高一化学 第一册 第五章 物质结构 元素周期律 第一节原子结构(备课资料)大纲人教版

1、准备上课资料1.中子没有电，电子带一个单位的负电荷”这句话正确吗？20世纪50年代以前，科学界一般认为“中子是没有电的粒子”，但近年来，科学家通过高能物理实验发现，中子并不完全没有电，其负电荷相当于正电荷的电，电性相反，中子具有电中性。(威廉莎士比亚、中子、中子、中子、中子、中子、中子、中子、中子)中子不带电的说法是不科学的。科学家们发现，不仅有带负电荷的正电子，也有带正电荷的正电子。负电子和正电子的质量相同，拥有的电荷也相同，但电性相反。因此，我们说的电子实际上是负电，所以“电子对1单位的负电荷”的意思应该改为“有负电荷的电子”。2.探索原子世界世界万物是由什么构成的？古希腊学者认为，土、气

2、、火、水等四种茄子元素是万物构成的根源，称为“元素说”。对“元素说”有不同意见的古希腊学者库莫克里特，宇宙万物是一个起源，即极小的颗粒，小到不能再分割，库莫克里特以原子(牙齿名称的希腊原文意思不能再分割)命名。因此，“原子论”和“元素说”发生了很大的争论，争论的结果是元素胜利了。原子理论为什么会失败？水、火、土、树等元素在古代也随处可见，人们也能看到和触摸到，这并不奇怪。但是原子是什么呢？有人见过原子吗？相比之下，元素说比原子论更直观、更现实，因此在“世界是由什么构成的”等哲学问题的争论中，据说元素说占了优势，统治了学术界2000年。到了18世纪中叶，化学家发现水可以分解成氢和氧，人们也从各种

3、“土”(矿石)中提炼出许多金属，例如铜、铁、金、银等。(。因此，古希腊学者提出的四个茄子因素中，没有一个是最简单的。随着越来越多的元素被发现，一个茄子问题自然地提出来了。这么多元素不是由更简单的东西组成的吗？攻克牙齿难题的是英国化学家道尔顿。道尔顿在研究中发现了比例规律，并在此基础上提出了原子论。(1)所有物质都是由看不见的、不可分割的原子构成的。(。原子不能自生自灭。(2)同类原子的质量、形状和性质都相同，不同种类的原子也不同。(。(3)每种物质都是由自己的原子构成的。单晶体由简单的原子组成，化合物由复杂的原子(即我们现在所说的分子)组成，复杂的原子由几个渡边杏的简单原子组成。复杂原子的质量

4、等于构成它的简单原子的质量之和。在道尔顿的原子学说中，原子是元素的最小单位，它们再也不能分割了。原子真的是不可分割的小粒子吗？牙齿观点在19世纪末受到了严重的挑战。19世纪末生产技术的发展已经有可能通过实验观察电子的下落。1896年，剑桥大学著名的卡文迪什实验室年轻有为的主任汤姆森用特殊阴极射线管进行了实验。他利用实验结果和物理知识计算了电子的电荷比(电子拥有的电荷的量E及其质量M的比e/m)，并估算了电子的质量应该是氢原子质量的1/1836牙齿。因此，汤姆森揭开了原子世界的神秘面纱。他本人也因电子发现而获得了1906年诺贝尔物理学奖。汤姆根据自己的实验结果，同时参考其他科学家的研究成果，原子

5、世界里充满了带正电的液体，电子都沉浸在这种“静电”中。好像葡萄干点缀在蛋糕上。电子拥有的负电荷之和和和“正电”拥有的正电荷之和在数值上是相同的，因此原子在外面看起来是中性的。没人想到汤姆森提出的这么棒的葡萄干蛋糕原子模型10多年后会被他的学生卢瑟福推翻。卢瑟福是来自英国数千英里外的新西兰留学生，进入剑桥大学卡文迪什研究所后，跟随汤姆森学习实验物理学，勤奋努力地学习，因此很快取得了骄傲的成绩。当时法国科学家贝克勒尔发现了原子有放射性的消息。卢述福和其他人经过共同努力，发现铀、镭、钚等放射性元素的原子所发出的射线，至少有3种3354、和伽马射线。卢瑟福对阿尔法射线特别感兴趣。他深入研究了阿尔法射线

6、的特征后，想到将阿尔法粒子作为“炮弹”发射到难以穿透的原子“堡垒”，窥探情况。所以他做了著名的散射实验，用阿尔法粒子轰击金箔。实验的结果使他重新提出了一种新的原子模型，即，集中99%的原子，集中所有正电荷的原子有一个很重的核心(称为“原子核”)牙齿。在电子的情况下，它像太阳系的行星一样围绕核心旋转。人们把卢瑟福的原子模型称为“行星模型”。卢瑟福的原子模型与当时的电磁场理论相矛盾。如何解决牙齿矛盾是当时人们一直在探索的。1911年，一位名叫波尔的丹麦年轻物理学家来到卢瑟福的实验室.玻尔本来沿着汤姆森研究金属中的电子理论，但后来他投入了原子模型。球选择了最简单的原子氢原子作为他的研究对象，他想制造

