原子结构模型的演变和原子核外电子的排布 (2)
化学:1.3.2《人类对原子结构的认识》教案5(苏教版必修1)
第三单元人类对原子结构的认识——原子结构模型的演变一、教材分析1、经过前两单元的学习,学生已经认识到了化学世界物质的精彩纷呈,了解到研究物质的实验方法的多种多样。
在有了这些知识基础后,教材选择了化学史中人类对原子认识的不断深入、原子结构模型的不断演变的过程引入原子结构的内容,这样安排既水到渠成地把学生带入完全的化学微观世界,又为整个专题“化学家眼中的物质世界”作了恰到好处的诠释。
2、从“原子结构模型的演变”切入,通过认识道尔顿原子结构模型、汤姆生原子结构模型、卢瑟福原子结构模型、玻尔原子结构模型等几种典型的原子结构模型,引导学生了解人类探索原子结构的基本历程,提高学生学习原子结构知识的兴趣,同时也可让学生体会科学探索过程的艰难曲折。
在这个基础上学习有关原子构成的基础知识,了解原子核外电子分层排布、化学反应中原子外层电子排布的变化为后续专题的学习打下理论基础。
3、本专题的编写与以往的传统教材有很大的差别。
传统教材中,有关原子结构的内容是与元素周期律和元素周期表等内容编排在一起的。
现在的教材中,首先在本专题第三单元介绍有关原子结构模型的演变和原子的构成等内容,再在《化学2》中系统介绍原子核外电子排布和元素周期表等知识。
这样编写不仅有助于学生在《化学1》后三个专题的学习中能从原子结构的有关知识角度认识某些元素的化学性质和氧化还原反应等概念,而且体现了知识结构的循序渐进和螺旋式上升的特点。
二、教学目标知识与技能:1、通过本节课的学习,使学生了解原子结构演变的历程,体验科学实验、科学思维对创造性工作的重要作用。
2、了解钠、镁、氧等常见元素原子的核外电子分层排布的情况,知识这类原子在化学反应过程中常通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实。
通过氯化钠、氧化镁的形成过程初步了解发生化学反应的本质。
过程与方法:通过教学素材的交流和讨论,充分发挥学生的学习主动性,通过卢瑟福a散射实验探究原子结构的分析,体会科学探究的过程与方法。
高一化学(必修一)人类对原子结构的认识
一、原子结构模型的演变历史年代原子结构模型的名称主要理论依据或技术原子结构模型的主要论点公元前5世纪古希腊哲学家德谟克利的古代原子说原子是构成物质的微粒,万物都是由间断的、不可分割的微粒——原子构成的,原子的结合和分离是万物变化的根本原因19世纪初英国科学家道尔顿的近代原子学说参考元素化合时具有确定的质量比的关系①物质由原子构成;②原子不能被创造,也不能被毁灭;③原子在化学变化中不可再分割,它们在化学变化中保持本性不变19世纪末20世纪初汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型①原子中存在电子,电子的质量为氢原子质量的;②原子中平均分布着带正电荷的微粒,这些微粒之间镶嵌着许多电子1911年英国物理学家卢瑟福的带核原子结构模型参考α粒子的散射现象①原子由原子核和核外电子组成,原子核带正电荷,位于原子中心,电子带负电荷,在原子核周围做高速运动;②电子的运动形态就像行星绕太阳运转一样1913年丹麦物理学家玻尔的原子轨道模型运用量子论观点研究氢原子光谱①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;②电子在这些轨道上运动时,既不放出能量,也不吸收能量20世纪初现代量子力学原子结构模型(电子云模型)微观世界的波粒二象性①原子是由原子核和核外电子构成的;②电子运动不遵循经典力学的原理;③对于多电子原子,电子在核外一定空间近似于分层排布二、原子结构与元素的性质1.原子的核外电子排布(1)自从道尔顿提出原子论后,人们相继发现了、和等,对原子结构的认识更加深刻。
现在人们已经知道,原子是由和构成的,对于原子,可以近似认为电子在原子核外是分层排布的。
例如,(2)核外电子排布的表示方法——结构示意图人们常用原子结构示意图表示原子的核外电子排布,如氧原子的结构示意图为,钠原子的结构示意图为。
