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第1章 原子結(jié)構(gòu) 元素周期律
第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì) 課時(shí)1
1.了解原子的構(gòu)成,知道質(zhì)量數(shù)和 X的含義,掌握構(gòu)成原子的各微粒間的關(guān)系。
2.知道元素、核素和同位素的含義。
A
Z
北京王府井古人類文化遺址博物館向世人展示“北京人”狩獵、燒火、制造工具的痕跡。博物館300多平方米的展廳里，將陳列在原址發(fā)掘出土的石砧、石錘、石片，還有原始牛、斑鹿、鴕鳥、魚類等古生物的骨骼及古人類制成的骨鏟、骨片等工具。再現(xiàn)25000年前斑鹿跳躍、鴕鳥歡騰、望山聽水、野豬生息景象。那么“25000年”是怎樣測(cè)出來(lái)的呢？
“2500年”是通過(guò)測(cè)定遺跡里的碳－14(14C)原子的數(shù)量來(lái)推斷出的。那么碳－14原子和作為相對(duì)原子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的碳－12原子(12C)在原子結(jié)構(gòu)上有什么異同？
碳-14測(cè)年(Carbon-14 dating)，又稱"碳-14年代測(cè)定法"或"放射性碳定年法(Radiocarbon dating)"，是根據(jù)碳-14的衰變程度來(lái)計(jì)算出樣品的大概年代的一種測(cè)量方法，這一原理通常用來(lái)測(cè)定古生物化石的年代。
1940年代，碳-14測(cè)年法由時(shí)任美國(guó)芝加哥大學(xué)教授威拉得·利比(Willard Frank Libby)發(fā)明，威拉得·利比因此獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
一、原子結(jié)構(gòu)
1.原子結(jié)構(gòu)模型的演變
年份 模型名稱 模型圖片
1803（年） 道爾頓型
1904（年） 湯姆孫原子模型
1911（年） 盧瑟福原子模型
1913（年） 玻爾原子模型
1926-1935（年） 電子云模型
請(qǐng)結(jié)合課本盧瑟福的α 粒子散射實(shí)驗(yàn)，思考完成以下問題：
聯(lián)想·質(zhì)疑
根據(jù)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為盧瑟福對(duì)原子結(jié)構(gòu)能做出哪些推測(cè)？
原子中心有一個(gè)體積很小、帶正電荷的原子核；
原子核集中了原子的全部正電荷和幾乎所有的質(zhì)量；
核外有 “廣闊”的運(yùn)動(dòng)空間；
帶負(fù)電的電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)。
盧瑟福核式原子模型
2.原子核
1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。
1932年，查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發(fā)現(xiàn)了中子。
問題1：原子核是不是最小微粒？
原子核
質(zhì)子
中子
核外電子
原子
核力
問題2：構(gòu)成原子的三種基本微粒之間存在什么關(guān)系？
交流·研討
微粒 電子 質(zhì)子 中子
質(zhì)量/kg 9.109×10－31 1.673×10－27 1.675×10－27
相對(duì)質(zhì)量 0.548×10－3 1.007 1.008
電量/C 1.602×10－19 1.602×10－19 0
電荷 －1 +1 0
N原子中微粒數(shù) 7 7
根據(jù)表中數(shù)據(jù)思考：
① 質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和核外電子數(shù)之間存在怎樣的關(guān)系？為什么？
② 原子的質(zhì)量主要由哪些微粒決定？
③ 如果忽略電子的質(zhì)量，質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量分別取近似整數(shù)值，則原子的相對(duì)質(zhì)量在數(shù)值上與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有什么關(guān)系？
① 質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)和核外電子數(shù)之間存在怎樣的關(guān)系？為什么？
交流·研討
微粒 電子 質(zhì)子 中子
質(zhì)量/kg 9.109×10－31 1.673×10－27 1.675×10－27
相對(duì)質(zhì)量 0.548×10－3 1.007 1.008
電量/C 1.602×10－19 1.602×10－19 0
電荷 －1 +1 0
N原子中微粒數(shù) 7 7
核電荷數(shù) = 質(zhì)子數(shù) = 核外電子數(shù)
② 原子的質(zhì)量主要由哪些微粒決定？
交流·研討
微粒 電子 質(zhì)子 中子
質(zhì)量/kg 9.109×10－31 1.673×10－27 1.675×10－27
相對(duì)質(zhì)量 0.548×10－3 1.007 1.008
電量/C 1.602×10－19 1.602×10－19 0
電荷 －1 +1 0
N原子中微粒數(shù) 7 7
質(zhì)子和中子
③ 如果忽略電子的質(zhì)量，質(zhì)子和中子的相對(duì)質(zhì)量分別取近似整數(shù)值，則原子的相對(duì)質(zhì)量在數(shù)值上與質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有什么關(guān)系？
交流·研討
微粒 電子 質(zhì)子 中子
質(zhì)量/kg 9.109×10－31 1.673×10－27 1.675×10－27
相對(duì)質(zhì)量 0.548×10－3 1.007 1.008
電量/C 1.602×10－19 1.602×10－19 0
電荷 －1 +1 0
N原子中微粒數(shù) 7 7
質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）=質(zhì)量數(shù)（A）
一般用符號(hào)表示一個(gè)質(zhì)量數(shù)為A、質(zhì)子數(shù)為Z的原子。
質(zhì)量數(shù)
質(zhì)子數(shù)
原子( )
原子核
核外電子 個(gè)
質(zhì)子 個(gè)
中子 個(gè)
Z
(A-Z)
Z
原子X 核電荷數(shù) 質(zhì)子數(shù) 中子數(shù) 核外電子數(shù) 質(zhì)量數(shù)
① 6 6
② 8 18
③ 18 35
6
6
12
8
8
10
17
17
17
試一試：分析下列原子的構(gòu)成微粒，并用符號(hào) 表示。
二、核素 同位素
觀察·思考
（1）氕、氘、氚的原子結(jié)構(gòu)有何異同？如何用符號(hào)表示這三種氫原子？
（2）氕、氘、氚屬于同種元素嗎？
質(zhì)子數(shù)相同 中子數(shù)不同
均屬于氫元素
1.核素
概念：具有相同數(shù)目的質(zhì)子和相同數(shù)目中子的一類原子稱為核素。
氫元素的三種核素
碳元素的三種核素
氧元素的三種核素
鈾元素的三種核素
氯元素的兩種核素
、、
、、
、、
、、
、
有些元素只有一種核素，如：氟（ ) 、 鈉（ )
元素
核素1
核素2
核素3
......
