第一章《打开原子世界的大门》第一节原子

高中一年级第一学期《化学》化学变化中的最小微粒是什么?1.打开原子世界的大门1.1从葡萄干面包原子模型到原子结构的行星模型化学简史年代大事纪要约50万年前“北京猿人”已会用火公元前8～6千年中国(新石器时代)开始制陶器约公元前2千年中国已会铸铜中国战国时期惠施（物质是无限可分的）墨子（物质分割是有一定条件的）公元前四世纪古希腊的德谟克利特提出朴素的原子论;古希腊的亚里斯多德提出“四元素”学说公元前140～87年中国发明了造纸术十世纪中国(宋代)把火药用于制造火药箭、火球等武器1661年英国的波义耳在《怀疑派化学家》一书中给元素下了科学的定义1748年俄国化学家罗蒙诺索夫建立了质量守恒定律1772年、73年瑞典化学家舍勒和英国化学家普利斯特里分别发现并制得了氧气1777年法国化学家拉瓦锡最早用天平和为研究化学的工具，并发表《燃烧概论》，推翻了燃素学说1808年英国科学家道尔顿提出了近代原子学说1811年意大利科学家阿佛加德罗提出了分子的概念1828年德国化学家维勒证明有机物可用普通的无机物制得1860年分子学说得到世界公认1869年俄国的门捷列夫提出了他的第一个周期表1888年法国化学家勒沙特列提出了化学平衡移动原理1890年德国化学家凯库勒提出了苯分子的结构式1895年德国的伦琴发现了看不见的射线——X射线1896年法国的贝克勒尔发现了铀的放射性1903年英国的汤姆逊提出了葡萄干面包原子模型1911年英国的卢瑟福提出原子结构的行星模型1934年法国的约里奥居里夫妇发现人工放射性1942年中国的侯德榜发明了联合制碱法1965年中国科学家合成出牛胰岛素,是首次人工合成蛋白质1981年我国科学家首次人工合成完整生物活性的核糖核酸2000年人类基因组破译公元前5世纪的古希腊哲学家留基伯在致力于思考分割物质问题后得出一个结论:分割过程不能永远继续下去，物质的碎片迟早会达到不可能分。他的学生德谟克里特接受了这种物质碎片会小到不可再分的观念,并称这种物质的最小组成单位为“原子”。从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的朴素原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。古典原子论公元前460--370年德谟克利特(希腊)物质只能分割到原子为止公元前5世纪留基伯(希腊)宇宙是由不可分割的粒子组成的，这些粒子叫做原子.古典原子论战国墨子(中国)物质被分割是有条件的战国惠施(中国)物质无限可分1803年，英国科学家道尔顿提出近代原子学说，他认为原子是微小的不可分割的实心球体。道尔顿的原子模型汤姆逊原子模型（1904年）: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,中和了正电荷，从而形成中性原子。葡萄干面包模型近代原子论1895年伦琴(德国)发现了伦琴射线近代原子论1896年贝克勒尔(法国)发现了铀盐的放射性卢瑟福原子模型（1911年）：在原子的中心有一个带正电的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳一样运转。行星模型卢瑟福提出的行星模型是以经典电磁学为理论基础，主要内容有：①原子的大部分体积是空的；②在原子的中心有一个体积很小、密度极大的原子核；③原子的全部正电荷在原子核内，且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行高速的绕核运动。玻尔原子模型（1913年）:原子结构中的量子化轨道理论，电子在固定的轨道上分层运动。玻尔的原子模型薛定谔电子云模型：现代物质结构学说0)(8)(22222222VEhmzyx现代量子力学模型著名的薛定谔方程式：今日的原子结构：电子云模型原子核=质子+中子电子轨域电子原子的大部分空间是空的电子云电子云道尔顿模型Daltonmodel(1803)坚实不可分的实心球汤姆逊模型Thomsonmodel(1904)平均分布着正电荷的粒子嵌着同数目的电子拉塞福模型Lutherfulmodel(1911)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玻尔模型Bohrmodel(1913)电子在一定轨道上绕核做高速圆周运动电子云模型Electroncloudmodel(1935)现代物质结构学说近代原子模型发展历史原子是化学变化中的最小微粒。同种原子的性质和质量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何构成的呢?原子的构成原子核(质子和中子)核外电子原子中各微粒之间的数量关系、电性关系和质量关系核外电子的运动特点核外电子的排布规律(原子结构示意图)核素和同位素核外电子排布与元素性质（原子得失电子能力和化合价）间的关系知识框图1.2原子结构和相对原子质量1.原子的构成、原子核的构成是怎样的?质子(+)中子原子核原子核外电子(-){(+){一、原子结构XZA符号表示:资料1、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千万亿分之一。（如同大型体育场与蚂蚊）构成原子的粒子及其性质构成原子的粒子电子原子核质子中子电性和电量1个电子带一个单位负电荷1个质子带一个单位正电荷不显电性质量/kg9.109X10-311.673X10-271.675X10-27相对质量①资料2、原子的质量集中在原子核：原子核密度很大，假如在1cm3的容器里装满原子核，则它的质量就相当于1.2×108t，形象地可以比喻为需要3000万辆载重4t的卡车来运载。1.相对原子质量的概念是什么？计算并填写上表中的相对质量2.一个质子的相对质量如何计算？提示：对原子核内有6个质子和6个中子的一个C原子质量的1/12（1.661X10-27kg）相比较所得的数值。相对原子质量=cxmm121思考构成原子的粒子及其性质构成原子的粒子电子原子核质子中子电性和电量1个电子带一个单位负电荷1个质子带一个单位正电荷不显电性质量/kg9.109X10-311.673X10-271.675X10-27相对质量①1/18361.0071.008质量数将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数值，叫质量数。