2.元素的化学性质与原子核外电子排布的关系(1)稀有气体元素原子最外层电子数为8(氦为2),是稳定结构,不易得失电子,因此化学性质稳定,一般不跟其他物质发生化学反应。
高一化学苏教版必修一同步精选对点训练:原子结构模型的演变、原子核外电子排布
原子结构模型的演变、原子核外电子排布1.原子结构模型简明形象地表示出了人类对原子结构认识逐步深化的过程,原子结构模型的演变阶段正确的是()①道尔顿原子模型②阿伏加德罗原子模型③拉瓦锡原子模型④玻尔原子模型⑤电子云模型⑥汤姆生原子模型⑦卢瑟福原子模型⑧舍勒原子模型A.①⑥⑦④⑤B.②③④⑤⑥C.①③⑤⑦⑧D.②④⑥⑧⑦2.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3.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4.根据下列结构示意图判断,化学性质最稳定的是()A. AB. BC. CD. D5.核电荷数为1~18的元素中,下列叙述正确的是()A.最外层只有一个电子的元素一定是金属元素B.最外层只有二个电子的元素一定是金属元素C.最外层只有三个电子的元素一定是金属元素D.核电荷数为17的元素的原子容易获得1个电子6.根据下列结构示意图判断,化学性质最稳定的是()7.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8.某元素的原子核外有三个电子层,最外层电子数是4,该原子核内的质子数是() A. 14B. 15C. 16D. 179.下列离子中,所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是()A. Al3+B. Mg2+C. Be2+D. H+10.在1~18号元素中,有A、B两种原子,A原子的第三层比B原子的第三层少3个电子,B原子的第二层电子数恰好为A原子第二层电子数的2倍。
原子结构模型的演变
构模型。
一、原子结构模型的演变
4.卢瑟福的带核原子结构模型:
英国物理学家 卢瑟福 根据α—粒子散射现象,指 出原子是由 原子核 和 核外电子 构成的, 原子核 带正 电荷,位于 原子中心 ,它几乎集中了原子的全部质量, 电子 带负电荷,在原子核周围空间作高速运动,就像行星 环绕太阳运转一样。
一、原子结构模型的演变
He、Ne、Ar为稀有气体,常以单原子分子的单质存 在,表现出化学性质很不活泼,很难与其它元素化合。
原子结构示意图:
He
+2 2
Ne
+10 2 8
Ar
+18 2 8 8
钠离子的形成
钠原子 钠离子
Na
失一个电子
Байду номын сангаас
Na+
Na — e
Na+
氯离子的形成
氯原子 氯离子
- 得一个电子
Cl+ e-
Cl-
—
+
5.丹麦物理学家玻尔的轨道原子结构模型。
丹麦物理学家玻尔指出,电子在原子核外 空间内稳定的 轨道 上绕核作 高速 运动。
一、原子结构模型的演变
6.电子云模型(现代原子结构学说)
现代科学家根据微观世界的波粒二象性规律, 提出用 量子力学 的方法描述核外电子运动。
模型 年代 依据 主要 内容 问题
道尔顿 1803
a-m=b+n
a= b+m-n
课堂练习3: 2.有X,Y,Z三种元素,X原子核内无中子,Y原 子的第三个电子层上有3个电子,Z原子最 外层电子数是其电子层数的3倍.试判断 X____,Y____,Z____. 并画出其原子结构 示意图______, _____, _____.这三种元素 所组成的化合物的化学式为_______.
原子核外电子排布
•
• 什么是原子?原子由哪些微粒构成?
•原子的结构
•
质子:带一个单位的正电荷
•原子核
•
•+
中子:不带电
•原子
•不•带电 核外电子:带一个单位的负电荷
•-
•原子中:核电荷数=质子数=原子序数=核外电子
数•离子中:核电荷数=质子数=原子序数=核外电子 数
•
•它们是同一种元素吗?
