人类对原子结构的认识2025-2026学年苏教版（2019）高中化学必修第一册

第三节

人类对原子结构的认识1.了解原子结构模型的演变，培养探索未知、崇尚真理的意识。2.熟知原子的构成，会正确计算微粒的质量数、质子数、中子数。3.知道元素、核素、同位素的概念，并了解它们之间的关系。4.了解原子核外电子的运动特点。5.掌握原子核外电子的排布规律。6.能用原子(离子)结构示意图表示常见原子(离子)的核外电子排布。学习目标化学变化中的最小微粒是什么？原子阅读课本，梳理总结人类认识原子结构的历程课程导入一、人类认识原子结构的历程19世纪初，英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的质量比例关系，提出了近代原子学说。道尔顿和他的原子结构模型坚实不可再分的实心球1897年，汤姆生发现原子中存在电子，并用实验方法测出电子的质量不及氢原子质量的千分之一（后进一步确定为氢原子质量的1/1836）。汤姆生发现电子，提出原子结构模型葡萄干面包式:平均分布着带正电荷的粒子和带负电的电子1911年，卢瑟福用α粒子轰击金箔。原子核带正电，电子在其周围高速运动，就像行星围绕太阳运转一样。有核模型或行星模型:带正电荷的核位于中心，质量主要集中在核上，电子沿不同轨道运转。卢瑟福根据α粒子散射现象，提出带核的原子结构模型玻尔研究氢原子光谱，提出他的原子结构模型1913年，丹麦物理学家玻尔研究了氢原子的光谱后，根据量子力学的观点，提出了新的原子结构模型：原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动，这些轨道称为原子轨道。核外电子在原子轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。玻尔模型:电子在一定轨道上绕核做高速运动。处于能量最低状态的氢原子的电子云示意图

小点越密，表明概率密度越大用小点代表电子在核外空间区域出现的机会，小点的疏密与电子在该区域内出现的机会大小成正比。电子云：即用小点的疏密来描述电子在原子核外空间出现的机会大小所得到的图形。二、原子核的构成原子原子核质子：带

个单位正电荷中子：不带电核外电子：带

个单位负电荷11核电荷数=质子数=核外电子数=原子序数质子、中子和电子的质量和带电荷量质子质量与中子质量相近。电子质量与质子、中子质量相比，可忽略不计，即原子质量主要集中在原子核上。1、定义：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数加起来所得的数值。质量数：2、符号：A3、质量数(A)＝____________________质子数(Z)＋中子数(N)≈相对原子质量（Ar）氢元素三种核素的原子结构模型1个质子无中子1个质子1个中子1个质子2个中子质子数相同质子数相同，中子数不同属同种元素属同种元素的不同种原子具有一定质子数和一定中子数的一种原子。核素：原子组成的表示方法

表示质子数为

，质量数为

的碳原子,其中子数为

。612AZ——元素符号质量数——质子数——C1266

表示质子数为

，质量数为

的碳原子,其中子数为

。614C1468X质子数质子数中子数质子质量H11H21H31C126C146O168O188H11H21H31俗称重氢超重氢符号HDT氢H2和D2是两种不同的单质，化学性质基本相同

质子数相同核外电子数相同中子数不同物理性质不同用途不同H2O和D2O

化学性质基本相同12D2用于核反应，并在化学和生物学的研究工作中作示踪原子。化学性质几乎完全相同①____在考古工作中用于测定文物的年代；14C同位素的应用②U用于制造原子弹、核发电；③_______用于制造氢弹；④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。元素、核素、同位素、同素异形体的比较元素核素同位素同素异形体本质质子数相同的一类原子质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素形成的不同单质范畴同类原子原子原子单质特性只论种类，不论个数—化学性质几乎完全相同组成元素相同、性质不同决定因素举例H、C、O三种元素三种核素互称同位素O2与O3互为同素异形体H11H21H31H11H21H31质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构联系元素、核素、同位素、同素异形体的比较①分子或原子：质子数＝核电荷数＝核外电子数②阳离子Xn＋：质子数＝核电荷数＝核外电子数＋n③阴离子Xn－：质子数＝核电荷数＝核外电子数－n

中的质子数是____，中子数是_____，核外电子数是_____，质量数是_____。16181834课堂练习例1现有粒子：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。据此回答下列问题：(1)其中，它们分属

种元素，属于氢元素的核素有

种，属于铀元素的核素有

种。互为同位素的原子分别为

、

。(2)质量数相等的粒子为

、

、

。(可不填满，也可补充)(3)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为

；可得相对分子质量不同的水分子有

种。7331H、2H、3H234U、235U、238U1H、1H＋40K、40Ca14N、14C187三、原子核外电子排布KLMNOP123456电子层（用n表示）电子层符号离核距离能量高低近远低高离核越近核对电子的吸引就越强，又因为电子做高速运动，离核越远，核束缚电子的力变小了，电子所具有的动能就变大，即能量越高。离核越近核对电子的吸引就越强，又因为电子做高速运动，离核越远，核束缚电子的力变小了，电子所具有的动能就变大，即能量越高。电子在原子核外排布时，总是尽量先排在能量最低的电子层，然后由内向外依次排布在能量较高的电子层。能量规律即电子最先排K层，当K层排满后，再排L层等010203各电子层最多能容纳的电子数为2n2最外电子层最多只能容纳8个电子（K层为最外层时，最多只能容纳2个电子）次外电子层最多只能容纳18个电子数量规律电子层该电子层上的电子数粒子符号原子核核电荷数能量最高决定元素的化学性质请画出Cl－

和Na＋结构示意图稀有气体元素原子电子层排布元素名称元素符号各电子层的电子数123456最外层电子数氦2He22氖10Ne288氩18Ar2888氪36Kr281888氙54Xe28181888氡86Rn2818321888分析稀有气体的核外电子排布，结合其化学活动性，发现了什么？稀有气体元素原子中最外电子层都已经填满，形成了稳定的电子层结构。原子容易失去电子或得到电子转化为最外电子层上为8(有些为2)个电子的稳定结构。稳定结构原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定状态，既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定。(如He、Ne、Ar)不稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)在活泼金属单质与活泼非金属单质的反应中：氧化镁的形成金属元素的原子失去电子，形成阳离子，在生成的化合物中呈现正化合价；非金属元素的原子得到电子，形成阴离子，在生成的化合物中呈现负化合价。元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子排布，元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是最外层电子数有关。1.金属元素原子最外层电子数一般

4，较易

电子，化合价常显__价，且正化合价＝失电子数＝最外层电子数。2.非金属元素原子最外层电子数一般

4，通常易

电子，化合价常显

价，且负化合价＝－(得电子数)＝最外层电子数－8。小于失去正大于或等于得到负10电子微粒课堂小结人类认识