元素 核素1 核素2 核素3
碳
氧
氯
鈾
2.同位素
概念：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一元素的不同原子互稱為同位素。
元素
核素1
核素2
核素3
......
互為同位素
同位素的特點(diǎn)
①相同質(zhì)子數(shù)，不同中子數(shù)；
②同種元素，不同原子；
③各同位素原子的化學(xué)性質(zhì)基本相同；
④在天然存在的元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各同位素原子的
含量一般是不變的；
⑤通常我們所說(shuō)的元素的相對(duì)原子質(zhì)量是按各種天然同位素原子所
占的一定百分比算出來(lái)的平均值。
元素、核素、同位素、同素異形體之間的區(qū)別
名稱 內(nèi)容 項(xiàng)目 元素 核素 同位素 同素異形體
概念 質(zhì)子數(shù)相同的同一類原子 質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)都一定的原子 質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素 同種元素形成的不同的單質(zhì)
范圍 原子 原子 原子 單質(zhì)
特性 只有種類，沒有個(gè)數(shù) 化學(xué)反應(yīng)中的最小微粒 由同位素組成的單質(zhì)，化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，物理性質(zhì)不同 由一種元素組成，可獨(dú)立存在
決定因素 質(zhì)子數(shù) 質(zhì)子數(shù)、中子數(shù) 質(zhì)子數(shù)、中子數(shù) 組成元素、結(jié)構(gòu)
確定磷在植物中的作用部位。
消滅害蟲；雜交育種；金屬制品探傷；γ刀手術(shù)等。
有助于診斷甲狀腺器質(zhì)性疾病。
拓展視野： 你了解放射性同位素嗎？
[練一練]
1.下列各組物質(zhì)中，互為同位素的是（ ）
A.O2、、O3 、O4 B.H2、D2、T2
C. H2O、D2O、 T2O D.40Ca 和42 Ca
2.下列說(shuō)法正確的是 ( )
A．同種元素的質(zhì)子數(shù)必定相同
B．不同元素原子的質(zhì)量數(shù)必定不同
C．原子核都是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的
D．凡是核外電子數(shù)相同的微粒必定屬于同一元素
D
A
3.下列有關(guān)鈀原子( )的說(shuō)法錯(cuò)誤的是 (　　)
A．原子序數(shù)為46
B．質(zhì)子數(shù)為46
C．電子數(shù)為46
D．中子數(shù)為46
D
4.醫(yī)學(xué)界通過(guò)用放射性14C標(biāo)記的C60，發(fā)現(xiàn)C60的羧酸衍生物在特定條件下可斷裂DNA殺死細(xì)胞，抑制艾滋病。關(guān)于14C的下列說(shuō)法中正確的是 (　)
A．14C原子與C60中普通碳原子的化學(xué)性質(zhì)不同
B．14C原子與14N原子所含中子數(shù)相同
C．是C60的同素異形體
D．與12C、13C是碳元素的三種同位素
D
5.現(xiàn)有下列基本粒子：1H、2H、3H、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、
14N、14C。據(jù)此回答下列問題：
(1)它們分屬于_____種元素，互為同位素的原子為_________ _。
(2)質(zhì)量數(shù)相等的粒子為________和________，________和________。
(可不可填滿也可補(bǔ)充)
(3)氫的三種同位素與氧的三種同位素16O、17O、18O相互結(jié)合生成水分
子，可得________種水分子；相對(duì)分子質(zhì)量有________。
7
1H、2H、3H
和234U、235U、238U
40K　
40Ca
14N　
14C
18
7
原子結(jié)構(gòu)
核素、同位素
概念及聯(lián)系
同位素
核素：質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都一定的原子
同位素：同一元素的不同核素互為同位素
特點(diǎn)：同位素在元素周期表中位置相同
應(yīng)用：考古；制氫彈等
原子( )
原子核
核質(zhì)子數(shù)Z個(gè)
中子數(shù)A-Z個(gè)
核外電子數(shù)Z個(gè)

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