人类对原子结构的认识第二节：认识原子核.ppt

1、秦山核电站是我国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站，地处浙江省海盐县。截至2005年12月31日，两台机组总累计发电达288亿千瓦时，有效缓解了华东地区电力紧张状况，促进了当地经济发展。,秦山核电站厂区 左上角圆柱体建筑为核反应堆外景,地球上的一切能量几乎都是直接或间接来源于太阳,太阳是怎么发出這么巨大的能量来的呢？ 太阳的能量来源于内部的核聚变反应，即4个氢原子核聚变为1个氦原子核。在聚变的过程中，会释放出巨大的能量，并以辐射、对流等形式向外传递。,第三单元 人类对原子结构的认识,认识原子核,课题:,卢瑟福和他的助手做了著名的粒子散射实验（1911年）,卢瑟福原子模型,卢

2、瑟福 1908年的诺贝尔化学奖,根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型： 1.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。 2.原子核的质量几乎等于原子的全部质量. 3.电子在原子核外空间绕核做高速运动。,1919年，他在用a粒子轰击氮原子核时，发现产生出一种新的、射程很长、质量更小的粒子，卢瑟福把他发现的这种粒子命名为“质子”。这样在本世纪20年代，人们普遍认为，原子是由质子和电子组成的，但这个假说却遇到了一定的困难。与当时的物理学的理论相矛盾.,1930年，德国物理学家博特用粒子轰击铍元素时，发现从铍中发射一种射线。这种射线在电场中不发生偏转说明它不带电，他错误地认为

3、发现的是射线 . 1932年1月 ，居里夫妇重复了博特实验,也得到了相同的结果,然而，居里夫妇还是沿着博特的错误思路思考，他们把这一现象解释为光子的散射。由于他们对理论的轻视，使他们白白失去了一次发现中子的机会。,中子的发现史,一个月后,查德威克看了居里夫妇的论文并用钋加铍作为放射源，使用这种新射线去轰击氢原子时发现，氢原子核被弹射出去，这说明这种射线是具有一定质量的粒子流。他把这种射线的粒子称为“中子”,1935年诺贝尔物理学奖获得者,一 、原子的构成,氦(He)原子的原子构成 模型,构成原子的基本微粒：质子、 中子、电子，从它们的带电情况和质量大小方面来看, 它们对整个原子所作的贡献一样大

4、吗?,问题思考：,质子、中子和电子带电荷情况,比较一下质子、中子、电子带电荷情况，能得出什么结论？氢、钠、等原子都是显电中性，由此你又能得出什么结论？,1个单位负电荷,1个单位正电荷,对于离子呢 ？（离子和原子如何区别）,1个质子带一个单位正电荷,1个电子带一个单位负电荷,中子不带电,质子数=核外电子数,呈电中性,(1) 原子的电性 ？,核电荷数=,离子的电性？,阳离子：质子数电子数 质子数=电子数+电荷绝对值,阴离子：质子数电子数 质子数=电子数-电荷绝对值,质量数 =质子数(Z)+中子数(N),集中在原子核,(2). 原子的质量 ？,一个质子的相对质量是：1.007,一个中子的相对质量是：

5、1.008,一个电子的相对质量是：1/1836,(A),质量数(A) = 质子数(Z) + 中子数(N),二.原子组成的表示方法:,元素符号,质量数 ,质子数 （核电荷数 ）,对于离子呢？,思考：,各种微粒的意义：,1。质子： 决定元素的种类 2。中子： 和质子一起决定原子的种类 3。电子： 最外层电子决定元素的化学性质,决定元素种类的是原子中的 ； 决定原子种类的是原子中的 ； 决定原子质量的主要是原子中的 ； 决定原子所带电荷的是原子中的 ； 决定元素的化学性质的是原子中的 。,质子数,质子数和中子数,质子数和中子数,质子数和电子数,核外电子数,思考：,（B）,1.已知某元素相对原子质量为

6、227、 中子数为138，则质子数为 A. 416 B. 89 C. 227 D. 203,练习,2.关于 Cl叙述错误的是 A.质量数为37 B.中子数为20 C.电子数为17D.相对原子质量为35.5,37,17,（D）,3.某金属原子符号为 X，该原子原子核内 中子数与质子数之差为 A. 32 B. 67 C. 99 D. 166,（A）,练习,4.下列粒子中与NH4+具有相同质子数和电 子数的是 A. Na+ B. F C. OH D. H2O,（A）,练习,1.质量数（A） 质子数（Z） 中子数（N）,2.原子 ：核电荷数 质子数 核外电子数,3. 阳离子 ：核电荷数 质子数 核外电

