原子

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原子的结构

原子的结构

B.硫原子核内有16个质子 C.硫原子最外层电子的能量低于第二层电子的能量
图3-2-1
D.硫原子在化学反应中容易失去电子
答案 B 原子结构示意图中,圆圈内数字表示核电荷数,弧线表示电子
层,弧线上的数字表示该层上的电子数,离圆圈最远的弧线表示最外层;
电子离核越远,能量越高。一般,最外层电子数≥4,在化学反应中易得到
知识点二 原子核外电子排布 1.电子层 在含有多个电子的原子里,有的电子在离核较近的区域运动,有的电子 在离核较远的区域运动,科学家形象地将这些区域称为电子层。 2.核外电子的分层排布 原子核外电子分布在不同的电子层上,电子离核越近,能量越低;离核越 远,能量越高。 3.原子结构示意图
图3-2-1
2.关于原子的下列叙述中,正确的是 ( ) A.所有原子的原子核都是由质子和中子构成的 B.原子是化学变化中的最小粒子 C.原子中不存在带电粒子,故整个原子不显电性 D.原子只能构成分子,不能构成物质 答案 B 有一种氢原子的原子核内没有中子,A项错误;原子是由带正 电的原子核和带负电的电子构成的,由于核电荷数=核外电子数,所以整 个原子不显电性,C项错误;原子既可以构成分子,也可以直接构成物质, 如银、铜等金属都是由原子直接构成的,D项错误。
例3 已知一个碳12原子的质量为n kg,一个A原子的质量为m kg,则A原
子的相对原子质量可表示为

解析 相对原子质量是以碳12原子质量的1/12为标准,其他原子的质量
与它相比较所得的比,据此可求得Ar(A)=
mkg nkg 1
=12m 。
n
12
答案 12m
n
题型一 考查原子结构示意图
例1 (2016山东威海中考)图3-2-2为某原子结构模型的示意图,其中a、

什么是原子

什么是原子

什么是原子
原子,是宇宙中最小的物质粒子,它构成着物质世界,是我们认知宇宙最基本的单位。

本文将介绍原子构成、性质及其运用。

一、原子构成
1)原子核由质子和中子组成,外围由电子组成;
2)原子核以质量的多少来反映,外围电子的数量及其所在的能级;
3)电子编织起来的电磁结构可以控制原子的性质;
4)构造复杂的原子核,可以产生新元素,比如重原子核,称为合成原子。

二、原子性质
1)催化剂:原子呈现催化作用,促使非生物反应在低温下迅速发生;
2)固定极端条件下,原子性质可以失真或变化;
3)原子可以控制与外界物质的相互作用,这让物质变成不同形式;
4)原子对不同的环境有着各种响应,可以影响有机体的整体形状与功
能。

三、原子的运用
1)原子可以存储能量,比如在核电站中,以放射性元素的性质来驱动
反应;
2)原子在医学上的应用,如分子诊断法, DNA鉴定,核素检查等;
3)原子在微纳加工方面可以用于製造桩,把原子聚合在一起,并可以
对不自发共振的原子进行加工控制;
4)原子作为新型混合材料,如金属-碳复合材料,碳纳米管复合材料等,都受到了工业界的发展。