•
•6、若aAn+与bB2-两种离子的核外电子层结构相同,
• 则a的数值为
()
•A.b+n+2 B.b+n-2 C.b-n-2 D.b-n+2
•7、某元素的核电荷数是电子层数的5倍,其质子数 •是最外层电子数的3倍,该元素的原子结构示意图 •为
•
•B
•
•C
•
•B
•
•C
•
•A
•
•A、所含质子数=A-n B、所含中子数=A-Z •C、所含电子数=Z+n D、质量数=Z+A
•
• 原子结构示意图 •第二电子层
• 钠原子结构示意图
•(次外层 ) •第三电子层
•第一电子层
•(最外电子层
•核电荷数
)
•最外层电子数 •原子核
•+11 •2 •8 •1
•电子 层
•核外电子排 •次外层电子数
•与原子核的距离:近 •②能量最远低原理:电子先排布在能量最低的电子层里
•电子层能量:低
•K层
高
•原子核对核外电子的吸引力:大
小
•
原子半径:小
大
•思考:同一横行的原子,原子核对核外电子的吸引力变化趋势?
核外电子分层排布与原子结构模型
1803年,道尔顿提出:构成物质的最小 粒子是原子,原子是不可再分的实心球体。
科学史话——原子结构的探索历程
英国物理学家 汤姆生
枣糕模型
1897年,汤姆生在原子内部发现了电子,
人们终于抛弃了原子不可分割的陈旧观念。
科学史话——原子结构的探索历程
英国科学家
有核模型
卢瑟福
1911年,卢瑟福通过精密的实验证明在原子
0.00000000000000000000000000167 Kg
碳原子 1.993×10 - 26
氧原子 2.657×10 - 26
0.00000000000000000000000002657 Kg
铁原子
9. 2 8 8 x 10 -26
二:相对原子质量(Ar)
(衡量原子的质量的一种方法)
以一种碳原子(C—12)质量的1/12为 标准,其他原子(一个)的质量跟它相比 较所得的比。
中心有一个极小的核,电子绕核做高速旋转。
英国物理学家 查德维克
1918-1932年 发现质子中子
英国科学家 卢瑟福
1911年 行星式有核模型
英国物理学家 汤姆生
1897年 枣糕模型
英国化学家 道尔顿
1803年 实心球模型
科学史话——原子结构的探索历程
+ ++
学习探究一 原子是怎样构成的? + ++
原子是化学变化中的最小粒子
三、联系和区别
分子
分裂
构成
物质
原子
下列关于分子原子的叙述是否正确
分子原子都是构成物质的粒子 分子大,原子小 分子之间没有间隔,原子之间没有 分子能保持物质的化学性质,原子不能 在化学变化中,分子可以再分,原子不能
原子结构模型的演变
O 得 2e-
O2(- 带2个单位负电荷)
原子得失电子与化合价的联系P30
⒈金属单质Na、Mg能分别与非金属单质O2、Cl2反应生成氧 化物和氯化物,请写出这些氧化物和氯化物的化学式。
Na2O、MgO、NaCl、MgCl2 ⒉根据Na、Mg、O、Cl原子在反应中失去或得到电子
铜由铜原子直 接构成
食盐由离子构成
水由水分子构成
一、原子结构模型的演变:
1、道尔顿原子模型:提出原子论 原子是实心球
2、汤姆生原子模型:发现电子(带负电荷) “葡萄干面包式”
3、卢瑟福原子模型:发现原子核结构
带核的原子结构模型
4、玻尔原子模型:发现核外电子的能量
分层模型
5、现代原子模型:核外电子的运动和电子排
注意:多条规律必须同时兼顾。Βιβλιοθήκη 2、核外电子排布的表示方法:
①原子结构示意图:
原子核
电子层
原子核
第2层 第1层
第3层
+18 核电荷数
Ar
+18 2 8 8
原子核带正电
K层
L层
该电子
核电荷数
层上的
电子
该电子层上的电子数
M层
②离子结构示意图:
辨析原子结构示意图和离子结构示意图: 原 子:核内质子数=核外电子数 阳离子:核内质子数 > 核外电子数 阴离子:核内质子数 < 核外电子数
元素、核素和同位素的关系:
核素 某种元素 核素 同位素
同位素的特性:
(1)化学性质几乎完全相同:
35 17
Cl、17
37
Cl
(2)物理性质不同:N不同,A不同,M不同,m不同
(3)原子个数百分比(即丰度)基本不变:
质子数=核外电子数
2)相对原子质量大小
3.电子:带负电 决定元素的化学性质
4.质量数(A): 忽略电子质量,将质子、 中子的相对质量取其 整数相加
A=Z+N
练习:
1)质子、中子、电子、H+四种微粒中.
