第三单元　人类对原子结构的认识10分钟试讲教案

第三单元

人类对原子结构的认识

[学习目标定位]

1.知道原子结构模型的演变。2.熟知原子的构成，能书写原子结构示意图，会分析元素在形成化合物时表现的化合价等性质的原因。3.认识同位素的概念，能进行有关质量数、质子数、中子数、核外电子数的计算。

一、原子结构模型的演变

1．古希腊原子学说

古希腊哲学家曾经提出，物质由不可分割的微粒(即__________)构成的。

2．道尔顿原子学说

19世纪初，道尔顿认为，物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可________，在化学反应中保持本性不变。

3．汤姆生原子结构模型

1897年，汤姆生发现原子中存在__________，并提出了一个被称为“__________________”的原子结构模型。

4．卢瑟福原子结构模型

原子由________和____________构成，________带正电荷，位于原子中心，__________带负电荷，在原子核周围空间做高速运动。

5．玻尔原子结构模型

原子核外，电子在一系列稳定的____________上运动，每个______都有一个确定的能量值。核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。

6．现代原子结构学说——电子云模型

原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用__________模型描述核外电子的运动。

原子结构模型的演变

(1)原子结构模型的演变过程反映了科学家具有质疑、创新、求实、不畏艰辛等良好的科学品质。

(2)研究探讨原子结构模型离不开正确理论的指导，科学实验和科学技术的应用。

(3)随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识还会不断深化。

1．人类对原子结构的认识经历了漫长的历史阶段。其中最有代表性的有：道尔顿的原子结构模型、汤姆生原子结构模型、卢瑟福原子结构模型和玻尔原子结构模型等。而这些原子结构模型都是建立在一定的实验研究基础上的。下列实验事实与原子结构模型建立的关系正确的是(

) A．电子的发现：道尔顿的原子结构模型

B．α粒子散射：卢瑟福原子结构模型

C．α粒子散射：玻尔原子结构模型

D．氢原子光谱：卢瑟福原子结构模型

二、原子核外电子排布

1．对于原子核外电子分层排布的状况，通常用原子核外电子排布示意图来表示，原子核外电子排布示意图又叫做原子结构示意图。

请画出下列各原子的原子结构示意图：

①O__________________________；②Ne__________________________；

③Mg__________________________；④Ar__________________________。

2．在通常情况下，稀有气体由于原子核外电子排布达到稳定(最外层____或____个电子)结构，______与其他物质发生化学反应。

1

3．在化学反应过程中，________不发生变化，但原子的____________可以发生变化。如金＋属钠原子易____________电子，形成的Na具有与____原子电子层相同的稳定结构；非金属－硫原子易__________电子，形成的S2具有与____原子电子层相同的稳定结构。

4．Na、Mg、Al等活泼金属单质与F2、O2、Cl2等活泼非金属单质发生反应生成的化合物中，金属元素和非金属元素的化合价与其在反应中失去或得到电子的数目存在一定的关系。请探究回答下列问题：

(1)金属单质Na、Mg能分别与非金属单质O2、Cl2反应生成碱性氧化物和氯化物，请写出这些氧化物和氯化物的化学式：________、________、________、________。

(2)根据Na、Mg、O、Cl原子在反应过程中失去或得到电子的数目及其最外层电子数目，推断其氧化物和氯化物中元素的化合价，将结果填入下表。

原子最外层

失去(或得到) 元素

化合价

电子数目

电子的数目

Na

Mg

2

O

6

Cl

－1

1.元素性质与原子结构的关系

原子的核外电子排布：特别是原子最外层电子数决定元素的化学性质。

(1)稀有气体元素的原子，最外层电子排布为8个电子(氦为2个电子)的稳定结构，既不易得电子，又不易失电子，所以化学性质稳定。

(2)金属元素的原子，最外层电子排布一般少于4个，所以在化学反应中易失去最外层电子，形成稳定的电子层结构。非金属元素的原子，最外层电子排布一般多于4个，所以在化学反应中易得到电子，形成稳定的电子层结构。