综合以上,原子可以说是宇宙能量及物质的起源。

原子构建了万物,
使物质变得有形,使它们具有特定的性质,历史的发展及今日的广泛
应用,让它们拥有了更多的可能性。

什么是原子和电子

什么是原子和电子

什么是原子和电子一、原子的概念原子是物质的基本单位,是构成所有物质的基础。

在化学和物理学中,原子被认为是最小的粒子,它在化学反应中保持其身份和性质。

二、原子的结构原子由原子核和核外电子组成。

原子核位于原子的中心,由质子和中子组成,质子带正电,中子不带电。

核外电子围绕原子核运动,电子带负电。

三、原子的性质1.原子是电中性的,即原子核所带的正电荷数等于核外电子所带的负电荷数。

2.原子具有一定的化学性质,由其原子的种类和电子排布决定。

3.原子可以通过化学反应与其他原子结合,形成化合物。

四、电子的概念电子是原子的基本组成部分之一,是带有负电荷的粒子。

电子在原子中围绕原子核运动,距离原子核越远,电子的能量越高。

五、电子的作用1.电子参与化学反应,通过共享或转移电子,形成化学键,使原子之间结合成分子。

2.电子的排布决定了原子的化学性质和反应性。

3.电子的能级分布和跃迁决定了原子的吸收和发射光谱。

六、原子的电子排布原子的电子排布遵循一定的规律,电子首先填满能量最低的轨道,然后依次填充能量更高的轨道。

原子的电子排布决定了原子的化学性质和反应性。

七、原子的同位素同位素是指具有相同原子序数(即相同的原子核中质子的个数)但质量数不同(即原子核中质子和中子的总数不同)的原子。

同位素具有相似的化学性质,但物理性质可能有所不同。

八、原子的应用原子在科学技术中有广泛的应用,如核能发电、核医学、原子钟、材料科学等。

原子是物质的基本单位,由原子核和核外电子组成。

原子具有电中性、化学性质和一定的结构。

电子是原子的基本组成部分之一,围绕原子核运动,参与化学反应和形成化学键。

原子的电子排布和同位素对其性质和应用有重要影响。

习题及方法:1.习题:什么是决定原子化学性质的最小粒子?解题方法:根据知识点,我们知道决定原子化学性质的最小粒子是电子。

答案:电子。

2.习题:原子由哪两部分组成?解题方法:根据知识点,我们知道原子由原子核和核外电子组成。

原子的结构完整版PPT课件

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工业领域应用
放射性同位素可用于材料 检测、无损探伤、辐射加 工等。
其他领域应用
放射性同位素还可用于科 学研究、环境保护、农业 生产等领域。
放射性同位素对环境影响及安全防护措施
对环境影响
放射性同位素衰变产生的射线会对环境和生物体造成危害,如污 染空气、水源和土壤等。
安全防护措施
为了保障人类和环境安全,需要采取一系列安全防护措施,如合 理选址、屏蔽防护、废物处理等。
放射性同位素概念及来源
放射性同位素定义
01
具有相同原子序数但质量数不同的同位素,能自发地放出射线
并转变为另一种元素。
放射性同位素来源
02
天然放射性元素和人工合成放射性元素。
放射性同位素衰变类型
03
α衰变、β衰变和γ衰变。
放射性同位素在医学、工业等领域应用
医学领域应用
放射性同位素可用于诊断 和治疗疾病,如放射性碘 治疗甲状腺疾病、PET扫 描等。
过渡元素位于周期表中间部分, 包括3~12列的元素。它们具有 多种氧化态和丰富的化学性质, 是构成众多合金和催化剂的重要
成分。
稀有气体元素
稀有气体元素位于周期表的最右 侧,它们具有稳定的8电子构型 (氦为2电子构型),化学性质 极不活泼,一般不易与其他物质
发生化学反应。
04
化学键与分子间作用 力
化学键类型及特点
分子间作用力影响物质的物理性质
分子间作用力主要影响物质的熔点、沸点、密度、硬度等物理性质。一般来说,分子间作用力越强,物质的熔点 、沸点越高,密度越大,硬度也越大。例如,氢键的存在使得水的熔沸点异常高,范德华力则主要影响由分子构 成的物质的物理性质。
05
原子光谱与能级跃迁

分子与原子

分子与原子

德智教育原子中小学生会员制学习成长俱乐部分子和原子1、原子定义:化学变化中的最小微粒。

2、化学反应的实质:化学变化中分子分裂成原子,原子重新组合成新分子。

3、分子、原子的主要区别:在化学反应中,分子可分,原子不可分。

4、原子的基本性质: (1)、原子也是构成物质的一种粒子,其质量、体积都非常小。

(2)、原子同分子一样,也是时刻不停地做高速的无规则运动。

温度越高,能量越大,运动速度就越快。

(3)、原子之间也有一定的间隔。

原子的构成 1、原子是由原子核和核外电子构成的。

原子核居于原子的中心,带正电,是由带正电的质子和呈电中性的中 子构成的。

原子核所带的正电荷数(又称核电荷数)等于核内的质子数。

质子数与核外电子数相等,原子核 所带的电量与核外电子的电量相等、电性相反,原子作为一个整体不显电性。

原子的构成示意图原子结构模型图2、不同原子,核电荷数不同、核内质子数不同。

3、构成原子有三种粒子:质子、中子、电子。

但不是所有的原子都是由这三种粒子构成的。

如氢原子中只有 质子和电子,没有中子。

4、原子核内的质子数不一定等于中子数,如,钠原子核内 11 个质子,12 个中子。

5、核外电子在核外分层运动,也叫分层排布,可用原子结构示意图将电子在核外排布形象地表示出来。

6、国际上以一种碳原子质量的 1/12 为标准,其他原子质量跟它相比较所得的比,作为这种原子的相对原子 质量。

原子的实际质量 相对原子质量 = C12原子的实际 1 / 12(单位:1)相对原子质量(近似等于)=质子数+中子数 跟质子、中子相比,电子的质量很小,所以原子的质量主要集中在原子核上。

电子在原子核外空间里围绕着 原子核作高速运动。

第 n 层总共可以容纳 2n^2 个电子 习题 1、分子和原子的主要区别是( ) A.分子大、原子小 B.分子间有间隔,原子间没有间隔 C.在化学变化中,分子可以再分,而原子不可再分 D.分子在不停运动,原子不运动第 1 页 共 1 页德智教育中小学生会员制学习成长俱乐部2、 A B C D.原子的体积及在化学变化中的表现是由电子决定 3、下列有关粒子的叙述中错误的是( ) A.原子是最小的粒子 B.分子在不断的运动 C.构成物质的粒子有分子、原子、离子 D.NaCl 是由离子构成的物质 4、能直接构成物质的微粒有 ( ) A.分子和原子 B.质子和中子 C.质子和电子 D.电子和中子 5、原子中所含质子数等于 ( ) A.中子数 B.核外电子数 C.中子与电子数之和 D.构成分子的原子数 6、碳的原子量是 ( ) A.12 克 B.1/12 C.一种碳原子质量的 1/12 D.12分子1、分子的基本性质 (1)分子是构成物质的一种粒子,其质量、体积都非常小。

