《原子结构》课件.ppt

原子是化学变化中的最原子是化学变化中的最小微粒。同种原子的性质和小微粒。同种原子的性质和质量都相同。那么原子能不质量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何构成能再分？原子又是如何构成的？的？hephep!近代科学原子论（近代科学原子论（18031803年）年）一切物质都是由最小的一切物质都是由最小的不能再分的粒子不能再分的粒子原原子构成。子构成。原子模型：原子是坚实原子模型：原子是坚实的、不可再分的实心球。的、不可再分的实心球。英国化学家道尔顿英国化学家道尔顿（J.DaltonJ.Dalton,17661844)17661844)道尔顿原子模型1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，年，英国科学家汤姆生发现了电子，提出原子结构的提出原子结构的“葡萄干布丁葡萄干布丁”模型。模型。英国物理学家汤姆生英国物理学家汤姆生（J.J.ThomsonJ.J.Thomson,18561940,18561940）汤姆生原子模型粒子散射实验（粒子散射实验（19091909年）年）原子有核原子有核卢瑟福和他的助手做了卢瑟福和他的助手做了著名著名粒子散射实验粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在根据实验，卢瑟福在19111911年提出原子有核模年提出原子有核模型。型。卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型（又称（又称行星原子模型）：原子行星原子模型）：原子是由居于原子中心的带是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带正电的原子核和核外带负电的电子构成。原子负电的电子构成。原子核的质量几乎等于原子核的质量几乎等于原子的全部质量，电子在原的全部质量，电子在原子核外空间绕核做高速子核外空间绕核做高速运动。电子在它周围沿运动。电子在它周围沿着不同的轨道运转，就着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳一样运像行星环绕太阳一样运转。转。（空心球）（空心球）英国科学家卢瑟福英国科学家卢瑟福 （E.Rutherford,18711937)E.Rutherford,18711937)卢瑟福原子模型卢瑟福所作卢瑟福所作粒子散射实验为什么是：粒子散射实验为什么是：绝大多数绝大多数粒子直线通过粒子直线通过;少数少数粒子转向粒子转向;个别个别粒子反弹粒子反弹;这一现象说明什么问题？这一现象说明什么问题？粒子散射实验粒子散射实验 表明：表明：原原子子中中正正电电荷荷占占的的空空间间很很小小，因因而而粒粒子子通通过过金金箔箔时时，只只有有极极少少部部分分遇遇到到这这种种质质量量较较大大带带正正电电荷荷的的质质点点的的排排斥斥而而折折回回，这这个个带带正正电电荷荷的质点位于原子的的质点位于原子的中心中心，就是，就是原子核原子核；而而大大部部分分粒粒子子是是直直线线通通过过的的，说说明明电电子子在在原原子子核核外外“较较大大”的的空空间间内内运运动动。由由于于电电子子很很轻轻，容容易易被被较较重重的的粒粒子子推推开开，不不会会妨妨碍碍粒粒子的通行。子的通行。这这个个实实验验推推翻翻了了原原子子是是一一个个“实实心心球球”的的假假设设，为，为现代原子结构现代原子结构理论奠定了基础。理论奠定了基础。卢瑟福原子模型资料1、1 1、原子核半径小于原子半径的万分之一，、原子核半径小于原子半径的万分之一，体积占原子体积的几千万亿分之一。体积占原子体积的几千万亿分之一。（如同（如同大型体育场与蚂蚊大型体育场与蚂蚊）1.原子的构成、原子核的构成是怎样的原子的构成、原子核的构成是怎样的?质子质子(+)中子中子原子核原子核原子原子核外电子核外电子(-)(+)二二.原子结构原子结构2.质子、中子、电子的电性和电量怎样？