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第三节 原子的构成

发布时间:2013-10-12 10:30:27  

第三节

原子的构成

原子是化学变化中最小粒子
水通电分解示意图

一、原子的构成

回顾历史

1、公元前5世纪,希腊哲学家德谟克利特等人认为 :

万物是由大量的不可分割的微粒构成的,即由原子构成的。
2、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。

3、1897年,英国科学家汤姆生发现了电子。 他提出原 子是一个平均分布着正电荷的粒子,其中镶嵌着许多电

子。

汤姆森原子模型

4、α 粒子散射实验(1909年)—原子有核 卢瑟福和他的助手做了著名α 粒子散射实验。根据实验,卢 瑟福在1911年提出原子有核模 型。

英国科学家卢瑟福 (1871~1937)

4、α 粒子散射实验(1909年)—原子有核
1911年,英国科学家卢瑟福用一束平行高速运动的α 粒
子(α 粒子是带两个单位正电荷的氦原子)轰击金箔时, 发现大多数α 粒子能穿透金箔,而且不改变原来的运动 方向,但是也有一小部分α 粒子改变了原来的运动路径, 甚至有极少数的α 粒子好像碰到了坚硬不可穿透的质点

而被弹了回来(如下图)。

4、α 粒子散射实验(1909年)—原子有核

那么为什么有的α 粒子可以穿透金箔,有的不行?你能解 释其中的道理么?

交流共享
为什么绝大多数的α 粒子能够顺利穿过金箔,而只有
少数被反弹回来? 这极少数的粒子碰到了的很大的阻力还是很小的阻力? 这种阻力会是来自质量很小的“西瓜子”(电子)吗?如 果你当时在场,发现了这一出乎意料的现象后,你会怎么

想呢?
绝大部分α 粒子没有或遇到极小的阻力,而少数α 粒 子遇到了较大的阻力。这种阻力来自质量较大的原子核。

在金原子中,原子核的半径约为原子半径的十万分
之一,原子核的体积只占原子体积的几千亿分之一。这 样小的原子核却能把轰击它的高速“子弹”(α 粒子) 反弹回来,这说明了什么呢? 原子核体积虽然非常小,却集中了原子的全部质量, 金原子的原子核相对于α 粒子来说是非常大的。

一、原子的构成

原子 ? (不显电性) 核外电子(每个电子带一个单位的负电荷) ? 注:质子和中子的质量差 不多,都比电子的质量大得多, 约为电子质量的1836倍。

? 原子核 ? ? ? (带正电) 中子(不带电)

质子(每个质子带一个单位正电荷)

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分析下表,总结出一些规律 几种原子的构成
原子种类 氢 碳 氧 钠 铁 原子核 核外电子 数 1 6 8 11 26

核电荷数
1 6 8 11 26

质子数
1 6 8 11 26

中子数
0 6 8 12 30

几种原子的构成
原子种类 氢 碳 氧 钠 铁

原子核
核电荷数 1 6 8 11 26 质子数 1 6 8 11 26 中子数 0 6 8

12 30

核外电子 数 1 6 8 11 26

? 1、在原子里,核电荷数= 核内质子数 = 核外电子数

? 2、质子数 不一定等于 中子数
? 3、原子中 不一定 含有中子 ? 4、决定原子种类的是 核内质子数

? 5、不同的原子其核内所含的 质子数和中子数 不同
?? ?

注意从以下几方面理解原子结构: (1)位置:原子核位于原子的中心,电子在核外运动。 (2)体积:原子的体积很小,但原子核的体积比原子小 得多,原子核的半径约为原子半径的几万分之一,因此

相对来说,原子里有很大空间,电子就在这个空间内作
高速运动。

(3)数目:一个原子只有一个原子核,但电子的数目 ≥1,中子的数目≥0,可见原子核、质子、电子是一个 原子中必有的粒子,中子不一定有,如氢原子核内只有

一个质子,没有中子。
(4)电性:原子核带正电,电子带负电,质子带正电, 中子不带电,整个原子不显电性。

(5)电量:原子核所带正电荷数叫核电荷数,每个质 子带一个单位的正电荷。每个电子带一个单位负电荷。 由于原子核所带电量与核外电子所带电量相等,电性相 反,所以整个原子不显电性。 (6)质量:在原子中,质子和中子的质量大约相等, 但电子的质量很小,仅相当于质子(或中子)质量的

1/1836,因此原子的质量主要集中在原子核上。
总之:从原子结构可以看出,原子也不是最小的粒子, 还可以再分。

二、原子中的电子
?

探索核外电子是如何运动 多电子原子中电子的能量是否相同 电子是否在同一区域运动 能量与电子运动的区域有什么关系 你想象电子是如何运动的

?

?

?

?

核外电子是分层排布的
电子层数:1、2、3、4、5、6、?

能量越低,离核越近;能量越高,离核越远。

如何把核外电子分层排 布形象地表示出来?

原子结构示意图

质子数 ?