质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)原子种类质子数中子数核外电子数氢101碳666氧888钠111211氯171817几种原子的构成从表中可以看出什么？1.不同种类的原子，质子数、电子数不同2.质子数=核外电子数=核电荷数3.不是所有的原子都有中子的XAZ——元素符号质量数——核电荷数——（核内质子数）表示原子组成的一种方法a——代表质量数；b——代表质子数既核电荷数；c——代表离子的所带电荷数；d——代表化合价e——代表原子个数abcde各代表什么请看下列表示ab+dXc+e思考：8O2-各数字所表示的含义？16质量数质子数微粒HS2-Na+11填表中子数电子数23123235451801101616801135Br8035练习1、当质子数(核电荷数)核外电子数，该离子是()离子，带()电荷。2、当质子数(核电荷数)（）核外电子数，该离子是阴离子，带()电荷。阳正负离子：原子或原子团得、失电子后形成的带电微粒称为离子，离子也是构成物质的一种微粒。带正电荷的离子称为阳离子：如：H+Na+Mg2+Al3+Ca2+Ba2+Cu2+Fe3+Fe2+NH4+等等带负电荷的离子称为阴离子：如：Cl-Br-I-S2-OH-SO42-CO32-HCO3-等等粒子符号质子数电子数S2-Axn+xAym-yNH4+OH-1618X-ny-m1110910填表中子(A－z)个——决定同种元素不同种原子核电荷数(Z)=原子序数=质子数=核外电子数原子核核外电子z个——决定元素的化学性质质子z个——决定元素种类质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)原子ZX的三种微粒间的关系：A[练习]1.据最新报道，放射性元素钬67Ho可有效地治疗肝癌。该元素原子核内的中子数与核外电子数之差（）A.32B.67C.99D.1662．据报道，1994年12月科学家发现了一种新元素，它的原子核内有161个中子，质量数为272，该元素的原子序数为（）A.111B.161C.272D.433AA1663、填写下表微粒质量数质子数中子数电子数27Al32S2-23Na+X-17182713141332161618231112103518二、同位素两同(同质子数、同一元素)两不同(中子数不同、原子不同)，如12C、l3C、14C等。特点：(1)同位素的化学性质几乎完全相同，物理性质略有差异(2)在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素的原子个数百分比(丰度)一般为定值。⑶同种元素的不同的同位素原子也可组成不同的单质或化合物的分子。定义：把核内质子数相同，中子数不同的同种元素的不同原子互称为同位素。同位素、元素、同素异形体的比较：元素同位素同素异形体定义对象定义实例具有相同核电荷数的同一类原子的总称广义的原子原子单质质子数相同，中子数不同的同一元素的原子由同种元素组成的结构和性质不同的单质区别与联系1、联系：同位素属于同一元素的原子；同素异形体由同一元素的原子构成。2、区别：同位素有1800余种，元素只有112种。11H、21H、31H金刚石与石墨氧气与臭氧下列符号代表几种元素？几种原子？18Ar4019K4019K+4020Ca4220Ca4019K41三、相对原子质量(1)原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。如一个8O原子的质量为2.657X10-26kg，一个6C原子的质量为1.993×10-26kg等。(2)相对原子质量，以12C原子质量的1/12(约为1.661×10-27kg作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的值。1612某原子的绝对质量126C原子的绝对质量×1/12相对原子质量=(3)质量数：如果忽略原子中电子的质量，将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值为1，则它们加起来的数叫质量数(为正整数值)。A=Z+N(4)同位素相对原子质量，各同位素原子的质量与6C原子的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素，就应当有几种同位素原子量，如17C1为34.969，17Cl为36.966等。123537(5)元素的相对原子质量：指该元素各种天然同位数原子所占的原子个数百分比与各同位素原子量乘积的加和，即：(6)元素的近似相对原子质量：指该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比与各同位素质量数乘积的加和，即：Ar≈∑同位素质量数×原子个数百分比≈A1×a%+A2×b%+A3×c%+…Ar=∑同位素原子量×原子个数百分比=A×a%十B×b%十C×c%十…[练习]：相对原子质量和近似相对原子质量的计算方法：已知氯元素有两种同位素原子17Cl和17Cl，其中17Cl的相对原子质量是34.969,在自然界中的百分比是75.77%,17Cl的相对原子质量是36.966，在自然界中的百分比是24.23%，分别计算Cl元素的相对原子质量和近似相对原子质量。解：Cl元素的相对原子质量:34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.453Cl元素的近似相对原子质量:35×75.77%+37×24.23%=35.4846353537371.法国里昂的科学家最近发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是（）A．该粒子不显电性B．该粒子质量数为4C．与氢元素的质子数相同D．该粒子质量比氢原子大练习C2.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E、D、C、B、A3.现有bXn－和aYm＋两种离子，它们的电子数相同，则a与下列式子有相等关系的是（）（A）b－m－n（B）b＋m＋n（C）b－m＋n（D）b＋m－nB1.3揭开原子核外电子运动的面纱核外电子分层排布电子按能量高低在核外分层排布。1234567KLMNOPQ由内到外，能量逐渐升高核外电子的排布规律1.电子总是尽先排布在能量最低的电子层里。2.每个电子层最多只能排布2n2个电子。3