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个质子带一个单位正电荷1个电子带一个单位负电荷个电子带一个单位负电荷中子不带电中子不带电 表5-1 构成原子的粒子及其性质构成原子的粒子及其性质构成原子的构成原子的粒子粒子 电子电子原子核原子核质子质子中子中子电性和电量电性和电量1个电子带一个单个电子带一个单位负电荷位负电荷1个质子带一个个质子带一个单位正电荷单位正电荷不显电性不显电性 质量质量/kg9.109X10-31 1.673X10-27 1.675X10-27相对质量相对质量 1/1836 1.007 1.008 忽略忽略11原子种类原子种类质子数质子数中子数中子数核外电子数核外电子数氢氢101碳碳666氧氧888钠钠111211氯氯171817表表4-2几种原子的构成几种原子的构成从表中可以看出什么？从表中可以看出什么？1.1.不同种类的原子，质子数、电子数不同不同种类的原子，质子数、电子数不同3.3.不是所有原子都有中子不是所有原子都有中子2.2.质子数质子数=核外电子数核外电子数=核电荷数核电荷数=原子序数原子序数质量数质量数原子核中质子数和中子数之和叫质量数。原子核中质子数和中子数之和叫质量数。质量数质量数（A）=质子数质子数（Z）+中子数中子数（N）那么，离子质子数与核外电子数之间的关系？那么，离子质子数与核外电子数之间的关系？阳离子：阳离子：阴离子：阴离子：质子数质子数 核外电子数核外电子数质子数质子数 核外电子数核外电子数XAZ元素符号元素符号质量数质量数 核电荷数核电荷数 （核内质子数）（核内质子数）表示原子组成的一种方法表示原子组成的一种方法 Na2311例如例如思考：思考：168O2-各数字所表示各数字所表示 的含义？的含义？请看下列表示请看下列表示ab+dXc+ea b c d e各代表什各代表什么么a代表质量数；代表质量数；b代表质子数既核代表质子数既核 电荷数；电荷数；c代表离子的所带电代表离子的所带电荷数；荷数；d代表化合价代表化合价e代表原子个数代表原子个数【例例1 1】（20102010郑州高一检测）已知郑州高一检测）已知R R2+2+离子核离子核外有外有a a个电子，它含有个电子，它含有b b个中子。表示个中子。表示R R原子符号正原子符号正确的是确的是A.A.b ba aR R B.B.a+b-2a+b-2a-2a-2R C.R C.a+b+2a+b+2a+2a+2R D.R D.a+ba+ba-2a-2R R【规范解答规范解答】选选C C。R R2+2+的电子数为的电子数为a,a,其质子数为其质子数为a+2,a+2,质量数质量数=质子数质子数+中子数中子数=a+2+b=a+2+b。质量数质量数质子数质子数微粒微粒H S2-Na+11填表填表中子数中子数电子数电子数23123235451801101616801135Br8035粒子符号粒子符号 质子数质子数电子数电子数 S2-AXn+x AYm-y NH4+OH-1618X-nY-m1110910填表填表核素核素(1)(1)元素元素:具有相同具有相同具有相同具有相同质子数质子数质子数质子数(核电荷数核电荷数核电荷数核电荷数)的同一类原子的总称的同一类原子的总称的同一类原子的总称的同一类原子的总称8 O168O178O18(2)(2)核素核素:具有具有具有具有一定数目一定数目一定数目一定数目质子质子质子质子和和和和一定数目一定数目一定数目一定数目中子中子中子中子的一种的一种的一种的一种原子原子原子原子氢氢元素三种核素元素三种核素:氕氕 氘氘 氚氚1HHH11123(3)(3)同位素同位素:质子数质子数相同而相同而中子数中子数不同的同一元素的不同的同一元素的不同不同核素核素互互称为同位素称为同位素三者关系三者关系:核素核素核素核素 元素元素(同位素同位素)同位素、元素、同素异形体的比较：同位素、元素、同素异形体的比较：元素元素 同位素同位素 同素异形体同素异形体定定义义对对象象 广义的原子广义的原子 原子原子 单质单质定定义义具有相同核电荷数具有相同核电荷数的同的同一一类类原子的总原子的总称称质质子数相同，中子数相同，中子数不同的同一子数不同的同一元素的元素的不同不同原子原子由同种元素由同种元素组组成成的的结结构和性构和性质质不不同的同的单质单质实实例例 H C11H、21H、31H金金刚刚石与石墨石与石墨氧气与臭氧氧气与臭氧 区别与联系：区别与联系：1、联系：同位素属于同一元素的原子；联系：同位素属于同一元素的原子；同素异形体由同一元素的原子构成。