原子1

原子1
• ② 当电子层不同,亚层相同时,n愈大,
各 E4s相。应的轨道能量愈高。例如,E2s<E3s<
• ③ 当两者都不相同时,轨道能量有交错
现象。即(n-1)d轨道能量大于ns轨道的能 量。在同一周期中,各元素随着原子序 数递增,核外电子的填充次序为:ns, (n-l)d,np。
(n-1)d > ns n≥3 (n-2)f > ns n≥4
2.计算公式:某原子的相对原子质量
=—某—原子—的实—际质—量 — 碳原子质量 × 1/12
标准=1.993×10-26Kg×1/12=1.66×10-27Kg
1.6726×10-27Kg
质子的相对质量=
≈1
1.6606×10-27Kg
1.6749×10-27Kg
中子的相对质量=
≈1
1.6606×10-27Kg
一 原子轨道的能级 (一)单电子原子轨道能级
E n = - ─z─2 ×2.18×10-18 J n2
(二)多电子原子轨道能级
1.鲍林能级图
6p
5d
6s
4f
5p 5s
4d
4p 能量 4s
3d
4 3 2 1
原子轨道能量的高低为:
• ① 当同一电子层,不同亚层时,轨道的能 量次序为s<p<d<f。例如,E3s<E3p<E3d。
2.角量子数(电子亚层)l 角量子数l同一电子层中电子的能量还有微小的 差别,电子云的形状也不同。电子层分成一个 或几个电子亚层。
取值为:0,1···(n-1),每一电子层中所包含的电子亚 层数不超过其电子层数。用符号s(l=0)-球型、 p(l=1)-亚铃型、d(l=2)-花瓣型、f(l=3)等表示。 在同一电子层里,亚层电子的能量是按ns、np、 nd、nf的顺序依次增大的。

原子的物理知识点总结

原子的物理知识点总结

原子的物理知识点总结一、原子的历史1. 原子的起源和发展古代人们对原子的概念最早可以追溯到古希腊时期。

古希腊哲学家德谟克利特认为宇宙是由原子构成的,这种叫做“原子论”的哲学思想对后来化学、物理学的发展产生了深远的影响。

公元前5世纪,古希腊哲学家德谟克利特提出了原子理论,他认为世界上的一切物质都是由不可分割的原子组成的。

公元前4世纪,古希腊哲学家柏拉图和亚里士多德分别论述了原子学说,使原子学说得到发展。

17世纪,英国科学家伽利略和泰勒独立提出了原子理论。

1803年,英国科学家道尔顿提出了原子假说,并提出了道尔顿原子论。

19世纪末,英国科学家汤姆逊发现了电子,为原子结构的研究奠定了基础。

20世纪初,爱因斯坦和布朗尼根发现原子运动规律。

2. 原子的实质古时候,人们认为原子是世界上的最小粒子,因此名称“原子”。

20世纪初,随着量子力学的发展,人们逐渐认识到原子是由更小的粒子组成的。

至今为止,已经证明原子是由质子、中子和电子组成的。

质子和中子构成原子的核,电子绕核运动。

质子的电荷为正电荷,中子没有电荷,电子的电荷为负电荷。

质子和中子的质量大致相等,约为1.67×10^-27千克,而电子的质量比质子和中子小很多,约为9.11×10^-31千克。

在原子中,电子的质量可以忽略不计,因此原子的质量主要来自于质子和中子。

3. 原子的结构原子的结构是由实验证实的。

经典的原子结构模型是由英国科学家汤姆逊提出的,称为“西瓜核模型”。

这个模型认为原子是一个带正电的基底,电子均匀分布在其中,就像西瓜核和果肉一样。

然而,经过实验证实,汤姆逊的模型是不正确的。

20世纪初,英国科学家卢瑟福发现了原子的核,并提出了“卢瑟福核模型”。

这个模型认为原子是由一个带正电的核和围绕核运动的电子组成的。

电子围绕核运动的轨道上,根据不同能级排列。

根据量子力学理论,电子的位置是不确定的,只能给出概率分布。

因此,电子云模型认为电子不是沿着确定轨道运动的,而是以一定概率分布在原子核周围。

原子的结构

原子的结构

原子一、原子1.原子的结构原子是由位于原子中心的中子构成的。

原子核位于原子的做高速运动。

注:(1)不是所有原子的原子(2)核电荷数=质子数(3)原子的质子数(或核数不同。

(4)原子核内质子数与中2.核外电子的排布 (1)原子的核外电子排布①电子层在含有多个电子的原子里能量高的通常在离核较远的区稍远的叫第二层,由里向外依②原子结构示意图:如钠(2)元素原子最外层电子原子的相关知识 中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成。

