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1、第一册(下)思考:1.构成物质的微粒有哪些?分子、原子、离子2.原子是由哪些粒子构成的?19世纪初,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。近代原子学说的创立1897年,英国科学家汤姆生发现了电子,1904年他提出,原子好像一个带正电荷的球,电子作为点电荷镶嵌在球中间。这是他解释元素化学性质发生规律性变化而反复思考得出的。英籍新西兰科学家卢瑟福E.Rutherford,1871 1937原 子 核 的 发 现1911年前后,新西兰物理学家E卢瑟福把一束高速运动的 粒子(质量数为4带2 个正电荷的氦原子)射向一片极薄的金箔,他惊奇的发现,过去一直认为原子是“实心球
2、”,由这些实心球紧密排列而成的金箔,竟有大多数 粒子没有改变方向,如入无人之境畅通无阻,就像金箔不存在一样。只有很少部分 粒子通过时发生偏移或直线弹回。根据以上现象讨论:大多数粒子通过说明了什么?少数粒子偏移或直线弹回说明了什么?原子不是实心球,原子内部是“空旷”的金箔内部有带正电荷的粒子存在,且集中在一个很小的核心上(称作原子核);所带的正电荷数大于 粒子;质量大于 粒子。波尔原子模型构成原子的粒子电子原子核质子 中子电性和电量一个电子带一个单位负电荷,电量为1.610-19C一个质子带一个单位正电荷不显电性质量(kg)9.10910-311.67310-271.67510-27相对质量1/
3、1836 1.007 1.008原子构成的粒子及其性质数量关系:核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数质量关系:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)原子核核外电子 Z个质子 Z个中子(AZ)个原子XA Z一.原子结构质量数:对质子和中子的相对质量取整数相加的数值,即近似原子量电性关系:原子:质子数核外电子数 原子质量主要集中在原子核上。原子核体积很小,只占原子体积的几亿分之一说明:原子不是实心球体,在原子核外有一个“很大”的空间供电子作高速运动。原子核与电子之间既存在吸引力,又存在排斥力。当达到平衡时,电子既不会飞离走,又不会紧贴在原子上。不是任何原子都由质子中子和电子构成。如:氢原子。在
4、原子中,质子数一定等于核外电子总数,但不一定等于中子数。一般质子数中子数。二 核素 同位素1.元 素-具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子。具有一定数目的质子和一定数目中子的一种原子。核素 同一元素的不同核素之间互称同位素。同位素 2.核素、同位素元素核素 核素(同位素)碳元素有三种同位素三种碳原子质子数中子数原 子 名称 相对原子质量6 6 碳-12原子(12C)12(单位为1)6 7 碳-13原子(13C)13(近似值)6 8 碳-14原子(14C)14(近似值)238U92铀的同位素U23592U23492是制造原子弹和作核反应堆的燃料U23592H11H21H31氕氘 氚氢的同位素
5、H21H31氘氚是制造氢弹的材料,氘氚聚变会释放大量的能量。爆炸物235U氘+氚锂+氘、氢 3.关于同位素的说明(1)同种元素的不同核素,质子数相同,在周期表中占同一位置,也是同位素的原意。(2)同种元素的各核素互称同位素,其化学性质几 乎完全相同,组成的单质和化合物物理性质有微小的差异。(3)在天然存在的某元素里,不论是游离态还是化合态,核素所占的原子百分比一般是不变的。XZAmn n离子电荷原子数目质量数质子数化合价质量数质子数微粒ClS2-Na+35 17中子数 电子数23 123235 451818 171016 16801135Br8035练习填表1.已知硫原子的质量数是32,求中子
6、数。2.某氯原子的中子数为20,求质量数。3.某原子质量数为18,核外有8个电子,求中子数。4.某二价阳离子含有10个电子,12个中子,求质量数。5.某硫原子的相对原子质量是32.06,求中子数。6.某一价阴离子含有10个电子,10个中子,求质量数。7.元素R的一个原子,质量数为a,其阴离子Rn-有b个电子,求中子数。8已知R2+核内共有N个中子,R的质量数为A,mgR2+中含电子的物质的量是多少?163710241619a-(b-n)1molR2+中含有电子:A-N-2mgR2+中含有电子的物质的量:mA(A-N-2)mol【问题】已知碳元素有一种核素14C,具有放射性,当动物或植物死亡后,
7、每5720年其含量将减小一半,据此可为确定古代文物所处年代有特殊的应用。试指出:1、该原子核内中子数比质子数大多少?;2、1mol该原子中所含电子有多少摩?;3、若以该原子与氕原子组成甲烷分子,该分子的质量数是多少?。若使1mol这种甲烷分子在空气中完全燃烧,则发生转移的电子有多少摩。26188mol【讨论】氧的同位素含有三种核素16O、17O、18O。18O常作为研究化学反应机理的示踪原子,试以18O2回答有关问题。1、该原子内的质子数、中子数、电子数之比为。2、另有一种离子M3+,其核外电子数与18O2相等,则M3+与18O2 的核内质子数之比为;其核外电子数之比为;4:5:513:811