7、子数，,4. 阴离子 ：核电荷数 质子数 核外电子数，,原子核,核外电子,质子,中子,总 结,27 13 14 10,1 1 0 1,2 1 1 1,3 1 2 1,12 6 6 6,13 6 7 6,同位素：质子数相同而质量数（或中子数）不同的核素互称为同位素。,核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。,二、核素与同位素,元素:是具有相同质子数的一类原子(即同位素)的总称.,理解要点：,同位素在周期表中位于同一位置，具有相同的元素符号 决定元素种类的是质子数，决定核素种类的是质子数和中子数 同一元素中，可以有若干种互为同位素的不同核素，故核素 (原子）种类远多于元素种类 天然存在的某种元

8、素，各同位素所占的原子百分比一般是不变的 同位素质量数不同，物理性质不同， 化学性质几乎相同,核外电子数相同，,元素有_种；上述的粒子中有 几种核素_，其中互为同位素的 有_ ；,1H 12C 16O 2H,1,6,8,8,1,8,6,17O 3H 18O 14C,8 种, 、 、 ,3, 2H 2 16O 2-,1,1,8,1.关于H+、H-、1H、2H、3H五种微粒，以 下说法正确的是 A.是五种氢元素 B.是氢元素的五种同位素 C.是氢元素的五种不同微粒 D.它们的数均质子相等,（CD）,练习,2、下列各组物质中，互为同位素的是（ ） A. O2、O3、O4 B . H2 D2 T2 C

9、 . H2O、 D2O、T2O D,D,能力考查,（3）化学反应中，下列数据发生变化的是 A. 质子数 B. 中子数 C. 电子数 D. 质量数,（C）,许多元素都有同位素， 目前发现和合成110余种元素，却有1800 余种核数。,几 个 实 例,氢有三种同位素：,氘和氚是制造氢弹的材料,铀有三种同位素：,铀235 是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料,碳有三种同位素：,作为相对原子量标准,在考古学中测定生物死亡年代。,同位素的应用：,知识的延伸,实验证明，质子和中子是由更小的微粒“夸克”构成。,1990年诺贝尔物理学奖获得者,弗里德曼 肯德尔 泰勒,美国斯坦福大学的直线加速器中心,1967年三

10、位科学家用此加速器进行实验最终证明了夸克的存在.,波利泽,维尔泽克,格罗斯,美国科学家发现夸克相互距离很近时,相互作用力很小,但当距离增大时相互作用力急剧增大.因此没有夸克可以从原子核中向外迁移，获得真正的自由. 中科院物理研究所吴岳良研究员认为，假如我们能够把自由夸克打开，就可以合理的利用夸克里面的强作用能，而那个能量比我们的核能可能还要大得多。,2004年度诺贝尔物理学奖获得者,科学的探索和研究永无止境,原子,质子 中子,夸克,1、13C-NMR（核磁共振）可用于含碳化合物的结构分析，有关13C的说法正确的是（ ） A、质子数为6 B、电子数为13 C、中子数为6 D、质量数为6,6,6,

11、A,2 、某微粒用 Xn-表示。下列关于该粒子的叙述中正确的是（） A 所含的质子数=A-n B 所含中子数=A-Z C 所含电子数=Z-n D 质量数=A+Z,B,A Z,3、某二价阴离子，核外有18个电子，质量数为32，则其中子数为：,A、12 B、14 C、16 D、18,C,5.已知X，Y原子的核电荷数分别为a和b，Xm+和Yn-的核外电子排布相同，下列正确的是： A a=b+m+n B a=b-m+n C a=b+m-n D a=b-n-m,练习,(A),4、核电荷数分别为16的元素和4的元素的原子相比较，前者的下列数据是后者的4倍的是 A 电子数 B 最外层电子数 C 电子层数 D

12、 次外层电子数,(AD),已知A2、B、C、D2、E3五种简单离子的核外电子数相等，与它们对应的原子的核电荷数由大到小的顺序是:,练习,答案：E、D、C、B、A,练习2： 符合示意图 的粒子不可能是 A、Ar B、k+ C、Cl- D、Cl,（5）最外层电子数是次外层电子数的2倍的元素：_ 是次外层3倍的是：_ _;是次外层4倍的是：_.,（9）内层电子数之和是最外层电子数2倍的元素:_,（8）次外层电子数是最外层电子数的2倍的元素：_,（7）电子总数为最外层电子数的2倍的是：_,（6）电子层数与最外层电子数相等的元素：_,（4）最外层电子数等于次外层电子数的元素：_,（3）最外层有2个电子的元素：_,（2）最外层有1个