原子原子的中心,体积很小,原子里有很大的空间,电子的原子核中都有中子。

子数=核外电子数。

或核电荷数)决定原子的种类,因此不同种类的原数与中子数不一定相等。

子排布 原子里,电子的能量并不相同,能量低的通常在离核较近远的区域运动。

把能量最低、离核最近的叫第一层,向外依次类推,叫三、四、五、六、七层。

如钠原子结构示意图。

层电子数与元素化学性质的关系原子核是由质子和电子在这个空间里类的原子,核内质子核较近的区域运动,,能量稍高、离核元素类别 稀有气体元素 金属元素非金属元素 一般多(3)原子结构示意图的书要正确书写原子结构示意①每一电子层上所容纳的纳2×12=2个;第二层上能容纳②核外电子是逐层排布的依此类推。

③最外层电子数不得超过二、离子1.离子概念:带电的原子(或原分类:阳离子:带正电的原子或原阴离子:带负电的原子或原离子的形成过程:(1)金属原子的最外层电核外电子数,所以带正电荷(2)非金属原子的最外层于核外电子数,所以带负电荷2.离子符号(1)离子符号表示的意义(2)分子、原子和离子的最外层电子数 得失电子倾向 8个(He 为2) 不易得失 一般少于4个 易失去最外层电子 一般多于4个或等于4个 易得到电子图的书写及相关判断构示意图,必须遵循核外电子排布的一般规律:容纳的电子数不超过2n 2个(n 为电子层数)。