第二层 ? 电子数

+8

26
表示两个电子层 两条弧线表示


原子核 第一层 ? 电子数



2、离子

因得失电子而带电荷的原子叫离子。 点击下图演示按钮播放flash

元素的化学性质与原子的最外层电子数关系非常密切。

(1)离子的分类 阳离子(带正电荷)如:Na+ 钠离子 阴离子(带负电荷)如:Cl- 氯离子 (2)原子和离子的区别和联系
区 别
结 构 电 性 联 系

原子
质子数=电子数 中性

阳离子
质子数>电子数 带正电

阴离子
质子数<电子数 带负电

带电荷的原子叫离子

交流共享
分子 定 义 性 质 联 系 区 别

分子、原子、离子
原子 原子是化学变化中的 最小粒子

分子是保持物质化学性质最 小的粒子

体积小、质量小;不断运动;有间隙 分子是由原子构成的。分子、

原子、离子都是构成 物质的粒子。 化学变化中,分子可分,原子不可分。

粒子的种类
粒子结 构 区 别 粒子电 性

原 子

离 子 阳离子 阴离子 质子数<电子 数 显负电性

质子数=电子 质子数>电子 数 数 不显电性 显正电性

联 系

带电的原子叫离子

元素周期表的结构
⑴周期表每一横行叫做一个周期,共有7个周期。(各周

期电子层数相同,核电荷数逐渐增加)
⑵周期表每一个纵行叫做一族,共有16个族(8、9、10 三个纵行共同组成一个族)。 (各族最外层电子数相同,电子层数逐渐增加(化学性 质相似) 原子序数 (核电荷数) 8 O 氧 16.00 元素符号 元素名称 相对原子质量

(1)元素的分类: 金属元素:如铁Fe 钠Na等

非金属元素:如碳C 等

稀有气体:氦气He等
(2)熟记下列元素名称和元素符号:P68 氢、碳、氮、氧、 钠、镁、铝、硅、鳞、硫、 H C N O Na Mg Al Si P S

氯、钾、 钙、铜、锌、金、银

Cl

K

Ca

Cu

Zn

Au

Ag

多识一点

电子云

三、 相对原子质量
原子的实际质量
一个碳原子的质量:1.993×10-26 千克 0.00000 00000 00000 00000 00000 1993千克
?原子种类 ?1个原子的质量/Kg
?1.674×10-27 ?1.993×10-26 ?2.657×10-26 ?9.288×10-26

几种原子的质量

?氢 ?碳 ?氧 ?铁

问题:原子的质量如此小,无论书写、记忆、还是使用 都极不方便。原子的质量又该怎样衡量呢?

相对原子质量的概念
以质子数和中子数都是6的碳原子(碳12)质量的 1/12(约1.6610-26)作为标准, 其他原子的质量跟它的 比值, 就是这种原子的相对原子质量。

根据定义能不能写出相对原子质量的数学计算式?

相对原子质量 ?

某种原子的质量 1 一种碳原子的质量? 12

注意:相对原子质量是一个比值,不是原子的实际质量, 它的国际单位制是1。

构成原子的各种粒子
构成原子的微 粒 电子 质子 原子核 中子

1个质子带一 1个电子带一 中子不显电 电性和电量 个单位正电 荷 个单位负电 荷
1.007≈1 1.008≈1



质量/kg
相对质量

9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-31
1/1836

根据实验测定: 一个质子的质量 ≈ 一个中子的质量 ≈ 一个氢原子的质量

≈ 碳原子质量的1/12
电子的质量很小,是质子质量的1/1836,原子的质 量主要集中在原子核上。

分析下表,总结出一些规律

原子种类 氢
碳 氧 钠 磷

相对原子 质量

质子数

中子数




1 12 16 23 31 32 56

1 6 8 11 15 16 26

0 6 8 12 16 16 30

说明:相对原子质量(近似值) ≈ 质子数+中子数

一、原子的构成
? 原子核 ? ? ?

质子 (每个质子带一个单位正电荷) 中子 (不带电)

1. 原子?

? 核外电子 (每个电子带一个单位的负电荷)

2.在原

子里,核电荷数=核内质子数=核外电子数
3.不同种类的原子,其核内的质子数不同。

二、相对原子质量
1.概念:以一种碳原子质量的1/12为标准,其他 原子的质量跟它相比较所得到的比,作为这种原子 的相对原子质量。
相对原子质量 = 某种原子的质量 一种碳原子质量×1/12

2.相对原子质量 ≈ 质子数 + 中子数

在线测试 1、原子和分子的本质区别是( A、体积大小不同 B、质量不同 C、分子能独立存在,原子不能 D、在化学反应中分子可分,原子不可分 D )

2、原子里的质子数等于( BD )
A、中子数 C、中子数和电子数之和 B、电子数 D、原子序数

3. 原子的相对原子质量( D )

A.是原子的实际质量
B.可以用千克作单位 C.没有单位 D.是一个比值,单位为1,一般不写

4. 已知碳原子质量为1.993×10-26kg、氧原子质量为
2.657×10-26kg、铁原子质量为9.288×10-26kg,试计算氧 原子、铁原子的相对原子质量。

5. 相对原子质量可以从书中P146的附录Ⅲ查到,下面我 们举行一项比赛,看看哪位同学查阅相对原子质量表既快 又准。我们查阅如下几种元素的相对原子质量: 磷、铝、氮、碳、钠、硫、镁、钙 31 27 14 12 23 32 24 40

6、判断题
?原子是由原子核和核外电子构成的。 ( ?一切原子核都是由质子和中子构成的。( ?原子中不存在电荷,因而原子不显电性。( ?原子的质子数和核外电子数可能不相等。( ?原子核内质子数一定等于中子数。 ( ) ) ) ) )

7、填写下表,已知每个电子的质量约为每个质子或中子 质量的1/1386
原子名称 质子数 中子数 核外电子数 氢 1 0 1 碳 6 6 6 氧 8 8 8 钠 11 12 11 铁 26 30 26

通过上表,不仅可以总结出“在原子里质子数等于电子数,”
还能总结出: 构成原子的必要粒子是质子和电子 (1)______________________________

(2)______________________________ 质子数不一定等于中子数
(3)______________________________ 原子中不一定含有中子 (4) ______________________________ 原子的质量主要集中在原子核上 (5) _______________________________ 在原子里,核内质子数=核外电子数


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