原子结构模型的建立和修正.ppt

原子结构模型的建立和修正 化学家已经发现和创造35000多万种化学物质， 其中两千多万种化学物质大多数由原子构成,而人类 对原子的认识和探索已经历了2500多年直到20世 纪80年代，科学家才用扫描隧道显微镜观察到物体 表面的原子可你有没有思考过下列问题？ （1）人类对原子结构的认识经历了哪几个阶段？ （2）道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔的原子结构 模型有哪些错误或不足？ （3）我们从原子结构的认识历程中受到哪些启迪？ 阅读思考P27-28 阅读教材，完成下列问题： 1、原子结构模型演变历史 （1）公元前5世纪，古希腊哲学家提出物质是由原子构成的。 （2）19世纪初，英国科学家 _提出原子学说， 认为_ （3）19世纪末,科学家_发现原子中存在电子， 并于1904年提出了_ 的原子结构模型。 （4）1911年，英国物理学家卢瑟福提出_的原子结构 模型。 （5）1913年，丹麦物理学家_提出了原子轨道模型。 （6）1926年，科学家又提出了原子结构的_模型。 现在人们可以近似认为，多电子原子中，核外电子是 分层排布的。 道尔顿 物质由原子构成，原子不能被创造，也不能被毁灭 在化学变化中不可再分割 汤姆生 葡萄干面包式 带核 玻尔 量子力学 小结 原子核外电子的分层排布 +2 He +18 Ar 1、原子核外电子的分层排布 +10 Ne 该电子层 上的电子 核电荷数 电子层 原子核 +1 H +8 O +12 Mg 核外电子分层排布 电子按能量高低在核外分层排布。 1234567 KLMNOPQ 由内到外，能量逐渐渐升高 MLNK C碳6 N氮7 O氧8 F氟9 Ne氖10 B硼5 Be铍4 Li锂3 He氦2 H氢1 各电子层的电子数 元素符号元素名称核电荷数 核电荷数为120的元素原子核外电子层排布 1 2 21 2 2 2 2 2 2 2 2 3 4 5 6 7 8 MLNK S硫16 Cl氯17 Ar氩18 K钾19 Ca钙20 P磷15 Si硅14 Al铝13 Mg镁12 Na钠11 各电子层的电子数 元素符号元素名称核电荷数 核电荷数为120的元素原子核外电子层排布 2 2 2 2 2 2 2 2 2 28 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 8 7 6 5 4 3 2 1 2 1 核外电子排布的一般规律： 1、K层为最外层时，最多容纳电子数-。 2、其他各层为最外层最多容纳电子数-。 3、次外层最多容纳电子数-。 4、倒数第三层最多容纳电子数-。 5、第n层最多容纳电子数-。 2个 8个 18个 32个 2n2个 注意：多条规律必须同时兼顾。 3、原子核外电子排布规律 能量最低原理:先排K层，排满K层后再排L层. 每个电子层最多只能容纳2n2个电子。 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 注意：多条规律必须同时兼顾。 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 285 原子结构示意图 原子核 原子核带正电 核电荷数 注意：任何原子都有趋于8电子（或2电子 ）稳定结构的倾向，因此活泼的原子会发 生电子得失 失一个电子 钠原子 钠离子 Na e Na+ Na Na+ 钠离子的形成 + Na Cl e Na+ Cl- +11 +17 电子转移 +11 +17 原子结构简图 +17 +11 不稳定 +12 Mg +8 O +12 +8 Mg2+ O2- 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。 第三单元 人类对原子结构的认识 认识原子核 1.原子是构成物质的一种微粒，原子 是否可以再分？如果原子可以再分， 它是有哪些更小的微粒构成的呢？ 2.相对原子的质量定义为“某原子的 质量与12C原子质量的1/12的比。 12C原子指的是什么原子？ 你知道吗？ 原子 原子核 核外电子 质子 中子 一 .原子的构成 1.原子的结构 粒子种类类质质量/kg 电电性 电电量/c 质质子1.673x10-27正电电 1.602x10-19 中子1.675x10-27- 0 电电子9.109x10-31负电负电1.602x10-19 请同学们根据上表比较这三种粒子的质量大小 和带电荷情况？得到什么样的结论? 三种粒子的质量都很小 质子和中子的质量基本相等，电子的质量最小 质子带正电荷，中子不带电，电子带负电 质子和电子带电量相等，电性相反 构成原子的 微粒 电电子原子核 质质子中子 电电性和电电量 1个电电子带带一个 单单位负电负电 荷 1个质质子带带一个 单单位正电电荷 中子不显电显电 性 质质量/kg9.10910-311.67310-271.67510-31 相对质对质 量1/1836 P31表1-7 已知一个质子的质量为1.67310-27Kg，一个中子的质量 为1.67510-27Kg，一个电子的质量为9.109 10-31Kg,一 个12C原子的质量的1/12为1.66110-27Kg，求质子、中子 、电子的相对质量。 1.00711.0081 【思考】原子的质量集中在原子核上还是 原子核外呢？为什么？ 