例如,能容纳2×22=8个电子;第三层上能容纳2×32=18个电子排布的,先排满第一层,再排第二层,第二层排满后得超过8个。

原子的知识点归纳总结

原子的知识点归纳总结

原子的知识点归纳总结一、原子的概念原子是构成物质的基本单位,是由质子、中子和电子组成的微观粒子。

它是化学性质的基本单位,也是物质的最小单位。

原子的结构非常复杂,是由各种基本粒子通过强相互作用力和电磁力相互作用形成的。

原子的大小通常用纳米(1纳米=10^-9米)或者皮米(1皮米=10^-12米)来描述。

原子的质量大约为10^-27千克,因此可以近似地看作质点。

现代物理学认为,原子具有波粒二象性,既可以像粒子一样表现出固有的质量和位置,也可以像波一样表现出波长和频率。

这意味着我们不能用经典的物理学来全面描述原子的行为,而需要运用量子力学来解释。

二、原子的组成1. 质子质子是原子核中的一种基本粒子,带正电荷。

它的质量大约是电子的1836倍。

质子数量决定了元素的种类,因为原子的化学性质主要取决于电子的排布,而原子核的质子数量并不改变。

各种元素的质子数量不同,决定了它们的原子序数。

例如,氢原子的原子核中只有一个质子,氦原子的原子核中有两个质子,氧原子的原子核中有八个质子。

2. 中子中子也是原子核中的一种基本粒子,不带电。

它的质量与质子相近,也大约是电子的1836倍。

中子的数量并不影响原子的化学性质,但会影响原子的同位素。

原子的同位素是指具有相同质子数量,但中子数量不同的原子。

同位素之间的化学性质相似,但物理性质不同,例如放射性和稳定性。

3. 电子电子是原子中的围绕核运动的基本粒子,带负电荷。

它的质量非常小,大约是质子和中子的千分之一。

电子的数量和排布决定了原子的化学性质。

电子绕核运动的轨道数量和能级也随着原子的原子序数不同而不同。

三、原子核原子核是原子的中心部分,由质子和中子组成。

在原子中,质子和中子被强相互作用力绑在一起,形成一个极其紧凑、密集的结构。

原子核的直径约为10^-15米,而原子的整体直径约为10^-10米,这意味着原子的绝大部分体积是空的。

原子核具有正电荷,而电子围绕核运动,形成了原子的外部电子结构。

元素的原子结构

元素的原子结构

元素的原子结构元素是由相同类型的原子组成的物质。

每个元素都有其特定的原子结构,包括原子的组成、排列和性质。

本文将探讨元素的原子结构及其重要组成部分。

一、原子的基本构造原子是物质的最小单位,由原子核和围绕核的电子组成。

原子核由质子和中子组成,质子具有正电荷,中子不带电荷。

电子围绕原子核运动,具有负电荷。

二、元素的元素符号和原子序数每个元素都有自己的元素符号和原子序数。

元素符号通常是由元素英文名称的一个或几个字母组成。

原子序数是指元素中的质子数目,也代表了元素的核电荷。

以氢元素为例,其元素符号为H,原子序数为1;氧元素的元素符号为O,原子序数为8。

三、元素的原子质量原子质量是指元素中一个原子的质量,通常以原子质量单位(amu)表示。

原子质量单位定义为碳同位素C-12的质量的1/12。

元素的原子质量可以通过周期表上的数值获得。

例如,氢的原子质量为1.008 amu;氧的原子质量为16.00 amu。

四、元素的电子结构每个元素的电子结构决定了其化学性质和反应行为。

电子结构是指电子在原子中的分布情况,包括电子的能级和轨道。

电子能级以数字和字母表示,数字表示能级的主量子数,字母表示能级的子量子数。

每个能级可以容纳的电子数量有限,遵循一定的规则。

轨道是电子在能级上的运动轨迹,包括s、p、d、f四种不同类型的轨道。

不同的轨道形状决定了电子在空间中可能存在的不同位置。

以氧元素为例,其电子结构为1s²2s²2p⁴。

其中,1s是第一个能级,能容纳2个电子;2s是第二个能级,也能容纳2个电子;2p是第二个能级的子能级,能容纳6个电子,氧元素填充了其中的4个电子。

五、元素的同位素元素的同位素是指具有相同原子序数但质量数不同的原子。

同位素之间的质量差异主要体现在中子的数量上。

以碳元素为例,它有三种主要同位素:C-12、C-13和C-14。

其中C-12是最稳定的同位素,质量数为12;C-13的质量数为13,比C-12多一个中子;C-14的质量数为14,比C-12多两个中子。

原子的结构和性质

原子的结构和性质

原子的结构和性质原子是物质的基本构建单元,由一个中心核和绕核运动的电子组成。

原子的结构和性质对于理解物质的性质和化学反应机制至关重要。

本文将从原子的结构、原子的物理性质、原子的化学性质和原子的性质的变化等方面进行阐述。

首先,原子的结构主要由原子核和电子组成。

原子核是位于原子中心的带正电荷的粒子,由质子和中子组成。

质子带正电荷,中子不带电荷。

电子是带负电荷的粒子,围绕在原子核外层的电子壳中。

原子核的质量集中在质子和中子上,而电子的质量很小。

原子的物理性质包括质量、电荷和大小。

原子的质量可以通过质子和中子的数量来确定,通常用原子质量单位来表示。

原子的电荷由电子和质子的数量决定,通常情况下原子是电中性的,即正电荷和负电荷平衡。

原子的大小通常通过原子半径来表示,原子半径的大小和电子壳的分布有关,一般来说,原子的半径越大,中心核和外层电子之间的距离越远。

原子的化学性质主要涉及原子的化学键和化学反应。

原子通过与其他原子形成化学键来形成化合物。

化学键主要包括共价键和离子键。

共价键是通过电子共享来形成的,如在氢气分子中,两个氢原子共享一对电子。

离子键是由正离子和负离子之间的吸引力形成的,如氯化钠中的氯离子和钠离子。

化学反应是指原子之间的重新排列以形成新的化学物质。

在化学反应中,原子的化学键会被打破和形成,导致反应物变为产物。

原子的性质会随着原子的变化而变化。

首先,原子的性质可以通过元素周期表来归类和预测。

元素周期表是按照原子序数排列的表格,元素周期规律地从左到右和从上到下排列。

在同一周期中,原子的大小和电负性呈现出规律性的变化。

在同一族中,原子的性质也会有相似之处,如同一族的元素通常具有相似的化学性质。

其次,原子的性质还与原子的能级结构有关。

原子中的电子按照能级填充,每个能级可以容纳一定数量的电子。

不同能级的电子具有不同的能量。

最外层的电子被称为价电子,它们对于原子的化学性质起着重要的作用。

价电子的数量和分布决定了原子的化学键和化学反应。

原子的组成和结构

