课题2原子的构成分析.pptx

硅硅 原原 子子 放放 大大 三三 百百 万万 倍倍课题课题2 原子的结构原子的结构近代科学原子论（1803年）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,17661844)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,18561940）粒子散射实验（1909年）原子有核卢瑟福和他的助手做了著名粒子散射实验粒子散射实验。根据实验，卢瑟福在1911年提出原子有核模型。卢瑟福原子模型卢瑟福原子模型（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。英国科学家卢瑟福（E.Rutherford,18711937)玻尔原子模型（1913年）玻尔借助诞生不久的量子理论改进了卢瑟福的模型。玻尔原子模型玻尔原子模型（又称分层模型）：当原子只有一个电子时，电子沿特定球形轨道运转；当原子有多个电子时，它们将分布在多个球壳中绕核运动。不同的电子运转轨道是具有一定级差的稳定轨道。丹麦物理学家玻尔（N.Bohr,18851962)电子云模型（现代物质结构学说）现代科学家们在实验中发现，电子在原子核周围有的区域出现出现的次数多，有的区域出现的次数少，就像“云雾”笼罩在原子核周围。因而提出了“电子云模型”。电子云密度大的地方，表明电子在核外单位体积内出现的机会多，反之，出现的机会少。1 1定义：定义：原子是原子是化学变化中化学变化中的最小粒子。的最小粒子。一、一、原子的构成原子的构成原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子电荷电荷+10-1质量质量1.672610-27kg1.674910-27kg(1.672610-27)kg18362、原子的构成原子的构成（带正电）（带正电）（带负电）（带负电）不显不显电性电性核电荷数（核电荷数（Z）=质子数质子数=核外电子数核外电子数(e)原子的体积很小原子的体积很小原子内部有一个很大的空间原子内部有一个很大的空间 原子的质量原子的质量集中集中在原子核上，在原子核上，30，000吨吨30，000吨吨 但是：但是：原子核半径小于原子核半径小于原子半径的万分之一，体积占原子体积的几千亿分之一，原子半径的万分之一，体积占原子体积的几千亿分之一，从下表中你能总结出什么规律从下表中你能总结出什么规律?原子的种类原子的种类 质子数质子数中子数中子数核外电子数核外电子数氢氢101碳碳666氧氧888钠钠111211氯氯171817从表中可以得出：从表中可以得出：1、核电荷数核电荷数 =质子数质子数 =核外电子数核外电子数(原子核所带的电荷数简称为原子核所带的电荷数简称为核电荷数核电荷数)2、质、质 子子 数数 不不 一一 定定 等等 于于 中中 子子 数数3、原、原 子子 中中 不不 一一 定定 含含 有有 中中 子子4、构成原子的必要粒子是质子和电、构成原子的必要粒子是质子和电 子，子，决定原子种类的是核内质子数决定原子种类的是核内质子数，它必不可少。它必不可少。粒子种类粒子种类电性电性结论结论每个质子每个质子1个单位个单位正电荷正电荷由于原子核内质由于原子核内质子所带电荷与核子所带电荷与核外电子的电荷数外电子的电荷数量相等，电性相量相等，电性相反，因此，原子反，因此，原子不显电性。不显电性。中子中子不带电不带电每个电子每个电子1个单位个单位负电荷负电荷3、原子的电性 若将若将原子原子比做一个庞大的比做一个庞大的体育场体育场，而，而原子核原子核只相当于一只只相当于一只蚂蚁。蚂蚁。【思考思考】电子在核外的空间里做高速的运电子在核外的空间里做高速的运动。它们会相互碰撞打架吗？电子在核外动。它们会相互碰撞打架吗？电子在核外的排布会有什么特点？的排布会有什么特点？排布特点：电子在排布特点：电子在核外是核外是分层排布分层排布的的（电子在核外是按照（电子在核外是按照能量由低能量由低高，由里高，由里外分层排布的）外分层排布的）二、核外电子的排布二、核外电子的排布二、核外电子的排布二、核外电子的排布核外电子的运动规律电子是在电子层上电子是在电子层上分层排布分层排布的的电子层从里到外离核距离由近到远，能量由低电子层从里到外离核距离由近到远，能量由低到高到高电子总是尽先排在能量最低的电子层里（即第电子总是尽先排在能量最低的电子层里（即第一层排满了才排第二层，依次下去）一层排满了才排第二层，依次下去）第一第一第一第一 层上最多排层上最多排层上最多排层上最多排2 2个电子。