第一章《打開原子世界的大門.ppt

1、高中 一年級 第一學期 化學,化學變化中的最小微粒是什么?,1.打開原子世界的大門,1.1 從葡萄干面包原子模型到原子結構的行星模型,化學簡史,公元前5世紀的古希臘哲學家留基伯在致力于思考分割物質問題后得出一個結論:分割過程不能永遠繼續(xù)下去，物質的碎片遲早會達到不可能分。他的學生德謨克里特接受了這種物質碎片會小到不可再分的觀念,并稱這種物質的最小組成單位為“原子” 。,從古代希臘哲學家留基伯和德謨克利特的樸素原子說到現(xiàn)代量子力學模型，人類思想中的原子結構模型經過多次演變，給我們多方面的啟迪。,古典原子論,公元前460-370年 德謨克利特(希臘) 物質只能分割到原子為止,公元前5世紀 留基伯(

2、希臘) 宇宙是由不可分割的粒子組成的，這些粒子叫做原子.,古典原子論,戰(zhàn)國 墨子(中國) 物質被分割是有條件的,戰(zhàn)國 惠施(中國) 物質無限可分,1803年，英國科學家道爾頓提出近代原子學說，他認為原子是微小的不可分割的實心球體。,道爾頓的原子模型,湯姆遜原子模型（1904年）:原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子,中和了正電荷，從而形成中性原子。,葡萄干面包模型,近代原子論,1895年 倫琴(德國) 發(fā)現(xiàn)了倫琴射線,近代原子論,1896年 貝克勒爾(法國) 發(fā)現(xiàn)了鈾鹽的放射性,盧瑟福原子模型（1911年）：在原子的中心有一個帶正電的核，它的質量幾乎等于原子的全部質量，電子在它

3、周圍沿著不同的軌道運轉，就像行星環(huán)繞太陽一樣運轉。,行星模型,盧瑟福提出的行星模型是以經典電磁學為理論基礎，主要內容有： 原子的大部分體積是空的； 在原子的中心有一個體積很小、密度極大的原子核； 原子的全部正電荷在原子核內，且?guī)缀跞抠|量均集中在原子核內部。帶負電的電子在核空間進行高速的繞核運動。,玻爾原子模型（1913年）:原子結構中的量子化軌道理論，電子在固定的軌道上分層運動。,玻爾的原子模型,薛定諤電子云模型：現(xiàn)代物質結構學說,現(xiàn)代量子力學模型,著名的薛定諤方程式：,今日的原子結構：電子云模型,原子核=質子+中子,電子軌域,電子,原子的大部分空間是空的,電子云,電子云,道爾頓模型 Dal

4、ton model (1803) 堅實不可分 的實心球,湯姆遜模型 Thomson model (1904) 平均分布著正電荷的粒子嵌著同數(shù)目的電子,拉塞福模型 Lutherful model (1911) 帶正電荷的核 位于中心，質量主要集中在核上，電子沿不同軌道運轉,玻爾模型 Bohr model (1913) 電子在一定軌道上繞核做高速圓周運動,電子云模型 Electron cloud model (1935) 現(xiàn)代物質結構學說,近代原子模型發(fā)展歷史,原子是化學變化中的最小微粒。同種原子的性質和質量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何構成的呢?,原子的構成,原子核(質子和中子),核外

5、 電子,原子中各微粒之間的數(shù)量關系、電性關系和質量關系,核外電子的運動特點,核外電子的排布規(guī)律(原子結構示意圖),核素和同位素,核外電子排布與元素性質（原子得失電子能力和化合價）間的關系,知識框圖,1.2 原子結構和相對原子質量,1. 原子的構成、原子核的構成是怎樣的?,一、原子結構,資料1、原子核半徑小于原子半徑的萬分之一， 體積占原子體積的幾千萬億分之一。（如同大型體育場與螞蚊）,構成原子的粒子及其性質,資料2、原子的質量集中在原子核： 原子核密度很大，假如在1 cm3的容器里裝滿原子核，則它的質量就相當于1.2108 t，形象地可以比喻為需要3000萬輛載重4 t的卡車來運載。,1.相對

6、原子質量的概念是什么？,計算并填寫上表中的相對質量,2.一個質子的相對質量如何計算？,提示：對原子核內有6個質子和6個中子的一個C原子質量的1/12（1.661 X10-27 kg）相比較所得的數(shù)值。,相對原子質量=,思考,構成原子的粒子及其性質,1/1836 1.007 1.008,質量數(shù),將原子核內所有的質子和中子的相對質量 取近似整數(shù)值加起來，所得的數(shù)值，叫質量數(shù)。,質量數(shù)(A)= 質子數(shù)(Z)+ 中子數(shù)(N),幾種原子的構成,從表中可以看出什么？,1.不同種類的原子，質子數(shù)、電子數(shù)不同,2.質子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù),3.不是所有的原子都有中子的,表示原子組成的一種方法,a代表質量數(shù)