质量最大的是( )最小的是( )
2)a克32S2-中含有电子数为( )mol
A A A A IA
5 6 7 8 9 10 L 8
K2
3 11 12
III B
IV B
V B
VI VII BB
VIII
IB
II B
13 14 15 16 17 18
M L k
18 8 2
4 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36
5 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54
6
55 56
5771
72 73 74 75 76 77 78 79 80
81 82 83 84 85 86
7 87
88
89103
氯元素的相对原子质量 = 34.969*75.77% + 36.966*24.23% = 35.453
(4)元素的近似相对原子质量
如:氯元素的近似相对原子质量 = 35*75.77% + 37*24.23% = 35.48
1869年,俄国化学家门捷列夫: 1)按相对原子质量由大到小依次排列 2)化学性质相似放在一个纵行
每一个小格中的符号和数字的意义
注*是人造元素
红色指放射性元素 相对原子质量
原子结构模型电子排布
03
副族元素原子的价电子数等于 族序数加1。
04 原子结构模型的意义与影 响
对化学键的影响
共价键
01
电子的排布决定了原子间形成共价键的性质,共价键的形成与
电子云的交叠有关。
离子键
02
电子的排布也影响离子键的形成,当电子完全转移时,形成离
子键。
金属键
03
在金属晶体中,电子的流动性决定了金属键的性质,这种流动
量最低原理和泡利原理。
主族元素原子的次外层电子 数不超过18个,次外层电子
数等于族序数加2。
主族元素原子的最外层电子数 等于价电子数,价电子数等于
族序数。
副族元素的电子排布
01
副族元素原子的最外层电子数 不超过2个,次外层电子数不 超过18个。
02
副族元素原子的电子填充顺序 为(n-2)f、(n-1)d、ns等能级 ,遵循能量最低原理和泡利原 理。
原子核位于原子的中心, 由质子和中子组成,集中 了原子的绝大部分质量。
电子
电子围绕原子核运动, 其数量与元素的化学性
质密切相关。
能级
原子内部电子运动的能 量高低不同,这些不同 的能量状态称为能级。
电子云
电子在原子内以一定的 概率分布,这种概率分
布区域称为电子云。
02 电子排布规则
泡利不相容原理
泡利不相容原理是原子结构模型中的基本原 理之一,它指出在任何一个原子中不可能存 在两个或更多的电子具有完全相同的量子状 态。
量子力学模型
量子力学模型是描述微观粒子运 动规律的理论框架,它解决了经
典力学无法解释的微观现象。
量子力学模型中,电子在原子中 的运动状态是由波函数描述的, 而电子排布则由电子云密度分布
原子结构示意图
① 能量最低原理
②每个电子层最多只能容纳2n2个电子。
③ 最外层最多只能容纳 8个电子(K层为最外层时不能 超过2个)
次外层最多只能容纳18个电子(K层为次外层时不 能超过2个
倒数第三层最多只能容纳32个电子
练习:
⒈原子核外电子是
排布的
⒉金属元素的原子最外层一般
个电子,
在化学反应中易
电子形成与稀有气体原
子电子层排布相同的阳离子(稳定结构)。
⒊非金属元素的原子最外层一般
个电子,
在化学反应中易
电子形成与稀有气体原
子电子层排布相同的阴离子(稳定结构)。
⒋化学反应中,原子核不发生变化,但原子的
发生变化,元素的化学性质主要决定于原子结
构中的
。
6、元素化合价与最外层电子数的关系
①最外层电子数﹤4时,容易失去电子
原子 (正化合价=最外层电子数)
②最外层电子数≥4时,容易得到电子
(负化合价=最外层电子数-8)
关系:元素化合价在数值上等于原子失去 或得到的电子数目(失为正,得为负)
小结:
1 原子结构模型的演变 道尔顿→汤姆生→卢瑟福 →玻尔→量子力学
注意:多条规律必须同时兼顾。
失去电子
+12 2 8 2
+12 2 8
Mg
Mg2+
得到电子
+8 2 6
+8 2 8
O
O2-
钠离子的形成
钠原子
钠离子
失一个电子
Na
Na+
Na — e
Na+
氯离子的形成
氯原子
得一个电子
氯离子 -
原子结构模型的演变2
历 史 足 迹
原子是一个平均分布着正电荷的阳极球,其中均 匀镶嵌着许多电子,中和了电荷,从而形成了中 性原子。
1911卢瑟福提出了原子的 “核式模型””
原子由原子核和电子构成 电子在核周围做高速运动,就 像行星围绕太阳运转一样。
1913年,丹麦物理学家玻尔提出的原子结构模型, 他认为核外电子是分层排布的。
在你眼中…?