原子的组成和结构

原子的组成和结构原子是构成物质的基本单位,是由质子、中子和电子组成的。

质子和中子位于原子核中心,电子则绕着原子核运动。

原子的组成和结构对于理解物质的性质和化学反应具有重要意义。

原子的组成原子的组成包括质子、中子和电子三种基本粒子。

质子和中子位于原子核中心,电子则绕着原子核运动。

质子和中子的质量相近,都是约1.67×10^-27千克,而电子的质量则很小,只有质子和中子的1/1836。

质子是带正电荷的粒子,其电荷量为基本电荷e,即1.6×10^-19库仑。

中子是不带电的粒子,其质量与质子相近。

电子是带负电荷的粒子,其电荷量也为e,但质量很小。

原子的结构原子的结构包括原子核和电子云两部分。

原子核是由质子和中子组成的,是原子的中心部分。

电子云则是由电子组成的,是围绕原子核运动的电子的空间分布。

原子核的直径约为10^-15米,而整个原子的直径约为10^-10米,因此原子核只占据了整个原子体积的极小部分。

原子核的质量主要由质子和中子贡献,而电子的质量则很小,可以忽略不计。

电子云是由电子组成的,是围绕原子核运动的电子的空间分布。

电子云的形状和大小取决于电子的能量和运动状态。

在基态下,电子云呈球形分布,而在激发态下,电子云则呈现出不同的形状。

原子的电子结构原子的电子结构是指电子在原子中的分布情况。

根据泡利不相容原理、电子互斥原理和洪特规则等原理,可以确定原子中电子的排布方式。

泡利不相容原理指出,同一原子中的电子不可能具有完全相同的四个量子数。

电子互斥原理指出,每个轨道最多只能容纳两个电子,并且这两个电子的自旋量子数必须相反。

洪特规则则指出,电子在填充轨道时,会优先填充能量最低的轨道。

根据这些原理,可以确定原子中电子的排布方式。

例如,氢原子只有一个电子,其电子结构为1s^1;氦原子有两个电子,其电子结构为1s^2;碳原子有六个电子,其电子结构为1s^2 2s^2 2p^2。

原子的化学性质原子的化学性质主要由其电子结构决定。

什么是原子

什么是原子

什么是原子?原子是物质的基本构成单位,是化学元素的最小可分割粒子。

它是由质子、中子和电子组成的。

原子的三个主要组成部分如下:1. 质子:质子是原子核中带有正电荷的粒子。

每个质子的电荷都是+1,质子的质量约为1.67×10^-27千克。

质子的数量决定了一个原子的原子序数,也称为元素周期表中的位置。

2. 中子:中子是原子核中没有电荷的粒子。

中子的质量与质子相近,约为1.67×10^-27千克。

原子中的中子数量可以不同,这样就形成了同一元素的不同同位素。

3. 电子:电子是带有负电荷的粒子,绕着原子核中的质子和中子运动。

电子的电荷为-1,质量相对较轻,约为9.11×10^-31千克。

电子的数量决定了原子的电子结构和化学性质。

原子的直径通常在1×10^-10米左右,因此原子被视为微观世界中最小的可分割粒子。

然而,随着科学技术的发展,我们已经能够观察到和操纵单个原子,通过扫描隧道显微镜和原子力显微镜等仪器。

原子的结构是由量子力学理论描述的。

根据量子力学的原理,原子的电子存在于离散的能级中,而且在每个能级上只能容纳一定数量的电子。

这些能级由主量子数、角量子数、磁量子数和自旋量子数等量子数来描述。

原子之间通过化学键形成化合物。

化学键是原子之间的相互作用力,可以通过共价键、离子键和金属键等形式存在。

化学键的形成使得原子可以在化学反应中重新组合,并形成新的物质。

原子的研究对于理解物质的性质和化学反应机制至关重要。

通过对原子的结构和化学性质的研究,化学家能够预测和控制物质的性质,以及开发新的材料、药物和能源等应用。

因此,原子是化学研究的核心概念之一。

原子和元素的关系 通俗易懂

原子和元素的关系 通俗易懂

原子和元素的关系通俗易懂原子和元素是化学学科中两个重要的概念,它们之间存在着密切的关系。

在我们日常生活中,无论是呼吸的空气还是身体组成的物质,都离不开原子和元素的存在。

那么,什么是原子?什么是元素?它们之间的关系又是怎样的呢?让我们来了解一下原子的概念。

原子是构成物质的基本单位,它是由质子、中子和电子组成的。

质子和中子位于原子的核心,电子则绕核心旋转。

每个原子都有一个特定的原子序数,即元素周期表中的原子序数,例如氢的原子序数为1,氧的原子序数为8。

原子的质量主要由质子和中子决定,而电子的质量相对较小,可以忽略不计。

原子通过化学反应进行组合和分解,形成不同的物质。

而这些物质就是由元素构成的。

元素是指由相同类型的原子组成的物质,它是构成化学物质的基本单位。

元素可以通过化学符号来表示,如氢元素的化学符号为H,氧元素的化学符号为O。

根据元素的原子序数,我们可以在元素周期表中找到相应的元素。

元素的种类非常丰富,目前已经发现了118种元素。

其中,一些元素是非常常见的,如氧、碳、氢等元素。

而一些元素则非常稀有,如锇、铑等元素。

元素的性质是由其原子的组成和结构决定的,不同元素之间的性质各不相同。

原子和元素之间的关系是密不可分的。

一个元素由许多相同类型的原子组成,而不同元素则由不同类型的原子组成。

例如,氢气是由两个氢原子组成的,氧气是由两个氧原子组成的。

当不同元素的原子组合在一起时,就会形成化合物,如水是由氢原子和氧原子组成的。

通过研究原子和元素,我们可以更好地理解物质的性质和变化。

化学实验通过改变原子和元素的组合方式,探索不同物质的性质和用途。

例如,通过改变原子的组合,可以制造出不同种类的塑料,用于各种不同的应用领域。

总结起来,原子是构成物质的基本单位,而元素是由相同类型的原子组成的物质。

它们之间的关系是非常紧密的。

通过研究原子和元素,我们可以更好地了解物质的组成和性质,并应用于各种实际应用中。

原子和元素是化学学科中的重要概念,对于我们理解世界的本质和推动科学发展具有重要意义。

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原子科技名词定义中文名称:原子英文名称:atom定义:组成元素的最小单元。

由原子核和围绕原子核运动的电子组成。

所属学科:电力(一级学科);核电(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布百科名片原子结构示意图原子(atom)指化学反应的基本微粒,原子在化学反应中不可分割。