个电子。个电子。个电子。第二层上最多排第二层上最多排第二层上最多排第二层上最多排8 8个电子。个电子。个电子。个电子。最外层上最多排最外层上最多排最外层上最多排最外层上最多排8 8个电子个电子个电子个电子 。每个电子层最多能容纳每个电子层最多能容纳2n2个电子，个电子，最外层不超最外层不超过过8个个（如果第一层为最外层不超过（如果第一层为最外层不超过2个）个）【思考思考】能否用一个更简明的图形来表能否用一个更简明的图形来表示原子的结构及原子核外电子的排布特示原子的结构及原子核外电子的排布特点呢？点呢？原子核原子核核电荷数核电荷数电子层电子层最外层电子数最外层电子数原子结构示意图原子结构示意图排布特点排布特点2：原子的第一原子的第一层最多排层最多排2个电子，第二个电子，第二层最多排层最多排8个电子，最外个电子，最外层电子数最多不超过层电子数最多不超过8个个（只有（只有1层的不超过层的不超过2个电个电子）。子）。2 2 9 9+11+112 22 27 7+11+11【思考思考思考思考】分析下列原子核外电子排布有什么特点？分析下列原子核外电子排布有什么特点？分析下列原子核外电子排布有什么特点？分析下列原子核外电子排布有什么特点？NaNaMgMgAlAl2 2 1 18 8+11+112 2 2 28 8+12+122 2 5 58 8+15+152 2 6 68 8+16+162 2 7 78 8+17+172 2 8 88 8+18+182 2 3 38 8+13+132 2 4 48 8+14+14SiSiP PS SClClArAr2 21 1+3+32 22 2+4+42 23 3+5+52 24 4+6+62 25 5+7+72 26 6+8+82 27 7+9+92 28 8+10+10LiLiBeBeB BC CN NOONeNeF F金属元素的原子最外层电子数一般少于金属元素的原子最外层电子数一般少于金属元素的原子最外层电子数一般少于金属元素的原子最外层电子数一般少于4 4个个个个非金属元素的原子最外层电子数一般等于或多于非金属元素的原子最外层电子数一般等于或多于非金属元素的原子最外层电子数一般等于或多于非金属元素的原子最外层电子数一般等于或多于4 4个个个个稀有气体元素的原子最外层电子数一般等于稀有气体元素的原子最外层电子数一般等于稀有气体元素的原子最外层电子数一般等于稀有气体元素的原子最外层电子数一般等于8 8个个个个【小知识小知识】物质都有趋向于稳定状态的物质都有趋向于稳定状态的特点（如：水往低处流；树上的苹果往特点（如：水往低处流；树上的苹果往下掉）。下掉）。氦氦氦氦(He(He)氖氖氖氖(Ne)(Ne)氩氩氩氩(Ar)(Ar)【稳定结构稳定结构稳定结构稳定结构】像稀有气体元素原子这样的结构叫像稀有气体元素原子这样的结构叫像稀有气体元素原子这样的结构叫像稀有气体元素原子这样的结构叫8 8 8 8电电电电子稳定结构。子稳定结构。子稳定结构。子稳定结构。若只有一个电子层，则若只有一个电子层，则若只有一个电子层，则若只有一个电子层，则2 2电子也是稳电子也是稳电子也是稳电子也是稳定结构（如：定结构（如：定结构（如：定结构（如：HeHe）。）。）。）。原子也不例外，也有趋向于稳定结构的特原子也不例外，也有趋向于稳定结构的特点。那么，什么样的结构才是原子的稳定点。那么，什么样的结构才是原子的稳定结构呢？结构呢？金属元素：最外层电子数金属元素：最外层电子数4个个,易失去电子；易失去电子；非金属元素：最外层电子数非金属元素：最外层电子数4个，易得到电子；个，易得到电子；稀有气体：最外层电子数稀有气体：最外层电子数=8个（个（He为为2个）。个）。（稳定结构）（稳定结构）元素的分类元素的分类最外层电最外层电子数子数得失电子得失电子趋势趋势化学性质化学性质结论结论一般一般小于小于4易失去易失去电子电子一般大一般大等于于等于于4易得到易得到电子电子易发易发生化生化学反学反应应等于等于8（氦（氦等于等于2）稳定结稳定结构）构）难发生难发生化学反化学反应应元素的元素的化学性化学性质与原质与原子子最外最外层电子层电子数数关系关系密切密切金属元素金属元素非金属元素非金属元素稀有气体元素稀有气体元素离子化合物：离子化合物：阴、阳离阴、阳离子相互结合形成离子化子相互结合形成离子化合物。合物。化学反应中的离子：化学反应中的离子：化学反应中的离子：化学反应中的离子：钠钠钠钠 +氯气氯化钠氯气氯化钠氯气氯化钠氯气氯化钠点燃点燃点燃点燃NaClNaCl2NaClNaCl氯化钠的形成NaNaClCl-NaCl离子的形成离子的形成离子的形成离子的形成1.