鲁科版第1章第1节原子结构第1课时导学案.doc

第1章原子结构与元素周期律 第1节 原子结构第1课时 原子核 核素编写：王书成教学目标：1. 认识原子核的结构，懂得质量数和的含义。2. 掌握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数之间的关系。3. 知道元素、核素、同位素的含义及它们之间的关系。4.了解原子核外电子排布的规律，并能画出118号元素的原子结构示意图5.了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、失电子能力和化合价的关系。 重点难点：构成原子的微粒间的关系和核外电子排布规律学习过程：1.你记得下列知识点吗？分子是保持物质化学性质的最小微粒，分子是由原子构成的，化学反应的过程是原子的重新组合。原子很小，用化学方法不能再分，但通过科学实验证明，原子是由更小的粒子构成的。2. 1897年英国物理学家JJ汤姆逊（有些书上说成是汤姆生）发现原子中存在着电子。现在人们认识到：原子是由原子核和核外电子组成，这些内容人们是怎样知道的？是卢瑟福的 粒子散射试验得出的结论。卢瑟福的 粒子散射实验简介汤姆逊在1903年提出原子的葡萄干圆面包模型，认为原子的正电荷、质量联系在一起，均匀连续地分布于原子范围，电子镶嵌在其中，在其平衡位置作微小振动。卢瑟福从1909年起做了著名的粒子散射实验，目的是想证实汤姆逊原子模型的正确性，结果却否定了汤姆逊的原子模型。在此基础上，卢瑟福提出了原子核式模型。实验过程：在一个铅盒里放有少量的放射性元素钋(Po)，它发出的射线从铅盒的小孔射出，形成一束很细的射线射到金箔上。粒子穿过金箔后，射到荧光屏上产生一个个闪光点，这些闪光点可用显微镜来观察。为了避免粒子和空气中的原子碰撞而影响实验结果，整个装置放在一个抽成真空的容器内，带有荧光屏的显微镜能够围绕金箔在一个圆周上移动。实验现象：（1）绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，（2）少数粒子发生了较大的偏转，有的偏转超过90，个别粒子几乎达到180而被反弹回来。这就是粒子的散射现象。发生少数粒子的大角度偏转现象出乎意料。根据计算，粒子穿过金箔后偏离原来方向的角度是很小的，因为电子的质量很小，粒子碰到它，就像飞行着的子弹碰到一粒尘埃一样，运动方向不会发生明显的改变。正电荷又是均匀分布的，粒子穿过原子时，它受到原子内部两侧正电荷的斥力大部分相互抵消，粒子偏转的力不会很大。事实上却出现了少数粒子大角度偏转的现象。卢瑟福回忆说：“这是我一生中从未有的最难以置信的事，它好比你对一张纸发射出一发炮弹，结果被反弹回来而打到自己身上”卢瑟福对实验的结果进行了分析，认为只有原子的几乎全部质量和正电荷都集中在原子中心的一个很小的区域，才有可能出现粒子的大角度散射。由此，卢瑟福1911年提出了原子的核式结构模型，认为原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。 按照这一模型，粒子穿过原子时，电子对粒子运动的影响很小，影响粒子运动的主要是带正电荷的原子核。绝大多数的粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没变，只有少数粒子与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度偏转。 根据粒子散射实验，可以估算出原子核的直径约为10-1510-14米，原子直径大约是10-10米，所以原子核的直径大约是原子直径的万分之一，原子核的体积只相当于原子体积的万亿分之一。最终结论：正电荷集中在原子中心。总结如下：3.（1）英国物理学家卢瑟福的粒子散射实验证明：原子中带正电的部分集中在一起。见教材。（2）粒子的散射现象、解释：绝大多数粒子通过，原因是：绝大多数粒子离原子核较远，受到的库仑斥力很小，所以运动方向几乎没变，或者说原子内大部分是空的，粒子几乎没有受到外力的影响；少数粒子转向，个别粒子反弹，原因是：少数粒子与原子核十分接近，受到较大的库仑斥力，发生大角度偏转或者反弹。 （3）卢瑟福核式原子模型的重要内容有： ， ， （见教材）。到此为止，我们主要学习了如下的内容：思考：1. 在卢瑟福的粒子散射实验中，有少数粒子发生大角度偏转，其原因是： A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 B.正电荷在原子中是均匀分布的 C.原子中存在着带负电的电子 D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中一、原子核 核素1原子核的构成卢瑟福用粒子轰击原子，发现了原子核的存在。通过实验，科学家们又陆续发现了质子和中子，并且逐步形成了下列认识：上述关系可以简单地表示如下：（3）原子中的重要关系：在原子中：核电荷数质子数，为什么？质子数电子数，为什么？简写为：核电荷数质子数电子数原子的质量几乎全部集中在原子核上，为什么？质子数Z+中子数N质量数A.原子的质量数是指原子核中质子数和中子数之和。元素没有质量数。原子的质量数 该原子的相对原子质量，为什么？电子的质量很小，可以忽略，原子的相对原子质量质子、中子的相对原子质量之和，每个质子、中子的相对原子质量大约为1，质子、中子的相对原子质量之和质子、中子数之和原子的质量数。（4）一般用符号代表 一个质量数为A、质子数为Z的原子 。想一想：符号的意义是 原子中的粒子数的关系可以表示为：练习1：你能完成下列表格吗？原子质子数Z中子数N质量数A原子的相对原子质量F1018998Na1222990Al1426982练习2：完成下列表格（5）分子中：核电荷数质子总数电子总数.阳离子中：核电荷数质子数电子数，质子数电子数+离子的电荷数。阴离子中：核电荷数质子数电子数，质子数电子数离子的电荷数。练习3：完成下列表格元素符号原子符号核电荷数中子数电子数101111121666 686（6）同种元素的原子，中子数不一定相同。的原子核中没有中子！