在化学家眼中…?
你知道吗
?
水由水分子构成
铜由铜原子直 接构成
食盐由离子构成
让 历 史 为 我 们 开 启 认 识 原 子 结 构 的 大 门
请大家结合初中学过的知识及教材P27-28 的短文,对下列几个问题分组讨论
1、原子结构模型的演变经历了哪几个重要阶段?
2、用简洁的语言表达各阶段(道尔顿、汤姆生、 卢瑟福、波尔)对原子结构模型的认识特点? 3、请你谈谈从原子结构的演变得到什么启迪?
2、根据Na、Mg、 O、 Cl原子在反应中 失去或得到电子的数目和该原子的最外层电子 数目,推断其氧化物和氯化物中元素的化合价, 将结果填入表1-6?(见教材P30)
元 素 化合价 原子最外层 电子数目 失去(或得到) 电子的数目
Na
Mg O Cl
+1
+2
1
2 6 7
1
2
-2
-1
2 1
随堂检测:
+18
+2
+10
He
Ne
Ar
+12
+1
+8
H
O
Mg
观察教材P29页图1-27几种原子的核外电子排 布,核外电子是如何分层排布的呢?
得出结论: 1、第一层最多排2个电子,第二层最多排 8个电子,最外层最多排8个电子。 2、稀有气体最外层是2个或8个,达到 稳定结构。
原子结构核外电子排布
原子结构核外电子排布原子是构成物质的基本粒子,由原子核和核外电子组成。
原子的核心包含质子和中子,而电子则以轨道的方式绕核心运动。
核外电子的排布对原子的化学性质和化合能力产生重要影响。
以下是关于原子结构核外电子排布的详细介绍。
在经典的玻尔理论中,电子的排布被描述为沿不同轨道(也称为能级)绕核心旋转。
每个能级最多能容纳一定数量的电子,根据波尔理论,每个能级上的电子数量可以用以下公式计算:2n²(n为能级的编号)根据这个公式,第一能级(最靠近原子核的能级)最多可以容纳2个电子,第二能级最多可以容纳8个电子,第三能级最多可以容纳18个电子,以此类推。
这个公式说明了为什么特定能级上的电子数量不同。
然而,随着量子力学的发展,人们意识到玻尔理论只能部分解释原子结构。
量子力学描述了电子运动的波动性质,并引入了概率密度的概念,用来描述电子在不同位置出现的可能性。
根据量子力学,电子不能准确地被定位在轨道上的一些点上,而是存在于一个电子云中。
电子云是描述电子出现概率分布的三维区域,具有不同概率密度的区域对应着不同的轨道形状。
根据不同的轨道形状,电子的能量也不同。
主要能级被标记为1,2,3...,并由字母s,p,d,f等来表示不同的子能级。
每个主要能级的子能级又分别由s,p,d,f等轨道来区分。
s轨道是最基本的,是球形对称的,最多能容纳2个电子。
每个能级的第一个子能级都是s轨道,即1s,2s,3s等。
p轨道是具有 dumbbell(哑铃形)形状的轨道,并且在空间中有不同的方向。
每个能级的第二个子能级都是p轨道,即2p,3p,4p等。
每个p轨道最多能容纳6个电子。
d轨道是复杂的轨道形状,涉及到更多的区域和方向。
每个能级的第三个子能级都是d轨道,即3d,4d,5d等。
每个d轨道最多能容纳10个电子。
f轨道是更复杂的轨道形状,涉及到更多的区域和方向。
每个能级的第四个子能级都是f轨道,即4f,5f等。
每个f轨道最多能容纳14个电子。
原子结构与核外电子排布
原子结构与核外电子排布原子结构指的是原子的组成以及其中各个粒子的排布。
简单来说,原子是由质子、中子和电子组成的。
质子和中子集中在原子的核心中,称为原子核,而电子则位于原子核外围的轨道上。
首先来看一下原子核的组成。
质子是带正电荷的粒子,质子的数量决定了原子的原子序数,也就是元素的周期表位置。
例如,氢原子的原子核中只有一个质子,因此它的原子序数为1;而氦原子的原子核中有两个质子,所以它的原子序数为2、中子是电中性的粒子,它们与质子一起组成了原子核。
接下来是核外电子的排布。
电子是带负电荷的粒子,它们围绕在原子核周围的轨道上运动。