原子直径的数量级大约是10^-10m。

原子质量极小,且99.9%集中在原子核。

原子核外分布着电子电子跃迁产生光谱,电子决定了一个元素的化学性质,并且对原子的磁性有着很大的影响。

所有质子数相同的原子组成元素,每一种元素至少有一种不稳定的同位素,可以进行放射性衰变。

原子最早是哲学上具有本体论意义的抽象概念,随着人类认识的进步,原子逐渐从抽象的概念逐渐成为科学的理论。

目录1历史早期历史1近代史1原子结构理论发展史1组成电子1原子核1性质质量1原子半径1磁性1核性质1光谱1价电子1电离能1电子亲和能1电负性1鉴定方法扫描隧道显微镜1质谱1电子能量损失谱1激发态光谱1产生与存在核合成1地球1罕见理论稳定岛1反物质展开编辑本段历史早期历史关于物质是由离散单元组成且能够被任意分割的概念流传了上千年,但这些想法只是基于抽象的、哲学的推理,而非实验和实证观察。

随着时间的推移以及文化及学派的转变,哲学上原子的性质也有着很大的改变,而这种改变往往还带有一些精神因素。

尽管如此,对于原子的基本概念在数千年后仍然被化学家们采用,因为它能够很简洁地阐述一些化学界的新发现。

原子模型(15张)现存最早关于原子的概念阐述可以追溯到公元前6世纪的古印度。

正理派和胜论派发展了一种完备的理论来描述原子是如何组成更加复杂的物体(首先成对,然后三对再结合)。

西方的文献则要晚一个世纪,是由留基伯提出,他的学生德谟克利特总结了他的观点。

大约在公元前450年,德谟克利特创造了原子这个词语,意思就是不可切割。

在公元前4世纪左右,中国哲学家墨翟在其著作《墨经》中也独立提出了物质有限可分的概念,并将最小的可分单位称之为“端”。

尽管印度、中国和希腊的原子观仅仅是基于哲学上的理解,但现代科学界仍然沿用了由德谟克利特所创造的名称[1]。

近代史1661年,自然哲学家罗伯特·波义耳出版了《怀疑的化学家》(The Sceptical Chemist)一书,他认为物质是由不同的“微粒”或原子自由组合构成的,而并不是由诸如气、土、火、水等基本元素构成[2]。

恩格斯认为,波义耳是最早把化学确立为科学的化学家[3]。

1789年,法国贵族,拉瓦锡定义了原子一词,从此,原子就用来表示化学变化中的最小的单位。

道尔顿在《化学哲学新体系》中描述的原子1803年,英语教师及自然哲学家约翰·道尔顿(John Dalton)用原子的概念解释了为什么不同元素总是呈整数倍反应,即倍比定律(law of multiple proportions);也解释了为什么某些气体比另外一些更容易溶于水。

他提出每一种元素只包含唯一一种原子,而这些原子相互结合起来就形成了化合物[4]。

1827年,英国植物学家罗伯特·布朗(Botanist Robert Brown)在使用显微镜观察水面上灰尘的时候,发现它们进行着不规则运动,进一步证明了微粒学说。

后来,这一现象被称为为布朗运动。

1877年,德绍尔克思(J. Desaulx)提布朗运动是由于水分子的热运动而导致的。

1897年,在关于阴极射线的工作中,物理学家约瑟夫·汤姆生(J.J.Thomsom)发现了电子以及它的亚原子特性,粉碎了一直以来认为原子不可再分的设想。

汤姆生认为电子是平均的分布在整个原子上的,就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。

这也叫做葡萄干蛋糕模型[5]。

1909年,在物理学家欧内斯特·卢瑟福(Ernest Rutherford)的指导下,菲利普·伦纳德(P.E.A.Lenard)用氦离子轰击金箔。

发现有很小一部分离子的偏转角度远远大于使用汤姆生假设所预测值。

卢瑟福根据这个金铂实验的结果指出:原子中大部分质量和正电荷都集中在位于原子中心的原子核当中,电子则像行星围绕太阳一样围绕着原子核。

带正电的氦离子在穿越原子核附近时,就会被大角度的反射[6]。

这就是原子核的核式结构。

1913年,在进行有关对放射性衰变产物的实验中,放射化学家弗雷德里克·索迪(Frederick Soddy)发现对于元素周期表中的每个位置,往往存在不只一种质量数的原子[7]。

玛格丽特·陶德创造了同位素一词,来表示同一种元素中不同种类的原子。

在进行关于离子气体的研究过程中,汤姆生发明了一种新技术,可以用来分离不同的同位素,最终导致了稳定同位素的发现[8];同年,物理学家尼尔斯·玻尔(Niels Bohr)重新省视了卢瑟福的模型,并将其与普朗克及爱因斯坦的量子化思想联系起来,他认为电子应该位于原子内确定的轨道之中,并且能够在不同轨道之间跃迁,而不是像先前认为那样可以自由的向内或向外移动。