同素异形体由同一元素的原子构成。2、区别：同位素有、区别：同位素有1800余种，元素只有余种，元素只有100多种。多种。【例例2 2】1 11 1H H、2 21 1H H、3 31 1H H、H H+、H H2 2是是A.A.氢元素的五种不同粒子氢元素的五种不同粒子B.B.五种氢元素五种氢元素C.C.氢的五种同素异形体氢的五种同素异形体D.D.氢的五种同位素氢的五种同位素【自主解答自主解答】选选A A。1 11 1H H、2 21 1H H、3 31 1H H是氢元素的三种不同原是氢元素的三种不同原子，它们互为同位素；子，它们互为同位素；H H+是一种离子，是一种离子，H H2 2是一种分子，是一种分子，这这5 5种粒子都属同一种元素种粒子都属同一种元素氢元素，同素异形体是氢元素，同素异形体是指同一元素的不同单质，而同位素是指同一元素的不同指同一元素的不同单质，而同位素是指同一元素的不同核素（原子）。核素（原子）。原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子电荷电荷+10-1 （带正电）（带正电）（带负电）（带负电）不显不显电性电性本节小结本节小结几个关系式1.质量数（质量数（A）质子数（）质子数（Z）中子数（）中子数（N）2.原子原子 ：核电荷数质子数核外电子数：核电荷数质子数核外电子数3.阳离子阳离子 ：核电荷数质子数核电荷数质子数核外电子数，核外电子数，核外电子数核外电子数am4.阴离子阴离子 ：核电荷数质子数核电荷数质子数核外电子数，核外电子数，核外电子数核外电子数bn1.YBa1.YBa2 2CuCu3 3O Ox x（Y Y为钇元素）是磁悬浮列车中的重要超导为钇元素）是磁悬浮列车中的重要超导材料，关于材料，关于89893939Y Y的说法不正确的是（的说法不正确的是（）A.A.属于金属元素属于金属元素B.B.质子数与中子数之差为质子数与中子数之差为5050C.C.原子的核外电子数是原子的核外电子数是3939D.D.89893939Y Y和和90903939Y Y是两种不同的核素是两种不同的核素【解析解析】选选B B。89893939Y Y中质子数为中质子数为3939，中子数，中子数为为5050，中子数与质子数之差为，中子数与质子数之差为1111。2.2.（20102010黄冈高一检测）中子数比质子数多黄冈高一检测）中子数比质子数多1 1个的原个的原子子A A，其阳离子，其阳离子A An+n+核外有核外有x x个电子，则个电子，则A A的质量数为的质量数为 （）A.2A.2（x+nx+n)B.2)B.2（x-n)+1x-n)+1C.2C.2（x+n)+1 D.n+2x+n)+1 D.n+2【解析解析】选选C C。A An+n+的质子数为的质子数为x+nx+n，中子数为，中子数为x+n+1x+n+1，质，质量数为量数为2 2（x+n)+1x+n)+1。3.3.（20102010梅州高一检测）下列各组粒子中属于同位素梅州高一检测）下列各组粒子中属于同位素的是（的是（）A.A.1616O O和和1818O B.HO B.H2 2O O和和D D2 2O OC.HC.H2 2和和D D2 2 D.D.2424MgMg和和2424NaNa【解析解析】选选A A。质子数相同而中子数不同的原子互称同。质子数相同而中子数不同的原子互称同位素，位素，1616O O和和1818O O的质子数相同，中子数分别为的质子数相同，中子数分别为8 8和和1010；H H2 2O O和和D D2 2O O都是化合物；都是化合物；H H2 2和和D D2 2都是氢元素的单质；都是氢元素的单质；2424MgMg和和2424NaNa的质子数不同。的质子数不同。5.5.用用A.A.质子数、质子数、B.B.中子数、中子数、C.C.核外电子数、核外电子数、D.D.最外层电最外层电子数，填写下列各空格（填代号）。子数，填写下列各空格（填代号）。