根据量子力学理论,电子的能量是量子化的,它们只能在特定的能级上存在。
一个能级可以容纳的电子的数量是有限的,其中能量最低的能级可以容纳最多的电子。
根据泡利不相容原理,一个能级上最多只能容纳两个电子,并且这两个电子的自旋方向必须相反。
自旋是电子的一种内禀性质,可以看作是电子围绕自身轴线旋转产生的磁场方向。
因此,在填充能级时,电子会尽可能填充各个能级,而不会在一个能级上堆积。
为了方便描述核外电子的排布,科学家们发展了一种表示方法,即用电子排布图来表示原子的电子结构。
在电子排布图中,首先要知道元素的电子数。
根据元素的原子序数,可以知道元素的核外电子数。
例如,氢原子的原子核中只有一个质子,所以氢原子只有一个核外电子;氦原子的原子核中有两个质子,所以氦原子有两个核外电子。
在电子排布图中,可以按分层次填充电子。
能级较低的先填充,能级较高的后填充。
在每个能级上,可以按能级上最多只能容纳两个电子的原则,填充电子。
另外,根据尽量将自旋方向相反的电子填充在同一能级上的原则,电子可按照↑↓↑↓...的顺序填充。
以氧元素为例,氧元素的原子序数为8,所以氧原子有8个核外电子。
按照能级填充顺序,首先填充1s能级,这个能级最多只能容纳2个电子。
因此,氧原子的1s能级上填充了2个电子。
接下来填充2s能级,这个能级最多也只能容纳2个电子。
原子结构模型的演变
金属Na、Mg分别与非金属单质O2、 Cl2发生反应,生成氧化物和氯化物, 填写下面表格,写出其化学式。
化学式:NaCl Na2O MgO MgCl2
元素
化合价
原子最外 得失电子 层电子数 数
Na
ห้องสมุดไป่ตู้+1
1
失1e-
Mg
(3)某粒子具有还原性,且这种粒子失去2 个电子以后变成原子,这个粒子的符号是 ___S_2_- _
第三单元
人类对原子结构的认识
目标要求: 1.了解原子结构模型发展的五个阶段。 2.掌握原子结构示意图。 3.掌握电子排布规律。 4.了解元素化合价与电子得失关系。
一.原子结构模型的演变
原子结构模型是科学家根据自己的认识,对原子结 构的形象描摹。一种模型代表了人类对原子结构 认识的一个阶段。人类认识原子的历史是漫长的, 也是无止境的。
下面介绍的几种原子结构模型,简明而又形 象地表示出了人类对原子结构认识逐步深化的演 变过程。
1.道尔顿原子模型(1803年)
①物质都是由原子构成的; ②原子是微小的不可分割的实心球体; ③同种元素的各种原子的性质和质量都相同 理论依据:元素化合时具有确定的质量比
道尔顿的“原子实心球体模型”
2.汤姆生原子模型(1904年) 原子是一个平均分布着正电荷的球体,其 中镶嵌着许多电子,中和了正电荷,从而 形成了中性原子。
①电子只能在一些特定的轨道上运行; ②电子在特定轨道上运行时,不发射也不
吸收能量; ③当电子从一个具有较高能量的轨道跃迁
到具有低能量的轨道时,就要发射出能 量,反之吸收能量。
5.电子云模型(1927年—1935年)
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由内到外,能量逐渐升高
2.几种原子的核外电子排布
3.原子结构示意图
Mg +12
282
O +8 2 6
1~18号原子结构示意图
8电子稳定结构
Ne、Ar、Kr、Xe等最外层8电子结构的原子化 学性质很稳定,其稳定性是由核外电子排布决 定。
当原子最外层只有一层时,则2个电子即为稳定结构。
1913年,丹麦物理学家玻尔认为核外电子是分层
排布的。电子在一系列稳定的轨道上运动。
丹麦物理学家玻尔
20世纪初,科学家发现了中子,揭示了微 观世界波粒二象性规律、认识到原子核外电子 的运动不遵循经典力学的原理,建立用量子力 学方法描述核外电子运动的数学模型。
原子核外电子排布
1.原子核外电子层
第三单元 人类对原子结构的认识
原子结构模型的演变
它们由什么微粒构成?