8、填空:1.元素_(有或无)质量数。2.元素的种类由_决定,核素的种类由_决定。无质子数质子数和中子数共同一种元素对应一类原子一种核素对应一种原子原子符号也就是核素符号判断 下列叙述正确的是()(A)质子数相同的微粒之间一定互为同位素(B)已发现的元素有112种,因此有112种原子(C)属于同位素的原子一定为同种元素(D)水(H2O)和重水(D2O)互称同位素不一定,如HF、H2O、NH3、CH4等分子质子数相同。大多数元素均有同位素,原子数目远远超过112种。因属于同位素的原子的质子数相同。同位素指的是原子之间关系,不是分子之间的关系。C 三.元素的相对原子质量 1.原子的质量 即核素的实际质
9、量,通常以kg 作单位。2.原子的相对原子质量 核素的质量与一个 12C质量的1/12相比较所得的值,单位为1。2.656110 kg26如一个 O的质量为1615.994915 如一个 16 O的相对原子质量为根据某原子的实际质量求:.根据NA求:M=某原子质量.NA例:符号 质量数 核素的相对原子量 x%35Cl 35 34.969 75.77%37Cl 37 36.966 24.23%1717 氯元素的相对原子质量:34.969 75.77%+36.966 24.23%=35.453氯元素的近似相对原子质量:35 75.77%+37 24.23%=35.48 3.元素的相对原子质量:各种
10、天然核素的相对原子质量与其所占原子百分比的乘积之和。4.元素的近似相对原子质量:各种天然核素的质量数与其所占原子百分比的乘积之和。经实验测定,氧元素的三种天然核素的相对原子质量及其丰度如下表所示,求氧元素的相对原子质量。核 素O O O相对原子质量(u)15.994915 16.999133 17.99916丰度(%)99.759 0.037 0.20418 1617 解 答Ar(O)=15.99491599.759%+16.9991330.037%+17.999160.204%=15.9994【思考】当物质结构的粒子足够小(达到nm级)时,会表现出一些特殊的性能。当以接近光速运动的电子运动在
11、原子大小的空间范围内时,是否也会表现出某些不同于宏观物体运动的特征呢?四.原子核外电子运动状态以氢原子为例:氢原子核外电子的运动,在离核较近的区域范围内出现的机会较多,在离核稍远的地方出现机会较少,就好像带负电荷的“云雾”笼罩在原子核的周围,于是就形象地称为“电子云”。小点疏密电子在核外空间出现机会的多少 1、电子云原子核外电子运动状态的形象描述关于“电子云”需要说明的几个问题:电子云中的一个个小点并不表示一个个电 子,而是表示电子在原子核外相应空间范围 内的出现机会。电子云稀薄的地方,表明电子在该区域内 出现的机会较少,电子云密的地方,表明电 子在该区域内出现的机会较多。氢原子核外的电子云不
12、是平面的圆形,而 是呈球形对称分布。2.电子层 含多个电子的原子中,电子是分层排布的。能量较低的电子运动在离核较近的区域,能量较高的电子运动在离核较远的区域。电子层数(n)1 2 3 4 5 6 7电子层符号K L M N O P Q内层 能量由底到高 外层区域表示运动着的电子离核远近及能量高低核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数K L M N1氢12氦23锂2 14铍2 25硼2 36碳2 47氮2 58氧2 69氟2 710氖2 8HHeLiBeBCNOFNe核电荷数元素名称元素符号各电子层的电子数K L M N11钠Na 2 8 112镁Mg 2 8 213铝Al 2 8 314硅S
13、i 2 8 415磷P 2 8 516硫S 2 8 617氯Cl 2 8 718氩Ar 2 8 819钾K 2 8 8 120钙Ca 2 8 8 23.核外电子分层排布的一般规律(2)K层为最外层时,最多能容纳的的电子数(3)(其它各层为)最外层,最多能容纳的电子数(4)次外层最多能容纳的电子数(5)倒数第3层最多能容纳的电子数(6)第n层(各层)里最多能容纳的电子数2818322n2(1)能量最低原理:核外电子总是先排布在能量最低电子层里,然后依次排布在能量升高的电子层上必须同时符合(1)原子结构示意图Cl核电荷数 电子层该层电子数4.核外电子排布的表示方法(2)电子式:示意原子最外层电子数
14、2、画出Li、Na、K、F、Cl、Br的原子结构示意图。3、画出Na、K、Cl、Br的离子结构示意图。微粒符号 质子数 电子数H2O NH4+OH-10 1011 10910CH4、NH3、HF、NeH3O+、Na+、Mg2+、Al3+F、O2、NH2、N3等电子体练习:核外电子排布规律的应用1.最外层有1个电子的元素有_2.最外层有2个电子的元素有_3.最外层电子数次外层电子数的元素有_4.最外层电子数电子层数的元素有_5.最外层电子数是电子层数2倍的元素有_6.最外层电子数是次外层电子数2倍的元素有_7.最外层电子数是内层电子数的一半元素有_8.最外层电子数电子层数时,一般是_类元素9.最
15、外层电子数电子层数时,一般是_类元素10某微粒的核外各层电子数目分别为2、8、8,该微粒一定是氩原子吗?为什么,H Li Na Be Mg He Be Ar H Be Al Ge Bi He C S CLi P 非金属金属可能是,Ar K+Cl-S2-微粒核电荷数未确定五.原子结构与元素化学性质的关系1.稳定结构最外层8个电子(K层为2电子)的结构稀有气体原子都是稳定结构不稳定结构最外层电子数小于8的结构(K层小于2)化学反应中不稳定结构总是通过各种方式(得失电子、共用电子对)趋向达到稳定结构2.核外电子排布与元素性质的关系元素的原子半径由_决定元素的化学性质主要由_决定元素的化合价主要由_决定质子数、电子层数最外层电子数最外层电子数金属元素的原子最外层电子数一般少于4,易失电子达稳定结构表现金属性。非金属元素的原子最外层电子数一般多于4,易得电子达稳定结构表现非金属性元素失电子的性质金属性元素得电子得性质非金属性