相对于质子和中子，电子的质量很小， 可以忽略不计，原子的质量主要由原子核 决定。 原子质子数 （Z） 中子数 （N） 质子数+中子 数（A） 相对原 子质量 F1018.998 Na1222.989 Al14 26.982 9 11 19 23 1327 如果忽略电子的质量，将原子核内所有的质子和 中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数 值，我们称之为质量数质量数。 质量数质量数 P31 2.如果用X表示元素符号，Z表示原子 的质子数，A表示原子的质量数，请用 zAX表示表中的原子的组成： 3.请总结出原子的质子数，中子数， 电子数和质量数的之间关系？ F Na Al 19 9 23 11 27 13 X A Z 元素符号 质量数 核内质子数 （核电荷数） 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（NA - Z） 核电荷数=核内质子数=核外电子数=原子序数 关系式: 2.原子的表示方法 a b +d X c a代表质量数； b代表核电荷数； c代表离子的价态； d代表化合价 e 代表原子个数 e a、b、c、d、e各代表什么？ 想一想 1.元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。 3.同位素：质子数相同而中子数不同的核素互称为同位素。 17 Cl , 35 17 Cl 37 6 C , 13 6 C , 12 6 C 14 8 O , 16 8 O , 17 8 O 18 2.核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。 1H , 1 1H 2 1H 3 氕、氘、氚 二、元素、核素、同位素 它们之间的特点如下： 天然存在的元素，各同位素在自然界的含量占该元 素总量的百分比（称为“丰度”，即原子百分比）基本 上是固定的。 同种元素，可以有若干种不同的核素。（元素：112 种，同位素：1800种） 同位素是同一元素的不同核素之间的互相称谓，不 指具体的原子。 同一种元素的不同同位素原子其质量数不同，核外电 子层结构相同，其原子、单质及其构成的化合物化学 性质几乎相同，只是某些物理性质略有差异。同位素 构成的化合物是不同的化合物，H2O、D2O、T2O的物 理性质不同，化学性质几乎相同。 【讨论】 请同学们相互讨论元素，核素，同位 素有什么关系？ 4.元素、核素和同位素的关系 在天然元素中，多数元素含有多种核素，少数元素 只含有一种核素（例如a、等）。某种元素跟核 素和同位素的关系： 同位素 核素 核素 某种元素 同位素 核素 核素 某种元素 【巩固练习】 11H 、D、T、16O 、17O、18O有 种原子， 种元素， ； 属同位素。 62 11H 、D、T 816O、 817O、818O 88 8 用途：（1） C ：612C、613C、614C 614C每隔5730年它的质量就会减少一半，考古学 家根据生物体内614C的含量，就可判断其生活的 年代。 2760O是恶性肿瘤的“克星”，也可用其辐射育种 ，刺激增长，保鲜，防腐 (2) 11H N=0 氕 12H(D) N=1 氘(重氢) 13H(T) N=2 氚(超重氢) 制氢弹 O：816O 8 17O 8 18O H2O 水 18； D2O 重水 20； T2O 超重水 22 （3）U： 92234U 92235 U 92238U 铀235 制原子弹 1.据报道，上海某医院正在研究用放射性的一 种碘 治疗肿瘤。该碘原子的核内的中子 数与核外电子数之差是 I 125 53 A、72 B、19 C、53 D、125 B 2.某二价阴离子，核外有18个电子，质量数 为32，则其中子数为： A、12 B、14 C、16 D、18 C 课堂练习： 三、构成离子的微粒之间的数量关系 注意： 原子：核电荷数（Z）=核内质子数=核外电子数 【巩固练习 】 粒子符号质质子数电电子数 S2- NH4+ OH- AXn+ a AYm- b 1618 1110 910 a-n b-m 玻尔的原子结构模型-发现核外电子的能量 玻尔把化学、放射性和光谱学方面的实验事实与 原子结构模型联系在一起，在研究氢原子光谱产生的 原因中发展了原子结构理论。1913年，玻尔提出了新 的原子结构模型，其要点如下： (1)在原子中，电了不能沿着任意轨道绕核 旋转，而只能沿着符合一定条件的轨道旋转。 电子在轨道上运动时，不吸收或放出能量，处 于一种稳定状态。 (2)原子中的电子在不同轨道运动时可具有 不同的能量，电子运动时所处的能量状态称为 能级。电子在轨道上运动时所具有的能量只能 取某些不连续的数值(电子能量是量子化的)。 (3)只有当电子从某一轨道跃迁到另一轨道时 ，才有能量的吸收或放出。当电子从能量较高的(E2) 轨道跃迁到能量较低的(E。)轨道时，原子就放出能 量。放出的能量转变为一个辐射能的光子，其频率可 由两个轨道的能量差决定。玻尔提出的原子结构模型 ，揭示了光谱线与原子结构的内在联系。由于这一开 拓性的贡献，玻尔获得了1922年诺贝尔物理学奖。 4原子的量子力学模型-核外电子的运 动和电子排布规律 玻尔的原子结构模型理论也不是十分完美， 在解释氢以外的多电子原子的光谱线时，就只能 做出近似的估计，无法定量计算。科学家们经过 13年的艰