铜由铜原子构成
食盐由离子构成
水由水分子构成
原子结构的探索阶段
古希腊哲学家 卢瑟福 道尔顿 玻尔 汤姆生 代原子学说
原子模型:原子是坚实的、 不可再分的实心球。
道尔顿的原子学说:
所有物质都是由不可分割的原子构成
多电子原子最外层的电子数小于8个时,在化学 反应中总是易得到或失去电子而达到最外层8电子 的稳定结构。
问题解决
请从原子结构角度提出可能的观点:
解释镁原子与氧原子形成氧化镁的过
程。
Mg +12
282
Mg2+ +12
28
Mg2+
O2-
O +8 2 6
O2- +8
28
迁移应用:分析钠原子与氯原子形成氯 化钠的过程。
原子
①金属最外层电子数﹤4时,易失去电子 (化合价=+失去的电子数目) ②非金属最外层电子数>4时,易得到电子 (化合价=最外层电子数-8)
关系:元素化合价在数值上等于原子失去 或得到的电子数目(失为正,得为负)
结论
1、活泼金属元素最外层电子数较少,易失电子变 为带正电荷的阳离子
Mg 失 2eMg2+(带2个单位正电荷)
2、活泼非金属元素最外层电子数较多,易得电子变为 带负电荷的阴离子
O
得 2e-
O2(带2个单位负电荷)
交流与讨论
在MgO和NaCl的形成过程中,原子核有没有变化? 什么粒子在变化?
原子核不发生变化,原子最外层电子发生了 变化。
原子不能被创造,不能被毁灭。
在化学变化中,保持本性不变。
1897年,汤姆生提出了原子结构的 “葡萄干面包式”
模型
发现了原子中存在电子
原子是一个平均分布着正电荷的阳极球,其中 均匀镶嵌着许多电子,中和了电荷,从而形成 了中性原子。
1911年卢瑟福根据α粒子散射现象提出带核的原子
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,电子在核周围做 高速运动,就像行星围绕太阳运转一样。
分析MgO和NaCl形成过程的电子得失情况,又能得 出什么结论呢?
得到的电子和失去的电子数目相等。
P30问题解决
Na2O、MgO、NaCl、MgCl2
元素
Na Mg O Cl
化合价
+1 +2 -2 -1
原子最外层电子 数目
1 2 6 7
失去(或得到)电 子的数目
1 2 2 1
分析NaCl、MgO中各元素的化合价,找出化合价与 得失电子的数目的关系。
α粒子散射实验
如何解释这个现象呢?
为什么α粒子会被弹回来? 为什么大多数α粒子穿过了金箔,而 被弹回的α粒子只有0.01%?
为什么α粒子被弹回来了,原子内正 电荷却没有被轰击出来?
卢瑟福的结论:
原子内大部分是空的,所以大多数α粒子 得以穿过金箔。 原子所有的正电荷和几乎全部质量都 集中在一个很小的区域,即原子核。