最外层上是5个电子，N原子得到3个电子后形成的N3与B的电子层结构相同；F原子的核外共有9个电子，其最外层上是7个电子，F原子得到1个电子后形成的F与B的电子层结构相同。,(4)在核电荷数110的元素内，列举两个与B的电子层结构相同的离子，写出离子的符号：_。,答案,解析,N3、F,知识拓展,知识拓展 (1)活泼金属元素的原子与活泼非金属元素的原子经过得失电子而形成离子再结合成离子化合物，如NaCl、MgO等；不活泼金属元素的原子与非金属元素的原子或几种非金属元素的原子通过形成共用电子对而结合成共价化合物，如AlCl
10、3、HCl等。,原子核外电子排布示意图和原子结构示意图也可以用来表示单核离子。 如K： ， ；S2： ， 。,1.构成原子的微粒有电子、质子和中子，质子和中子构成原子核。,三、原子核的组成,根据表中基本数据，讨论下列问题。 (1)原子是由带正电的 和带负电的 构成的，原子的质量主要集中在 上。原子核由带正电的 和不带电的 构成。 (2)存在的数量关系 质量关系 质量数(A)质子数(Z)中子数(N),原子核,核外电子,原子核,质子,中子,原子的质量数与其 近似相等。 质子数 ，所以原子呈电中性。 原子组成符号 X表示质量数为 、质子数为 的X原子。如 S表示质量数为 、质子数为 的硫原子。根据质
11、量数和质子数可计算出 数，所以只要告诉了符号 X，就知道了该元素原子核的组成情况。,相对原子质量,核电荷数,原子序数,核外电子数,A,Z,32,16,中子,2.填表并思考回答下列问题：,1,0,1,1,1,2,(1)H、D、T的原子结构相同点： ；不同点： 。 (2)它们虽然是不同的 ，但同属于 元素。 (3)H、D、T又是 关系。,质子数相同,中子数不同,核素,氢,同位素,3.元素、核素、同位素的比较,质子数,质子数,中子数,质子数,中子数,元素,质子数,质子数、中子数,1.构成原子或离子的微粒之间的数量关系 (1)质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。 (2)原子中：质子数核电荷数核外电子
12、数。 (3)阳离子中：质子数核电荷数核外电子数离子所带电荷数。 (4)阴离子中：质子数核电荷数核外电子数离子所带电荷数。,2.元素、核素、同位素之间的关系如下图,例3 下列关于原子结构的说法正确的是 A.所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒，且个数都 是相等的 B.质子数决定元素的种类，中子数决定核素的种类 C.原子核对电子吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引 D.原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒不可能再进一步分成 更小的微粒,答案,解析,解析 氢原子1H的原子核内没有中子，核素是由质子数和中子数共同决定的，A、B项错误； 原子核对核外电子的吸引作用就是质子对电子
13、的吸引，C项正确； 以发展的观点分析，原子中的基本构成微粒有可能再进一步分成更小的微粒，如科学家研究发现了质子和中子里面还有更小的微粒夸克，D项错误。,1,例4 填空 (1) S2中的质子数是_，中子数是_，核外电子数是_，质量数是_。 (2)微粒“AXn”核外有18个电子，则它的核电荷数为_，核内中子数为_。 (3)由1H O与2H O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_。,答案,方法点拨,16,18,18,34,18n,A(18n),2,4,2,1H和2H、16O和17O,方法点拨 元素、核素、同位素的判断 判断元素、同位素和核素时，要抓住各种微粒区别的本
14、质。即质子数相同的原子就属同种元素；质子数和中子数均相同的就是同种原子，也称为核素，同种元素的不同核素互称同位素。答题时要认真分析原子表示符号的n组数字。 X，只要Z相同，就是同种元素，Z和A均相同，是同种核素，Z相同，A不相同的互称同位素，Z不相同的无论A是否相同，均不是同种元素，更不能称为同位素。,学习小结,达标检测,1.提出原子结构模型的科学家从时间的先后顺序来看，下列排列正确的是 A.汤姆生、玻尔、卢瑟福、道尔顿 B.汤姆生、玻尔、道尔顿、卢瑟福 C.卢瑟福、道尔顿、汤姆生、玻尔 D.道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔,解析 19世纪初，道尔顿提出了原子学说；1904年汤姆生提出了一个被称为
15、“葡萄干面包式”的原子结构模型；1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型；1913年玻尔提出了新的原子结构模型。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,2.下列说法不正确的是 A.金属元素的化合价数值等于其原子失去电子的数目 B.非金属元素的化合价数值等于其原子得到电子的数目 C.镁在氧化物中的化合价数值等于镁原子最外层电子数目 D.氯化镁中，氯的化合价数值等于氯原子最外层电子数目,1,2,3,4,5,答案,6,3.YBa2Cu8Ox(Y为元素钇)是磁悬浮列车中的重要超导材料，下列关于 Y的说法中不正确的是 A.质量数是89 B.中子数与质子数之差为50 C.核外电子数是39 D. Y和 Y是两
16、种不同的核素,解析 对于原子 Y，其质子数为39，质量数为89，中子数为893950，中子数与质子数之差为503911，核外电子数为39。 Y和 Y的质子数相同而中子数不同，是两种不同的核素，互为同位素。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,4.下列说法正确的是 A.某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子 B.最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子 C.F、Na、Mg2、Al3是与Ne原子具有相同电子层结构的离子 D.某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素,1,2,3,4,5,答案,解析,6,解析 电子排布为2、8、8结构的微粒还可能为S2、Cl等，
17、A项错误； O2、F、Cl、Li、Na、Mg2等微粒最外层电子数均达到了稳定结构，B项错误； F、Na、Mg2、Al3核外电子排布均为2、8结构，与Ne原子的电子层结构相同，C项正确； He原子的最外层只有2个电子，但He元素是稀有气体元素，D项错误。,1,2,3,4,5,6,5.某元素的阳离子Rn，核外共有x个电子，原子的质量数为A，则该元素原子里的中子数为 A.Axn B.Axn C.Axn D.Axn,解析 质量数质子数中子数，因此要求中子数必须先要知道质量数和质子数。本题阳离子Rn中质子数等于阳离子的核外电子数加上阳离子所带的正电荷数，所以，该原子的中子数为A(xn)Axn。,1,2,3,4,5,答案,解析,6,(1)表示核素的符号共_种。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,6,(2)互为同位素的是_和_。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是_和_。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,(4)中子数相等，但质子数不相等的是_和_。,答案,解析,1,2,3,4,5,6,