H+中的电子数、中子数都为0，只有1个质子，所以H+又叫质子。碳14具有衰变性，可用于考古工作中推测生物体存在的年代（见教材P4的迁移应用2），碳12为计算相对原子质量的标准。2.核素（1）元素是指 注:元素只分种类，不分个数。思考：氕、氘、氚是不是同种元素？是不是同种原子？同种原子：质子数和中子数都相同的原子。 同类原子：同一种元素的原子，质子数相同，中子数可以不同。像氕、氘、氚这样的3种原子是氢元素的3种核素，氕、氘、氚之间互称为同位素。（2）核素、同位素的概念A.核素是指：_。B.同位素是指：_。记忆：H元素有3种核素，即、，它们互为同位素。C元素有3种核素，即、，它们互为同位素。O元素有3种核素，即、，它们互为同位素。Cl元素有2种核素，即、，它们互为同位素。（3）同位素的分类(1)按是否有放射性分：(2)按来源分：同位素（4）同位素的应用：和用于制造氢弹，是核反应堆的原料,用考古或地质勘探 ,放射性同位素最常见的应用是作为放射源和进行同位素示踪等。补充材料：同位素1.“同位”是指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置。核素、同位素指的都是原子。一种元素可能有好几种原子。2.同位素的2个性质：同位素构成的物质，物理性质不同，化学性质几乎相同。如：普通水H2O、重水D2O、2O、超重水T2O、2O相对分子质量依次为18、20、22，熔沸点、密度不相同，但化学性质几乎相同，它们都能与Na反应，产物都是碱和氢气。2D2O2Na=2NaODD2水中含有H2O、D2O、T2O等分子，这样的水仍然是纯净物，因为它们都是由同种分子构成的物质。H2、D2不是同素异形体，它们不是单质，只是不同的分子，它们存在于同一种气体中。金刚石中存在、，它们也不是同素异形体。天然元素中同位素所占的百分比一般是不变的。思考1：Cl元素有两种天然同位素：、，由这些原子构成的Cl2分子有 种，它们的相对原子质量分别是 、 、 。 答：3种，70、72、74. 思考2：由、构成的H2分子有 种，它们的相对分子质量的数值有 个。答：6种，5个。相对分子质量为2+2和1+3时是两个相等的值，视为是1个数值。2. 、的相对原子质量约为35、37，通常氯元素的相对原子质量（简称为Cl的相对原子质量）约为35.5，这是怎么一回事？元素的相对原子质量是按照各种同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值。经测定，自然界中、所占的原子百分比（称为丰度）依次为75.77%、24.23%，二者之和为100%，所以氯元素的相对原子质量3575.77% + 3724.23% 26.5195+8.965135.484635.5. 总之，元素的相对原子质量等于各同位素的相对原子质量与其丰度乘积的加和，是一个平均值。例1KO3+6H=KCl+3Cl2+3H2O, 生成的Cl2相对分子质量为 解：3个Cl2分子含有：1个，：5个，所以Cl元素的相对分子质量36.67，所以生成的Cl2相对分子质量36.67273.3思考3：某元素的双原子单质分子有3种，相对分子质量分别为158、160、162，问该元素有几种核素？各核素的质量数分别是多少？ 答案：有2种核素，质量数为79、81.3.质子数决定元素种类，质子数和中子数决定核素种类，即同位素种类。【思考】下列微粒 ，表示几种元素 ；几种核素 ；H元素的同位素的有 ；H2 与D2是同位素吗？ ；O2与O3是什么关系 ？课堂检测1. 关于的叙述中错误的是A. 质子数为20 B. 电子数为20 C. 中子数为20 D. 质量数为422. 某元素二价阴离子的核外有18个电子，质量数为32，该元素原子的原子核中的中子数为A. 12B. 14C. 16D. 183. 质子数和中子数相同的原子A，其阳离子An核外共有x个电子，则它的质量数为A. 2（xn） B. 2（xn） C. 2x D. n2x4. 下列各组物质中，互为同位素的是A. O2、O3 、O4 B. H2、D2、T2 C. H2O、D2O、 T2O D. 和5.(上海)、H、H、H、H2是A.氢的五种同位素 B.五种氢元素 C.氢的五种同素异形体 D.氢元素的五种不同粒子6.据报道，上海某医院正在研究用放射性同位素碘I治疗肿瘤。该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是 A.72 B.19 C.53 D.1257.已知R2核外有a个电子，b个中子，表示R原子符号正确的是A.RB.R C.R D.R8.(2011年德州高一检测)X元素原子的质量数为A， 核内中子数为N， 则m g X中所含电子的物质的量是A.(AN) molB.(AN1) mol C.(AN) mol D.(AN1) mol9.下列说法正确的是A同种元素的质子数必定相同 B不同元素原子的质量数必定不同C原子核都是由质子和中子构成 D凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素10下列说法错误的是A.H、H、H和H2是氢元素的四种不同粒子B.Ca和Ca、金刚石和石墨均为同位素C.H和H是不同的两种核素D碳12和碳14互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎相同11下列指定微粒的个数比等于21的是A.H原子的中子数和质子数 B.Ar原子的质量数和中子数C.Mg2的质子数和电子数 D.Be2的质量数和电子数12某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是A.(ANm) mol B.(AN) molC.(AN) mol D.(ANm) mol13填写下表中的空格符号质子数中子数质量数电子数核电荷数132713161616341616Mg214已知的110多种元素中，大多数的元素都包括两种或多种核素，同一种元素的核素互称为同位素。现有下列基本粒子：Li、N、C、Li、Cs、I、Cs、I、U、U、U