7、； b代表質子數(shù)既核電荷數(shù)； c代表離子的所帶電荷數(shù)； d代表化合價 e代表原子個數(shù),a b c d e各代表什么,請看下列表示,質量數(shù),質子數(shù),微粒,H,S2-,Na+,1,1,填表,中子數(shù),電子數(shù),23,12,32,35,45,18,0,1,10,16,16,80,11,35,Br,80,35,練習,1、當質子數(shù)(核電荷數(shù))核外電子數(shù)，該離子是( )離子，帶( )電荷。 2、當質子數(shù)(核電荷數(shù))（ ）核外電子數(shù)，該離子是陰離子，帶( )電荷。,陽,正,負,離子：原子或原子團得、失電子后形成的帶電微粒稱為離子，離子也是構成物質的一種微粒。,帶正電荷的離子稱為陽離子： 如：H+ Na+ Mg2

8、+ Al3+ Ca2+ Ba2+ Cu2+ Fe3+ Fe2+ NH4+ 等等 帶負電荷的離子稱為陰離子： 如：Cl- Br- I- S2- OH- SO42- CO32- HCO3- 等等,16,18,X-n,y-m,11,10,9,10,填表,中子(Az)個決定同種元素不同種原子,核電荷數(shù)(Z)=原子序數(shù)=質子數(shù)=核外電子數(shù),原子核,核外電子z個決定元素的化學性質,質子 z個決定元素種類,質量數(shù)(A)=質子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N),練習,1. 據(jù)最新報道，放射性元素鈥 67Ho可有效地治療肝癌。該元素原子核內的中子數(shù)與核外電子數(shù)之差（ ） A. 32 B. 67 C.99 D.166,2據(jù)報

9、道，1994年12月科學家發(fā)現(xiàn)了一種新元素，它的原子核內有161個中子，質量數(shù)為272，該元素的原子序數(shù)為（ ） A. 111 B. 161 C. 272 D. 433,A,A,166,3、填寫下表 微粒 質量數(shù) 質子數(shù) 中子數(shù) 電子數(shù) 27Al 32S2- 23Na+ X- 17 18,27,13,14,13,32,16,16,18,23,11,12,10,35,18,二、同位素,兩同(同質子數(shù)、同一元素)兩不同(中子數(shù)不同、原子不同)，如12C、l3C、14C等。,特點： (1)同位素的化學性質幾乎完全相同，物理性質略有差異,(2)在天然存在的某種元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各種同位素

10、的原子個數(shù)百分比(豐度)一般為定值。, 同種元素的不同的同位素原子也可組成不同的單質或化合物的分子。,定義：把核內質子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同種元素的不同原子互稱為同位素。,同位素、元素、同素異形體的比較：,具有相同核電荷數(shù)的 同一類原子的總稱,廣義的原子 原 子 單 質,質子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同一元素的原子,由同種元素組成的結構和性質不同的單質,區(qū)別與聯(lián)系 1、聯(lián)系：同位素屬于同一元素的原子； 同素異形體由同一元素的原子構成。 2、區(qū)別：同位素有1800余種，元素只有112種。,11H、21H、31H,金剛石與石墨 氧氣與臭氧,下列符號代表幾種元素？幾種原子？,三、相對原子質量 (1)原子質

11、量：指原子的真實質量，也稱絕對質量，是通過精密的實驗測得的。如一個8O原子的質量為2.657X10-26kg，一個6C原子的質量為1.99310-26kg等。 (2)相對原子質量，以12C原子質量的1/12(約為1.66110-27 kg作為標準，其他原子的質量跟它比較所得的值。,16,12,(3)質量數(shù)：如果忽略原子中電子的質量，將原子核內所有的質子和中子的相對質量取近似整數(shù)值為1，則它們加起來的數(shù)叫質量數(shù)(為正整數(shù)值)。A=Z+N (4)同位素相對原子質量，各同位素原子的質量與6C原子的質量的1/12的比值。 一種元素有幾種同位素，就應當有幾種同位素原子量，如17C1為34.969，17C

12、l為36.966等。,12,35,37,(5) 元素的相對原子質量：指該元素各種天然同位數(shù)原子所占的原子個數(shù)百分比與各同位素原子量乘積的加和，即：,(6)元素的近似相對原子質量：指該元素各種天然同位素原子所占的原子個數(shù)百分比與各同位素質量數(shù)乘積的加和，即：,Ar同位素質量數(shù)原子個數(shù)百分比 A1a%+A2b%+A3c%+,Ar=同位素原子量原子個數(shù)百分比 =Aa%十B b%十C c%十,練習：相對原子質量和近似相對原子質量的計算方法：,已知氯元素有兩種同位素原子17Cl和17Cl，其中17Cl的相對原子質量是34.969,在自然界中的百分比是75.77%, 17Cl的相對原子質量是36.966，