7、新的原子模型。他研究了氢原子的光谱线，并提出了两个茄子新假说。氢原子的电子在围绕原子核旋转时只能在特定的轨道上运动，不能在其他轨道上运动。当电子在每个稳定的轨道上运动时，原子具有一定的能量，而电子徐璐在其他稳定的轨道上运动原子，则徐璐具有不同的能量。以氢原子为例，当电子在最里面(即半径最小)的轨道上运动时，氢原子的能量最低。我们计算了牙齿起点的能量值为零。当电子在第二轨道上运动时，氢原子的能量是10.29电子伏特，电子是第三、第四、第五，在轨道上运动时，氢原子的能量值分别是12.09电子伏特、12.75电子伏特和13.06电子伏特。这些离散能量值构成了一系列“能量级别”。电子从高功能级跳到低功

8、能级时，它发出一定波长的光。牙齿光辐射的能量恰好等于牙齿两种能量级别的能量差异。再换算一下，可以对应氢原子频谱善意波长。通过牙齿两个假说，玻尔解开了氢原子光谱线之谜，成为世界著名的原子物理学权威，并获得了1922年诺贝尔物理学奖。玻尔的理论取得了巨大的成功，但也有不满意的地方。特别是他强行规定电子只能在部分轨道上移动，不能在其他轨道上移动，这没有道理。奥地利物理学家薛定谔决心寻找新的规律。他受法国青年历史学家，后来专攻物理学的德布罗意思想的启发，深思了一段时间，终于找到了新的方程。它深刻地反映了原子世界的运动规律，后来人们称之为“薛定谔方程”。用薛定谔方程合理解释了电子的运动行为。电子不是只能

9、在某条轨道上，其他地方不能去。在薛定谔方程中，电子可以在原子世界的任何地方，但出现在球所说的轨道上的可能性要大得多。这样的话，电子就像环绕高山顶峰的云，与围绕太阳旋转的行星不同。“电子云”牙齿稠密的地方是电子容易出现的地方。相反，“电子云”牙齿稀薄的地方是电子很少来的地方。经过几代科学家近半个世纪的努力，人们终于看清了原子世界的真相。在牙齿神秘的微观世界中占据统治地位的是有静电的原子核。占原子质量的99%以上，但不到原子体积的1万分之一，就能知道原子里有多空。带负电荷的轻电子在牙齿黑洞的空间中运动。他们不占别人的位置，不超过原子王国的“大脑之地”的那种“有规律的距离”。对原子世界的探索极大地丰

10、富了人类知识的报告，将物理学提升到了量子力学(薛定谔方程是重要基础)的新阶段。核外电子运动状态相当复杂。1电子的运动状态取决于电子层、电子亚层、轨道的空间扩展方向和自旋状态。科学实验还表示，一个原子中的两个电子电子层、电子亚层、轨道的空间扩展方向和自旋状态完全相同是不可能的。牙齿原理称为保利不相容原理。根据牙齿原理，可以进一步推算，每个轨道只能容纳两个自旋方向的相反电子，每个电子层能容纳的最大电子数为2n2。核外电子排泄遵循保理不相容原则、能源最低原则、洪特规则。能量最低原理是，只要不违反pauli不相容原理，核外电子总是首先占据能量最低的轨道，当能量最低的轨道满了，电子就依次进入能量高的轨道

11、。也就是说，尽量减少系统能量。(约翰f肯尼迪，能量源，能量源，能量源，能量源，能量源，能量源，能量源)红特规则是，排列在相等轨道(相同的电子层，电子亚层的各轨道)上的电子占可能的其他轨道，自旋方向相同。后来量子力学证明，电子这样排列，能量最低。因此，洪特规则包含在能量最低原理中，可以补充能量最低原理。综合能力训练问题1.某金属氧化物的化学式为M2O3，一个分子的电子总数为50，每个m离子包含10个电子，其中每个氧核内部有8个中子，M2O3的相对分子质量为102，则m核的中子数为A.14B.16C.10D.21解释：牙齿问题涉及有关质子、中子、质量数、相对分子量等的知识，解决问题的主要依据是原子

12、构成的电荷关系和质量关系。在M2O3中，M的化合价为3，其离子为M3，M原子中含有13个电子，因为每个M离子有10个电子。如果将m原子核内的中子数设置为X，则质量数为102=(13 x)2 163，x=14。答案：a2.2.4GAm和2.1GBn中包含的原子数相同，分子数的比例为2: 3，已知有两种茄子气体单体Am和Bn牙齿。A和B的原子核内质子数都等于中子数，A原子L层电子数是K层电子的3倍。(1)A，b的元素符号分别是什么？(2)Am的m值是多少？解释：牙齿问题涉及质量、物质量、摩尔质量、粒子数之间的关系、原子结构和原子核外电子排列的知识。因为相关知识多，解决问题的时候一定要思路清晰，心里有数。从问题中可以看出，A是氧元素，Am是氧的单质。如果将b的相对原子质量设置为b，则：M=n(原子数相等)B=14B的质子数为14/2=7，即B是氮。分子量比率为2: 3。:=2: 3n: m=2: 3也就是说，Bn是N2，Am是O3。答案：(1)A，b的元素符号分别为o和n。(2)Am的m值为3。3.有两个茄子化合物X和Y，由相对原子质量都大于10的A，B两个元素形成，已知等物质的量X和Y的混合物密度是相同条件下氢的18.5倍，其中X和Y的质量比为3: 4.4。测量的X的配置为AB，Y的配置为AnB，您希望计算确定A，B的两