（1 1）原子种类由）原子种类由_决定；决定；（2 2）元素种类由）元素种类由_决定；决定；（3 3）元素的同位素由）元素的同位素由_决定；决定；（4 4）核素的相对原子质量由）核素的相对原子质量由_决定；决定；（5 5）元素的化学性质由）元素的化学性质由_决定。决定。【解析解析】（1 1）质子数、中子数完全相同的原子才是同种原子，）质子数、中子数完全相同的原子才是同种原子，否则为不同种原子。否则为不同种原子。（2 2）质子数相同的原子是同种元素，否则不是同种元素。）质子数相同的原子是同种元素，否则不是同种元素。（3 3）只有质子数相同、中子数不同的原子才互为同位素，否）只有质子数相同、中子数不同的原子才互为同位素，否则不是同位素。则不是同位素。（4 4）核素的质子数、中子数越多，相对原子质量越大，电子）核素的质子数、中子数越多，相对原子质量越大，电子的影响很小，可忽略不计。的影响很小，可忽略不计。（5 5）最外层电子数的多少决定元素的原子得失电子的数目。）最外层电子数的多少决定元素的原子得失电子的数目。答案：答案：（1 1）A A、B B （2 2）A A （3 3）A A、B B （4 4）A A、B B （5 5）D D6.6.（20102010宁德高一检测）宁德高一检测）N N3 3-称为叠氮离子，称为叠氮离子，1 1个个N N3 3-中中共含有共含有_个电子，与个电子，与N N3 3-有相同电子数和原子数的分有相同电子数和原子数的分子有（写出子有（写出2 2种）种）_。【解析解析】1 1个个N N原子中共含有原子中共含有7 7个电子，所以个电子，所以1 1个个N N3 3-中共含中共含有有21+1=2221+1=22个电子，与个电子，与N N3 3-有相同电子数和原子数的分子有相同电子数和原子数的分子有有COCO2 2、N N2 2O O等。等。答案：答案：22 CO22 CO2 2、N N2 2O O1.1.法国里昂的科学家最近发现一种只由四个中子法国里昂的科学家最近发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为构成的粒子，这种粒子称为“四中子四中子”，也有人，也有人称之为称之为“零号元素零号元素”。下列有关。下列有关“四中子四中子”粒子粒子的说法不正确的是的说法不正确的是（）A A该粒子不显电性该粒子不显电性 B B该粒子质量数为该粒子质量数为4 4C C与氢元素的质子数相同与氢元素的质子数相同 D D该粒子质量比氢原子大该粒子质量比氢原子大 练习练习C 2.已知已知A2、B、C、D2、E3五种简单离子五种简单离子的核外电子数相等，与它们对应的原子的核电荷的核外电子数相等，与它们对应的原子的核电荷数由大到小的顺序是数由大到小的顺序是 。练习E、D、C、B、A3.现有现有bXn和和aYm两种离子，它们的电子数相同，两种离子，它们的电子数相同，则则 a 与下列式子有相等关系的是（与下列式子有相等关系的是（）（A）bmn （B）bmn（C）bmn （D）bmnB4.4.在在19111911年前后，新西兰出生的物理学家卢瑟福年前后，新西兰出生的物理学家卢瑟福把一束变速运动的把一束变速运动的粒子粒子(质量数为质量数为4 4的带的带2 2个正电个正电荷的质子粒荷的质子粒)射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是过去一直认为原子是“实心球实心球”，而这种，而这种“实心实心球球”紧密排列而成的金箔，竟为大多数紧密排列而成的金箔，竟为大多数粒子畅粒子畅通无阻的通过，就像金箔不在那儿似的，但也有通无阻的通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少数的。粒子发生偏转，或被笔直地弹回。根极少数的。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据以上实验现象能得出关于金箔中AuAu原子结构的原子结构的一些结论，试写出其中的三点一些结论，试写出其中的三点_原子中存在原子核，它占原子中极小的体积原子中存在原子核，它占原子中极小的体积 原子核带正电，且电荷数远远大于原子核带正电，且电荷数远远大于粒子粒子 金的原子核质量远远大于金的原子核质量远远大于粒子粒子 练习