电子在这些固定轨道间跃迁时,必须吸收或者释放特定的能量。

这种电子跃迁的理论能够很好的解释氢原子光谱中存在的固定位置的线条[9],并将普朗克常数与氢原子光谱的里德伯常量取得了联系。

1916年,德国化学家柯塞尔(Kossel)在考察大量事实后得出结论:任何元素的原子都要使最外层满足8电子稳定结构[10]。

1919年,物理学家卢瑟福在α粒子轰击氮原子的实验中发现质子[11]。

弗朗西斯·威廉·阿斯顿(Francis William Aston)使用质谱证实了同位素有着不同的质量,并且同位素间的质量差都为一个整数,这被称为整数规则。

1923年,美国化学家吉尔伯特·牛顿·路易斯(G.N.Lewis)发展了柯赛尔的理论,提出共价键的电子对理论[10]。

路易斯假设:在分子中来自于一个原子的一个电子与另一个原子的一个电子以“电子对”的形式形成原子间的化学键。

这在当时是一个有悖于正统理论的假设,因为库仑定律表明,两个电子间是相互排斥的,但路易斯这种设想很快就为化学界所接受,并导致原子间电子自旋相反假设的提出[12]。

1926年,薛定谔(Erwin Schrödinger)使用路易斯·德布罗意(Louis de Broglie)于1924年提出的波粒二象性的假说,建立了一个原子的数学模型,用来将电子描述为一个三维波形。

但是在数学上不能够同时得到位置和动量的精确值,1926年,沃纳·海森堡(Werner Heisenberg)提出了著名的测不准原理。

这个概念描述的是,对于测量的某个位置,只能得到一个不确定的动量范围,反之亦然。

尽管这个模型很难想像,但它能够解释一些以前观测到却不能解释的原子的性质,例如比氢更大的原子的谱线。

因此,人们不再使用玻尔的原子模型,而是将原子轨道视为电子高概率出现的区域(电子云)[13]。

1930年,科学家发现,α射线轰击铍-9时,会产生一种电中性,拥有极强穿透力的射线,最初,这被认为是γ射线;1932年,约里奥·居里夫妇发现,这种射线能从石蜡中打出质子;同年,卢瑟福的学生詹姆斯·查得威克(James Chadwick)认定这就是中子[1][11],而同位素则被重新定义为有着相同质子数与不同中子数的元素。

1950s,随着粒子加速器及粒子探测器的发展,科学家们可以研究高能粒子间的碰撞。

他们发现中子和质子是强子的一种,又更小的夸克微粒构成。

核物理的标准模型也随之发展,能够成功的在亚原子水平解释整个原子核以及亚原子粒子之间的相互作用。

1985年,朱棣文及其同事在贝尔实验室开发了一种新技术,能够使用激光来冷却原子。

威廉·丹尼尔·菲利普斯团队设法将纳原子置于一个磁阱中。

这两个技术加上由克洛德·科昂-唐努德日团队基于多普勒效应开发的一种方法,可以将少量的原子冷却至微开尔文的温度范围,这样就可以对原子进行很高精度的研究,为玻色-爱因斯坦凝聚的发现奠定了基础[14]。

历史上,因为单个原子过于微小,被认为不能够进行科学研究。

最近,科学家已经成功使用一单个金属原子与一个有机配体连接形成一个单电子晶体管。

在一些实验中,通过激光冷却的方法将原子减速并捕获,这些实验能够带来对于物质更好的理解。

原子结构理论发展史道尔顿的原子模型英国自然科学家约翰·道尔顿将古希腊思辨的原子论改造成定量的化学理论,提出了世界上第一个原子的理论模型。

他的理论主要有以下三点[10]:①所有物质都是由非常微小的、不可再分的物质微粒即原子组成;②同种元素的原子的各种性质和质量都相同,不同元素的原子,主要表现为质量的不同;③原子是微小的、不可再分的实心球体;④原子是参加化学变化的最小单位,在化学反应中,原子仅仅是重新排列,而不会被创造或者消失。

虽然,经过后人证实,这是一个失败的理论模型,但,道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中,明确了今后化学家们努力的方向,化学真正从古老的炼金术中摆脱出来,道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。

葡萄干布丁模型葡萄干布丁模型由汤姆生提出,是第一个存在着亚原子结构的原子模型。

汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型,汤姆生认为[10]:①正电荷像流体一样均匀分布在原子中,电子就像葡萄干一样散布在正电荷中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消;②在受到激发时,电子会离开原子,产生阴极射线。

汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验(散射实验),否认了葡萄干布丁模型的正确性。

土星模型在汤姆生提出葡萄干布丁模型同年,日本科学家提出了土星模型,认为电子并不是均匀分布,而是集中分布在原子核外围的一个固定轨道上[15]。

行星模型行星模型由卢瑟福在提出,以经典电磁学为理论基础,主要内容有[10]: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。

随着科学的进步,氢原子线状光谱的事实表明行星模型是不正确的。

玻尔的原子模型为了解释氢原子线状光谱这一事实,卢瑟福的学生玻尔接受了普朗克的量子论和爱因斯坦的光子概念在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。

玻尔原子结构模型的基本观点是[16]:①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道(orbit)上绕原子核运动,不辐射能量②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量(E),且能量是量子化的,轨道能量值依n(1,2,3,...)的增大而升高,n称为量子数。

而不同的轨道则分别被命名为K(n=1)、L(n=2)、M(n=3)、N(n=4)、O(n=5)、P(n=6)、Q (n=7)。

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