《物质结构与性质》讲义【课题1】人类对原子结构的认识

奉化中学校本选修课程材料

课程类别：知识拓展类

课程名称：化学竞赛：物质结构与性质

目录

课题1 人类对原子结构的认识

课题2 原子核外电子的运动特征

课题3 原子核外电子的排布

课题4 元素性质的递变规律（1）

课题5 元素性质的递变规律（2）

课题6 金属键

课题7 金属晶体

课题8 离子键

课题9 离子晶体

课题10 共价键的形成

课题11 共价键的分类

课题12 键能与反应热的关系原子晶体

课题13 分子间作用力

课题14 分子晶体

课题15 杂化轨道理论

课题16 价层电子对互斥理论

课题17 分子的立体结构

课题18 配位化合物

研修背景：《物质结构与性质》是学生在学习初中《科学》“原子结构”、高中《化学1>“人类对原子结构的认识”、《化学2》“微观结构与物质的多样性”的基础

课题1 人类对原子结构的认识

学习目标：1、通过对原子结构模型演变历史的了解，认识假说、实验等科学方法在人类探索原子结构奥秘过程中的作用。

2、了解原子是由原子核和核外电子构成，绝大多数原子核由质子和中子构成。

3、认识原子组成的符号。

学习过程：

【引入】化学是什么？化学家眼中的物质世界又是怎样的？化学家已经发现和创造了3500多万种化学物质，这么多的化学物质是由什么微粒构成的？日常生活中你经常接触到一些化学物质，如铜导线、食盐、饮用水等。试指出构成这些物质的微粒各是什么？【师】两千多万种化学物质大多数由原子构成，而人类对原子的认识和探索已经历了2500多年。直到20世纪80年代，科学家才用扫描隧道显微镜观察到物体表面的原子。可你有没有思考过下列问题？

（1）原子到底是什么“东西”？

（2）科学家眼里的原子是怎样的？

（3）科学家是怎样探索原子结构的？有

哪些科学家为探索原子结构作出了重大的贡献？

【板书】一、原子结构模型的演变

1、原子结构模型的演变过程

【投影】早在公元前5世纪，古代希腊哲学

家德谟克利特认为：万物是由大量的不可分割的

的微小物质粒子组成，这种粒子叫做原子，各原子

没有的质的区别，只有形状、大小和位置的差异。

1803年英国化学家道尔顿认为同一元素的原

子，性质和位置都相同，不同元素的原子性质和

质量都不同。原子是不可再分的实心球。提出了

原子学说。

1897年，汤姆逊发现电子，他认为，正电荷

均匀地分布在原子之中，而电子就像是葡萄干面

包中的葡萄干一样散布在原子的正电荷之中，这

就是原子结构的第一个模型——葡萄干面包式模

型。

1911年，英国物理学家卢瑟福根据α粒子散

射实验，提出原子结构的核式结构模型：原子由

原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于

原子中心，电子带负电荷，在原子核周围空间做

高速运动，就像行星围绕太阳运转一样。

1913年，丹麦物理学家玻尔，引入量子论，

提出论新的原子结构模型：原子核外，电子在一

系列稳定的轨道上运动，每个轨道都具有一个确

定的能量值；核电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。

1932年，查德威克发现了原子核中有电中性的中子。

20世纪初，现代科学家揭示了微观世界波粒二象性的规律，认识到原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用量子力学方法描述核外电子的运动。提出了量子力学原子结构模型——电子云。

【生】原子结构模型的演变历史给我们的启迪：

①化学认识发展的形式与科学认识发展的形式一样是继承、积累突破和革命；

②实验方法是科学研究的一种重要方法，实验手段的不断进步是化学发展的一个关键；

③科学研究、科学发现是无止境的。

【过渡】化学变化中最小的微粒是什么？（原子）

【提问】原子是化学变化中最小微粒。同种原子的性质和质量都相同。

【板书】一、原子的构成质子

原子原子核中子

核外电子

【师】原子是由原子核和核外电子构成的，绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成。质子、中子和电子是构成原子的三种粒子，这三种粒子的质量大小、带电荷情况等方面有什么差异？请运用P31表1-7中的数据进行比较。

【强调】相对质量的概念：质子、中子的相对质量分别为质子和中子的质量与C-12原子质量（1.9932 ×10—26kg）的1/12相比较所得的数值。

【板书】1、几个关系

（1）质子和中子的质量基本相等，电子的质量最小（1/1836），原子质量主要集中在原子核上。

（2）中子不带电，质子带正电荷、电子带负电荷，质子和中子的带电量相等。【提问】原子和原子核的相对空间位置是怎样的呢？它们体积大小如何？

【师】原子核居于原子中心，由质子和中子构成，所占的体积忽略不计，几乎集中了原子的所有质量；电子在核外绕核高速旋转，所占空间较大，主要决定原子的体积。

【板书】（3）原子核居于原子中心，体积忽略不计，核外电子主要决定原子的体积。

2、两个等量关系：

（1）电性关系：原子：核电荷数= 质子数= 核外电子数

【练习1】