23原子的结构

课题原子的结构,1964年10月16日我国第一颗原子弹爆炸成功，由此提高了我国在国际上的地位。,为什么“原子弹的爆炸”会产生如此巨大的能量呢？要了解这个问题，我们首先要弄清原子结构的奥秘。,分子是由原子构成的，原子又是由什么构成的呢？实心球模型能否代表原子的真实结构？,第三节原子结构,19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是组成物质的基本的粒子，它们是微小的、不可再分的实心球。,道尔顿原子模型,一、原子结构模型的建立,1897年，英国科学家汤姆生发现了电子后，人们才逐渐认识到原子也具有复杂的内部结构，原子是可以再分的。,原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多带负电的电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。,汤姆生原子模型,面包里的葡萄干,卢瑟福原子模型,实验粒子散射实验,氢原子的行星绕太阳模型,在原子的中心有一个很小的核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核运动，就像行星环绕太阳运动那样。,粒子带两个单位正电荷的氦原子核,波尔原子模型,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。,电子云模型,现代科学家们发现电子在原子核外像“云雾”一样笼罩着。,一、原子结构模型的建立,P36页课文，了解原子结构模型的发展史。,课堂小结1：请根据课文介绍用简图分别表示:,道尔顿模型,卢瑟福模型,电子云模型,汤姆生模型,波尔分层模型,实心球,面包里的葡萄干,太阳和行星,了解原子结构模型的建立，需要一个不断完善、不断修正的过程，以使模型更接近事物的本质。,道尔顿模型,卢瑟福模型,汤姆生模型,波尔模型,电子云,若把原子比作一个大型体育场的话，那么原子核就像在运动场内的一只蚂蚁。,原子核是原子体积的：大约几千亿分之一,原子和原子核的体积比有多少？怎样的关系？,10121,氦原子核外有2个电子，请你建立一个氦原子的模型（用图表示）。,或,1906年，卢瑟福开始研究原子内部结构。卢瑟福认为，要了解原子内部的情形，最好的办法是把它砸开。他们选择阿尔法粒子的核作为砸开原子的子弹。,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线射到金箔上。粒子穿过金箔后，打到荧光屏上产生一个个的闪光，这些闪光可以用显微镜观察到。,根据汤姆逊的原子模型，将阿尔法粒子打向金原子表面，就象你想要用一颗小石弹（阿尔法粒子）击向一张巨大的弹子台上紧紧地堆在一起的弹子（金原子），你想会怎么样？你也许会认为石弹一定会穿不过，这原本是卢瑟福他们所预计的实验结果。可是，这却不是卢瑟福和盖革在这个试验里所得到的答案。他们照样看到了荧光屏上的闪光，阿尔法粒子能够穿过去！其中绝大部分是笔直穿过去的。但是，有极少数的粒子偏移过大。,粒子轰击金箔,大多数粒子能穿过金箔且不改变原来的方向，但也有一小部分改变了原来的方向，甚至有极少数的粒子被反弹了回来！,卢瑟福认为，原子是由原子核和核外电子构成的。电子在原子核外一个相对较大的空间里随意围绕着一个带正电的很小的原子核运动。,交流共享,1、为什么大多数的粒子能够顺利穿过金箔，而只有极少数被反弹回来？2、这极少数的粒子碰到的阻力是大还是小？这种阻力会是来自质量很小的西瓜子（电子）吗？3、在金原子中，原子核的半径为原子半径的十万分之一，原子核的体积只占原子体积的几千亿分之一。这样小的原子核却能把轰击它的高速子弹（粒子）反弹回来，这说明了什么？金原子原子核的质量相对粒子的质量是很大还是很小？,结论：说明原子的绝大部分质量集中在原子的中心，且体积小，质量大，带正电，即原子核。,原来原子的大部分是一个空壳，这就说明了阿尔法粒子为什么能够穿透金箔。,原子核内有什么？,1919年，卢瑟福和他的助手用粒子轰击了氮原子核等，发现原子核里面有质子，一个质子带一个单位正电荷。1920年，卢瑟福又预言：原子核中有不带电的中性粒子。1932年，经过不少科学家反复实验后确实发现，原子核里面有中子，中子不带电，中子的质量与质子的质量几乎相等。