13、在自然界中的百分比是24.23%，分別計算Cl元素的相對原子質量和近似相對原子質量。,解：Cl元素的相對原子質量: 34.96975.77% + 36.966 24.23%=35.453,Cl元素的近似相對原子質量: 35 75.77% + 37 24.23%=35.4846,35,35,37,37,1.法國里昂的科學家最近發(fā)現(xiàn)一種只由四個中子構成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，也有人稱之為“零號元素”。下列有關“四中子”粒子的說法不正確的是（ ） A該粒子不顯電性 B該粒子質量數(shù)為4 C與氫元素的質子數(shù)相同 D該粒子質量比氫原子大,練習,C,2.已知A2、B、C、D2、E3五種簡單離子的核外

14、電子數(shù)相等，與它們對應的原子的核電荷數(shù)由大到小的順序是 。,練習,E、D、C、B、A,3.現(xiàn)有bXn和aYm兩種離子，它們的電子數(shù)相同，則 a 與下列式子有相等關系的是（ ） （A）bmn （B） bmn （C）bmn （D） bmn,B,1.3 揭開原子核外電子運動的面紗,核外電子分層排布,電子按能量高低在核外分層排布。,核外電子的排布規(guī)律,1. 電子總是盡先排布在能量最低的電子層里。 2. 每個電子層最多只能排布2n2個電子。 3. K層為最外層時，最多只能容納2個電子。 4. 其它各層為最外層時，最多只能容納8個電子。 5. 次外層最多不超過18個電子。,稀有氣體元素原子電子層排布,一、

15、原子結構示意圖,120號元素的原子結構示意圖,H,He,Li,Be,B,C,N,O,F,Ne,Na,Mg,Al,Si,P,S,Cl,Ar,K,Ca,二、電子式,用小黑點(或)來表示元素原子的最外層上的電子的圖式稱為電子式.,1-20號元素原子的電子式,H+,Li+,Na+,K+,Mg2+,Al3+,部分離子的電子式,本章復習提要,1.科學家及其化學史，盧瑟福的行星模型,2.原子的結構，表示原子組成的符號,3.幾個公式,4.離子的概念,5.同位素的概念,6.相對原子質量的 概念,7.原子或離子的結構示意圖和電子式, 已知硫原子質量數(shù)為32，求中子數(shù) 某氯原子的中子數(shù)為20，求質量數(shù) 某原子的質量

16、數(shù)為18，核外有8個電子，求中子數(shù) 某二價陽離子含有10個電子，12個中子，求質量數(shù) 某一價非金屬陰離子含有10個電子，10個中子，求質量數(shù) 元素R的一個原子質量數(shù)為a，其陰離子Rn-有b個電子，求中子數(shù)。,例題1,16,37,10,24,19,a b + n, 若陰離子XO3- 含有42個電子，質量數(shù)為83，氧原子的中子數(shù)等于質子數(shù)，則X元素原子核內中子數(shù)為（ ） A. 18 B. 13 C. 15 D. 7,A,例題2,B, 某微粒用 表示，下列關于該微粒的敘述中正確的是 A 所含質子數(shù)An B 所含中子數(shù)AZ C 所含電子數(shù)Zn D 質子數(shù)ZA, 某元素R的二價陰離子核外共有a個電子，核

17、內有b個中子，則R原子的符號應表示為：, 核內中子數(shù)為N的R2+ 離子，質量數(shù)為A，則它的ng氧化物中所含電子的物質的量為：,例題3,按下列要求寫出粒子的符號、名稱和原子結構示意圖。 核電荷數(shù)為3，核外電子數(shù)為2 ； 核電荷數(shù)為8，最外層電子數(shù)為8 。 核內有1個質子的陰離子 ； 核外有18個電子的R2- 。 原子核外L層電子數(shù)是K層電子數(shù)4倍的粒子 是 ； 原子核外L層電子數(shù)是M層電子數(shù)4倍的粒子 是 。,例題4,Li+,O2-,H-,S2-,Ne、F-、O2-、,Mg,Na+、Mg2+、Al3+,例題5,某化合物由X、Y兩種元素組成，已知X、Y兩元素的質量比為74，相對原子質量比為78，則化合物可能是 。,X2Y,例題6,已知X、Y是核電荷數(shù)在18以內的原子， X的最外層有n個電子，次外層有n+2個電子；Y的最外層有m-5個電子，次外層有m個電子。試推斷X、Y各為什么元素？并繪出原子結構示意圖。,（硫、鋁）,例題7,有xA、yB、mC、nD四種元素，已知x+y+m+n=47，C2-和D+離子的電子層結構都與氬原子相同，又知x=n-m。試推斷x、y、m、n的數(shù)值，并確定A、B、C、D四種元素的名稱。,x=3