八下科学第一章之原子结构的模型.ppt

第3节原子结构的模型 教学目标 1 知道原子的结构和研究过程 2 知道原子中各种构成微粒的关系 3 知道元素 同位素 离子的概念 万物 无论是生物还是非生物 都是由微粒构成的 思考 为了探索原子内部结构 科学家们进行了无数的实验 他们用原子模型来表示原子 并通过实验来不断的修正模型 我们知道分子是由原子构成的 通过扫描遂道显微镜 STM 可以看到单个的原子 那么原子又是由什么构成的呢 实心球的模型能否代表原子的真实结构 原子是否还可以再分 1 道尔顿原子模型 1803年 3 卢瑟福原子模型 1911年 2 汤姆生原子模型 1904年 4 玻尔原子模型 1913年 5 电子云模型 1927年 1935年 实心球模型 西瓜模型 行星绕太阳模型 分层模型 电子云模型 一 原子结构模型的发展史 一切物质都是由最小的不能再分的粒子 原子构成 原子模型 原子是坚实的 不可再分的实心球 英国化学家道尔顿 J Dalton 1766 1844 道尔顿原子模型 原子并不是构成物质的最小微粒 汤姆生发现了电子 1897年 电子是种带负电 有一定质量的微粒 普遍存在于各种原子之中 汤姆生原子模型 原子是一个平均分布着正电荷的粒子 其中镶嵌着许多电子 中和了电荷 从而形成了中性原子 英国物理学家汤姆生 J J Thomson 1856 1940 汤姆生原子模型 卢瑟福和他的助手做了著名 粒子散射实验 卢瑟福原子模型 1909年卢瑟福指导他的两个学生 盖革与马斯登 在曼彻斯特大学做了著名实验 用 粒子去轰击金箔 大多数粒子都直接穿过金箔 少数只产生很小的偏转 然而的极少数的粒子会反弹回去 卢瑟福说 好象你用一炮弹去轰击一张薄纸 而炮弹返回把你打中 他对这一实验结果的解释是 粒子可能被质量很大但体积很小的核碰撞回来 原子核带正电荷 位于原子的中心 英国科学家卢瑟福 E Rutherford 1871 1937 卢瑟福原子模型 又称行星原子模型 原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成 原子核的质量几乎等于原子的全部质量 电子在原子核外空间绕核做高速运动 就像行星环绕太阳运转一样 根据实验 卢瑟福在1911年提出原子有核模型 电子在原子核外空间的一定轨道上分层绕核做高速的圆周运动 玻尔原子模型 丹麦物理学家玻尔 N Bohr 1885 1962 电子云模型 原子的质量主要集中在原子核上 但原子核很小 原子质量 质子质量 中子质量 二 原子结构 原子序数 原子核电荷数 质子数 核外电子数 核外电子的运动有自己的特点 它不像行星绕太阳旋转有固定的轨道 但却有经常出现的区域 科学家把这些区域称为电子层 核外电子是在不同的电子层内运动的 人们又把这种现象叫做核外电子的分层排布 现在发现元素原子核外电子最少的有1层 最多的有7层 最外层电子数最多不超过8个 只有1层的不超过2个 若电子层数是n 这层的电子数目最多是2n2个 最外层电子数最多不超过8个 只有1层的不超过2个 分析下表 在一个原子中哪些数目总是相等的 小结 1 原子中的质子数等于核外电子数 2 并不是所有的原子都有中子 3 在原子中 质子数和中子数不一定相等 4 原子种类不同 质子数一定不同 实验证明 质子和中子是由更小的微粒 夸克 构成 有关夸克的结构和性质仍在探索和研究中 1 同种原子其原子核内质子数以及中子数都是一定的 而不同原子中其核外电子数和原子核内质子数以及中子数都可能不同 为了分类我们把具有相同质子数的一类原子总称为元素 2 质子数也就是原子核内所带的电荷数目也称为核电荷数 3 同类元素中质子数相同而中子数不相同的原子称为同位素原子 三 元素和同位素 核内质子数 核外电子数 核内中子数 核电荷数 同位素原子性质相同 质量不同 氕 氘核聚变示意图 核聚变是指由质量小的原子 主要是指氘或氚 在一定条件下 如超高温和高压 发生原子核互相聚合作用 生成新的质量更重的原子核 并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式 氘是相当丰富的氢同位素 在海洋中每6500个氢原子就有1个氘原子 这意味着海洋是极大量氘的潜在来源 要使原子核之间发生聚变 必须使它们接近到飞米级 要达到这个距离 就要使核具有很大的动能 以克服电荷间极大的斥力 要使核具有足够的动能 必须把它们加热到很高的温度 几百万摄氏度以上 因此 核聚变反应又叫热核反应 原子弹爆炸产生的高温可引起热核反应 氢弹就是这样爆炸的 水经过多次煮沸后不可再引用 因为氢转化成为同位素氘氚 原子的同位素的应用 常见元素的同位素及其符号和用途 示踪 钠原子失去一个电子成为一个带正电的微粒 氯原子得到一个电子成为一个带负电的微粒 1 我们把带电的原子 或原子团 叫离子 叫钠离子