卢瑟福的预言被证实。,阅读上表（表4-1），你能得出什么结论呢？,1、质子带正电，中子不带电，电子带负电。,2、质子和中子的质量很小，但比电子大很多。,3、中子不带电，所以原子核的电性由质子决定，因此原子核带正电，数目跟质子相等。,现在大量科学实验已经证明：原子是由一个居于中心的带正电荷的原子核与带负电荷的核外电子构成。电子在原子核周围作高速运动。,二、揭开原子核的秘密,质子（一个质子带一个单位正电核）原子核（带正电）原子中子（不带电）（不显电性）核外电子（一个电子带一个单位负电荷）,重点一：原子结构,在化学变化中不能再分，但用其他的方法是可以再分的。,核电荷数：原子核所带的电荷数(由原子核内的质子提供)决定原子的种类。,学习笔记,不显电性,观察表格（表4-2），思考下列问题,不同原子的质子数、电子数不同。,氢原子的中子数为0，因此，不是所有的原子都有中子。,质子数一定等于电子数，但不一定等于中子数。,质子和电子数目相等、电性相反，互相抵消，所以原子不带电,1、不同种类的原子，质子数不同。,2、元素种类由质子数决定。,3、不是所有原子都有中子，普通氢原子没有中子。4、中子数不一定等于质子数。5、质子数=核电荷数=核外电子数,结论,C60分子的示意图,一个C60分子由60个碳原子构成,分子是由原子构成的,原子,原子核,核外电子：,质子：,中子：,1.672610-27千克,1.674810-27千克,9.117610-31千克,原子中电子的质量在整个原子质量中所占的比重极小，几乎可以忽略不计，原子的质量主要集中在原子核上。,原子和原子核的质量有怎样的关系？,从下表中你可得到什么信息?,*所有原子中都有电子和质子，但不一定有中子。,看P10表思考：,不是所有的原子都含有中子,物质的微观层次分析,夸克,一、原子结构模型的建立与修正,道尔顿模型,卢瑟福模型,电子云模型,汤姆生模型,波尔分层模型,实心球,太阳和行星,小结,面包里的葡萄干,二、原子的构成：,核外电子,原子核,质子,中子,（）,（+）,（不带电）,（+）,（电中性）,原子核所带的正电荷数称为核电荷数,核电荷数,原子的质量主要集中在上。,质子数,核外电子数,原子核,练习,一、填空：1.英国科学家汤姆生发现原子内有_,丹麦科学家玻尔提出了_模型。2.原子是由居于原子中心，带正电荷的_和核外带负电荷的_构成。原子核一般又是由_和_两种更小的微粒构成。原子的质量主要集中在_上。3.钠原子的原子核外有11个电子,这种原子的原子核内一定有_个质子,_个单位正电荷，核电荷数为_。,电子,分层,原子核,电子,质子,中子,原子核,11,11,11,构成碳原子的粒子有6个质子，8个中子和6个电子。其中6个质子和8个中子构成了原子核作为原子的中心，而6个电子在核外一定空间内绕核做高速运动。,4、以碳原子为例描述原子的构成,二、选择题：下列关于原子的叙述，错误的是：（）A.原子是化学变化中的最小粒子B.原子是构成物质的一种粒子C.原子一定由质子、中子和电子构成D.原子的质量主要集中在原子核上,C,三、以氧原子为例，说明构成原子的微粒有哪些？它们怎样构成原子的？为什么整个原子不显电性？,每个电子带一个单位负电荷，每个质子带一个单位正电荷，中子不带电，原子核所带电量与核外电子所带电量相等，但电性相反，所以整个氧原子不显电性。,复习提问1、构成原子的粒子有那些？他们如何构成的原子。2、原子是否向外显电性？为什么？3、举例说明哪些物质由原子构成，那些物质分子构成？,原子的构成：,我是氧原子的原子核我的周围有八个电子在高速运动,这些电子是如何运动的？,探索核外电子是如何运动,多电子原子中电子的能量是否相同,电子是否在同一区域运动,能量与电子运动的区域有什么关系,你想象电子是如何运动,现在我们来看单电子原子核外电子运动.swf,一.核外电子的排布,核外电子是分层排布的,电子层数：1、2、3、4、5、6、7,能量越低，离核越近；能量越高，离核越远。,如何把核外电子分层排布形象地表示出来？,+8,2,6,原子核,质子数,电子层,该层上电子数,原子结构示意图,？,？,？,？,核外电子分层排布的一般规律,1、每层最多排2n2个电子（n为电子层数）。2、最外层不超过8电子。3、次外层不超过18个电子。