(3)最外层电子数决定了该元素的最高正价和最低负价。金属元素的原子失去电子，表现为正化合价，非金属元素的原子得到电子，表现为负化合价。

2．元素化合价与得、失电子数目的关系

(1)金属元素的原子失去电子，表现为正化合价，化合价数值＝失去电子的数目＝原子最外层电子数。

(2)非金属元素的原子得到电子，表现为负化合价。

最低负化合价的数值＝达到稳定结构所得电子的数目。

2．观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答下列有关问题。

(1)与离子相对应的元素的符号是__________，与原子相对应的离子的结构示意图是________________________________________________________________________。

(2)电子层结构相同的是__________(填写字母，下同)，性质最稳定的是______________，最容易失去电子的是____________，最容易得到电子的是______________。

(3)可直接相互结合形成的化合物的化学式是_______________________(写一个即可，下同)，可经过得失电子后再相互结合形成的化合物的化学式是______________。

(4)在核电荷数1～10的元素内，列举两个与B的电子层结构相同的离子，写出离子的符号：____________。

三、原子的组成

1．构成原子的微粒有电子、质子和中子，质子和中子构成原子核。

微粒

电子

质子

中子

－31－27－质量/kg 9.109×10

1.673×10

1.675×1027

2

0.000 544 7 1.007 1.008 相对质量

－19－190 电量/C 1.602×10

1.602×10

0 电荷

－1 ＋1 7 7

N原子中微粒数

根据表中基本数据，讨论下列问题。

(1)原子是由带正电的________和带负电的__________构成的，原子的质量主要集中在________上。原子核由带正电的______和不带电的______构成。

(2)存在的数量关系

①质量关系

质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) 原子的质量数与其________________近似相等。

②质子数＝__________＝__________＝____________，所以原子呈电中性。

32③原子组成符号AZX表示一个质量数为____、质子数为____的X原子。如16S表示质量数为____、质子数为____的硫原子。根据质量数和质子数可计算出______数，所以只要告诉了符号AZX，就知道了该元素原子核的组成情况。

2．填表并思考回答下列问题：

原子核

原子名称

原子符号

质子数(Z) 中子数(N)

氕

氘

氚

(1)H、D、T的原子结构相同点：____________；不同点：____________。

(2)它们虽然是不同的______，但同属于____元素。

(3)H、D、T又是________关系。

3．元素、核素、同位素的比较

元素

核素

同位素

________相同、________相同的一类原____________、________不同的同一本质

子

________都一定的原子

______的不同原子之间的互称

决定因素

质子数、中子数

234235238H、C、N三种

92U、 92U、 92U 123举例

1H、1H、1H三种核素

元素

互为同位素

1.构成原子或离子的微粒之间的数量关系

(1)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。(2)原子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数。

(3)阳离子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数＋离子所带电荷数。

(4)阴离子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数－离子所带电荷数。

2．元素、核素、同位素之间的关系如图

3．下列关于原子结构的说法正确的是(

) A．所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒，且个数都是相等的

B．质子数决定元素的种类，中子数决定核素的种类

C．原子核对电子吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引

D．原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒不可能再进一步分成更小的微粒

3

4．填空

－(1)3416S2中的质子数是__________，中子数是________，核外电子数是________，质量数是________。

－(2)微粒“AXn”核外有18个电子，则它的核电荷数为__________，核内中子数为__________。

217(3)由1H162O与H2O所代表的物质中，共有______种元素，______种原子，______种分子，互为同位素的原子有________________。