离子的概念：离子的概念：带电荷的原子（或原子团）带电荷的原子（或原子团）叫做离子。叫做离子。2.阴离子：阴离子：带负电荷的原子叫做阴离子。带负电荷的原子叫做阴离子。如：如：O2、S2、F、Cl、阳离子：阳离子：带正电荷的原子叫做阳离子。带正电荷的原子叫做阳离子。如：如：H+、Na+、Mg2+、Al3+3.离子符号的书写：离子符号的书写：电荷数标注在元素符号电荷数标注在元素符号的右上角（先写数字后写的右上角（先写数字后写“”号）。号）。4.离子所带电荷数由该元素原子的最外层电离子所带电荷数由该元素原子的最外层电子数决定子数决定。带电荷的原子团也叫离子CO32_SO42_NO3_OHNH4+阳离子阴离子写法：先写元素符号，再在元素符号右上角标所带电荷数及电性例：2+g镁离子带个单位的正电荷镁离子带个单位的正电荷-氧离子带个单位的负电荷氧离子带个单位的负电荷2+gAl3+Cl_2-构成物质的粒子：构成物质的粒子：原子、分子、离子原子、分子、离子（1）由原子直接构成的物质：稀有气）由原子直接构成的物质：稀有气体（如：体（如：He、Ne)、金属（如：、金属（如：Hg、Fe）、某些固态非金属（如：）、某些固态非金属（如：C、Si）（2）由分子构成的物质：双原子（如：）由分子构成的物质：双原子（如：H2、O2、HCl）、多原子（如：）、多原子（如：O3、H2O、CO2）（3）由离子构成的物质：含有金属离）由离子构成的物质：含有金属离子或子或NH4+的化合物。如：的化合物。如：NaCl、NaOH）微微区别区别 与与 粒粒联联 系系 原原 子子 离离 子子 阳离子阳离子 阴离子阴离子结结 构构电电 性性表示法表示法相互转相互转化关系化关系核内质子数核内质子数核外电子数核外电子数核内质子数核内质子数核外电子数核外电子数核内质子数核内质子数核外电子数核外电子数不带电不带电带正电带正电带负电带负电用元素符号表示用元素符号表示 Na，S 用离子符号表示用离子符号表示 Na+用离子符号表示用离子符号表示 S2-原子失电子阳离子阳离子得电子阴离子失电子得电子三、相对原子质量、相对原子质量 一一 个个 碳碳 原原 子子 的的 质质 量：量：-2 6 kg、原、原 子子 的的 实实 际际 质质 量量 kg 不同原子的质量各不相同，可以用不同原子的质量各不相同，可以用现代科学仪器精确地测量出来。如：现代科学仪器精确地测量出来。如：一个氢原子的质量是：一个氢原子的质量是：1 167106710-27，一个氧原子的质量是：一个氧原子的质量是：2 26571065710-26，一个铁原子的质量是：一个铁原子的质量是：9 92881028810-26。这样小的数字，书写、记忆和使用起来都这样小的数字，书写、记忆和使用起来都很不方便，就像用吨做单位来表示一粒稻谷或很不方便，就像用吨做单位来表示一粒稻谷或小麦的质量一样，能不能用一种好写、好记、小麦的质量一样，能不能用一种好写、好记、好用的方法来表示原子的质量呢？好用的方法来表示原子的质量呢？2、什么是相对原子质量？什么是相对原子质量？（1）、定义）、定义：国国 际际 上上 一一 致致 同同 意意 以一以一 种种 碳碳 原原 子子 质质 量量 的的1/12作作 为为 标标 准准,其其 他他 原原 子子 的的 质质 量量 与与 它它 相比相比 较较 所所 得到得到 的的 比比,作为作为 这这 种种 原原 子子 的的 相相 对对 原原 子子 质质 量。量。碳碳-12：是含有是含有6个质子和个质子和6个中子的碳个中子的碳原子，它的质量的原子，它的质量的1/12等于等于1.6710-27 kg（2）、相）、相 对对 原原 子子 质质 量量 的计的计 算算 公公 式：式：相相 对对 原原 子子 质质 量量 一一 个个 原原 子子 的的 实实 际际 质质 量量 7-2 kg（3）、）、单位单位：相相 对对 原原 子子 质质 量量 是是 一一 个个 比比 值，值，其其 国国 际际 单单 位位 一般不写出来。一般不写出来。(4)、整个原子的质量集中在原子核上。整个原子的质量集中在原子核上。答案答案:4、氮、氮14.0 硫硫32.1 氯氯35.5 钙钙40.15、钠钠23.0 镁镁24.3 铝铝27.0钠最多，铝最少。因为钠的相对原子质量最小，铝钠最多，铝最少。因为钠的相对原子质量最小，铝的相对原子质量最大。的相对原子质量最大。6、9.28810-26铁的相对原子质量铁的相对原子质量=56.0 1.99310-27112