,1-18号元素原子核外电子排布,元素性质与原子最外层电子数的关系,课堂练习：、原子结构中与元素化学性质的关系最密切的是（）A.电子层数B.质子数C.最外层电子数D.中子数,在化学变化中，原子核是不变的，发生改变的只是原子核外的电子。原子失去电子后变成带正电的阳离子，得到电子后变成带负电的阴离子。,二、离子：因得失电子而带电荷的原子,Na,Cl,金属钠在氯气中燃烧实验现象：_，_。,钠在氯气中剧烈燃烧，发出黄色火焰留下白色晶体（氯化钠）,Na,Na+,Cl-,Cl,NaCl,氯化钠的结构模型,带一个负电荷的氯离子,带一个正电荷的钠离子,氯原子,钠原子,从下列图片中你可得出什么规律或结论?,氯原子,钠原子,氯化钠,阳离子：原子失去电子形成带正电荷的离子。阴离子：原子得到电子形成带负电荷的离子。,四、带电的原子离子,离子是带电的原子或原子团。,氯化钠：,钠离子和氯离子构成,带相反电荷的阴、阳离子按一定的方式相互结合构成物质。如:,1、构成物质的基本粒子除了分子、原子外，还有哪种粒子？,答：离子也是构成物质的基本粒子。,2、硫酸铜晶体是由什么粒子构成的？,答：硫酸铜是由铜离子和硫酸根离子构成的(另外还含有结晶水)。,练习:,13,13,16,16,13,10,16,18,不带电,不带电,三个单位正电荷,两个单位负电荷,讨论：,原子与离子的区别和联系,失电子,得电子,阳离子,原子,阴离子,得电子,失电子,2、分子与原子的比较,保持物质化学性质的最小粒子,化学变化中的最小粒子,化学变化中，分子可以再分,化学变化中，原子不可以再分,1.质量、体积都很小，有间隔；2.都是在不断运动的；3.同种分子性质相同，不同分子性质各异；同种原子性质相同，不同原子性质各异。,分子在化学变化中可以分成原子，原子可以构成分子,小结：,物质的构成和构成粒子,原子,分子,阳离子,物质,阴离子,保持物质化学性质的最小粒子。,化学变化中的最小粒子。,显电性的“原子”或原子团。,6、用线把物质与直接构成物质的粒子连起来：,金属铜原子硫酸铜晶体干冰（固体二氧化碳）离子金刚石（碳）水蒸气分子,原子质量的计算,不同的原子所含的质子、中子、电子数目不同，所以它们的质量不同，1个氢原子为1.6710-27kg，1个氧原子为2.65710-26kg，可见，原子质量数值太小，书写和使用都不方便。原子的质量又该怎样衡量呢？,几种原子的构成：,1,1,1,6,6,12,8,8,16,11,11,23,17,17,35,核电荷数=核内质子数=核外电子数相对原子质量=质子数+中子数,三、相对原子质量（Ar）,相对原子质量就是以一种碳原子质量的1/12（1.6610-27Kg）为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比。,注意：（1）“相对原子质量”是一个比值；（2）“相对原子质量”单位为“1”，可省略。,碳原子的相对原子质量是：12氧原子的相对原子质量是：16铁原子的相对原子质量是：56,下一页,公式：M相=M实m标M相：某原子的相对原子质量M实：被求原子的真实的质量（变）m标：一种碳原子的质量的112（定）,请记住下面的等量关系：原子中：1、核内质子数=核外电子数=核电荷数,2、相对原子质量,=质子数+中子数,例题分析,已知一个碳原子的质量为1.993X10-26kg,一个氧原子的质量为2.657X10-26Kg,求氧原子的相对原子质量？,解：由公式：M相=M实m标可知,2.65710-26Kg,1121.99310-26Kg,M相=M实m标=,=16（单位是什么？）,【练习】1、在分子、原子、原子核、质子、中子、电子等粒子中，找出符合下列条件的微粒，填在相应的横线上：（1）能直接构成纯净物的是（2）能保持物质化学性质的是（3）是化学变化中最小微粒的是（4）带正电荷的是（5）带负电荷的是（6）不显电性的是（7）质量与氢原子质量近似相等的是（8）质量最小的是（9）在同一原子中数目相等的是,143,92,3、下列有关原子、分子的叙述中，正确的是（）A原子是化学变化中的最小粒子B原子是不能再分的最小粒子C分子是保持物质性质的一种粒子D分子的大小及质量都比原子大,A,4、一个氧分子是由两个氧原子构成的，则一个氧分子内含有的质子数是A.8B.16C.32D.64,B