1．提出原子结构模型的科学家从时间的先后顺序来看，下列排列正确的是(

) A．汤姆生、玻尔、卢瑟福、道尔顿

B．汤姆生、玻尔、道尔顿、卢瑟福

C．卢瑟福、道尔顿、汤姆生、玻尔

D．道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔

2．下列说法不正确的是(

) A．金属元素的化合价数值等于其原子失去电子的数目

B．非金属元素的化合价数值等于其原子得到电子的数目

C．镁在氧化物中的化合价数值等于镁原子最外层电子数目

D．氯化镁中，氯的化合价数值等于氯原子最外层电子数目

3．YBa2Cu8Ox(Y为元素钇)是磁悬浮列车中的重要超导材料，下列关于8939Y的说法中不正确的是(

) A．质量数是89

B．中子数与质子数之差为50 90C．核外电子数是39

D.8939Y和39Y是两种不同的核素

4．下列说法正确的是(

) A．某微粒核外电子排布为2、8、8结构，则该微粒一定是氩原子

B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子

－＋＋＋C．F、Na、Mg2、Al3是与Ne原子具有相同电子层结构的离子

D．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素

＋5．某元素的阳离子Rn，核外共有x个电子，原子的质量数为A，则该元素原子里的中子数为(

) A．A－x－n

B．A－x＋n

C．A＋x－n

D．A＋x＋n

2146．元素、原子、核素、同位素都是重要的基本概念。根据下列8种化学符号：11H2、1H2、

62314724C、63Li、11Na、

7N、3Li、12Mg，回答问题：

(1)表示核素的符号共________种。

(2)互为同位素的是________和________。

(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是________和________。

(4)中子数相等，但质子数不相等的是________和________。

4

答案精析

新知导学

一、

1．原子

2.再分割

3．电子

葡萄干面包式

4.原子核

核外电子

原子核

电子

5．轨道

轨道

6.量子力学

活学活用

1．B

[道尔顿的原子结构模型是道尔顿通过对大气的物理性质进行研究而提出的；卢瑟福原子结构模型是通过α粒子散射实验提出的；玻尔原子结构模型是玻尔在牛顿力学的基础上吸收了量子论和光子学说的思想建立起来的。]

二、

1．①

②

③

④

2．8

2

很难

3．原子核

最外层电子数

失去最外层的1个

氖

得到2个

氩

4．(1)Na2O

MgO

NaCl

MgCl2

(2)(从左到右，从上到下)＋1

1

1

＋2

2

－2

2

7

1 活学活用

2．(1)O、Mg

、

－－(2)BCE

C

D

A

(3)MgO

NaCl

(4)N3、F

三、

1．(1)原子核

核外电子

原子核

质子

中子

(2)①相对原子质量

②核电荷数

原子序数

核外电子数

③A

Z

32

16

中子

232．(从左到右，从上到下)11H

1

0

1H或D

1

1

1H或T

1

2 (1)质子数相同

中子数不同

(2)核素

氢

(3)同位素

3．(从左到右，从上到下)质子数

质子数

中子数

质子数

中子数

元素

质子数

质子数、中子数

活学活用

3．C 4．(1)16

18

18

34

(2)18－n

A－(18－n) (3)2

4

2

1H和2H、16O和17O 达标检测

1．D

2.D

3.B －－－－－4．C

[电子排布为2、8、8结构的微粒还可能为S2、Cl等，A项错误；O2、F、Cl、＋＋＋－＋＋Li、Na、Mg2等微粒最外层电子数均达到了稳定结构，B项错误；F、Na、Mg2、Al3＋核外电子排布均为2、8结构，与Ne原子的电子层结构相同，C项正确；He原子的最外层只有2个电子，但He元素是稀有气体元素，D项错误。]

5

5．A

[质量数＝质子数＋中子数，因此要求中子数必须先要知道质量数和质子数。本题阳＋离子Rn中质子数等于阳离子的核外电子数加上阳离子所带的正电荷数，所以，该原子的中子数为A－(x＋n)＝A－x－n。]

7141423246．(1)6

(2)63Li

3Li

(3)

6C

7N

(4)11Na

12Mg 解析

(1)核素是具有一定质子数和一定中子数的某种元素的原子，一种原子即为一种核素，121H2和1H2都是分子，不属于核素，其余6种全部表示核素。(2)同位素是具有相同质子数和714不同中子数的同种元素的原子，所以6(3)143Li和3Li互称为同位素。

6C和

7N的质量数都是14，24但质子数分别为6和7，属于不同元素的原子，不能互称为同位素。(4)2311Na和12Mg的中子数都是12，但质子数分别为11和12。

6