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(共35張PPT)
第四章 物質結構 元素周期律
第一節 原子結構與元素周期表
4. 1. 1 原子結構
學習目標
1、知道原子的結構及構成原子的微粒間的關系；根據原子核外電子的排布規律，能畫出1～20號元素的原子結構示意圖。了解預測、假設、模型等方法在科學家研究原子結構中的作用。
2、知道質量數和 的含義。
科學史話：原子結構模型的演變
道爾頓
【1766.9.6 - 1844.7.27】
“實心球”模型
道爾頓原子模型(1803年)：原子是構成物質的基本粒子，它們是堅實的、不可再分的實心球
科學史話：原子結構模型的演變
湯姆孫
【1856.12.18 - 1940.8.30】
湯姆孫原子模型(1904年)：原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子
克魯克斯管
陰極射線管
“葡萄干面包”模型
科學史話：原子結構模型的演變
盧瑟福原子模型(1911年)：在原子的中心有一個帶正電荷的核，它的質量幾乎等于原子的全部質量，電子在它的周圍沿著不同的軌道運轉，就像行星環繞太陽運轉一樣
盧瑟福
【1871.8.30 - 1937.10.19】
α粒子散射實驗
“核式結構”模型
① 原子核體積很小，原子不是實心的，原子內部空間很大，絕大部分是空的
② 原子中心有個帶正電荷的原子核，α粒子途經原子核附近受到斥力改變方向
③ 原子核質量比α粒子大很多，α粒子碰撞到原子核被彈回來
α粒子散射圖景
“核式結構”模型
科學史話：原子結構模型的演變
玻爾原子模型(1913年)：電子在原子核外空間的一定軌道上繞核做高速圓周運動
玻爾
【1885.10.7 - 1962.11.18】
“分層結構”模型
科學史話：原子結構模型的演變
電子云模型(1925年 - 1935年)：現代物質結構學說。電子在原子核外很小的空間內做高速運動，其運動規律與一般物體不同，沒有確定的軌道
“電子云”模型
堅實不可再分的實心球
平均分布著正電荷的粒子嵌著同樣多的電子
帶正電荷的核位于中心，質量主要集中在核上，電子沿不同軌道運轉
電子在一定軌道上繞核做高速圓周運動
電子云模型
（1935年）
電子繞核做高速運動，沒有確定的軌道
道爾頓模型
（1803年）
湯姆遜模型
（1904年）
盧瑟福模型
（1911年）
玻爾模型
（1913年）
科學史話：原子結構模型的演變
科學史話：原子結構模型的演變
通過回顧，每一種模型都體現了當時科學家們對原子的認識，科學家在研究原子結構的過程中，都是根據實驗事實經過科學猜想和證據推理建構模型，用模型解釋事實，當出現新的不能解釋的事實，再修正模型，這種科學的研究方法是值得我們學習的
實驗事實
科學猜想
證據推理
1、原子的構成
一、原子結構
原子
原子核
核外電子
質子
中子
(1個質子帶1個單位正電荷)
(不帶電)
(1個電子帶1個單位負電荷)
原子核所帶的電荷數，稱為核電荷數
質子數
=
按照核電荷數由小到大給元素編號，得到原子序數
原子序數 = 核電荷數 = 質子數
(不顯電性)
★ 原子中：核電荷數 = 質子數 = 核外電子數 = 原子序數
質子
中子
電子
【思考】
1、比較質子、中子、電子相對質量的數據， 你發現什么異同點？
2、原子的質量由哪些微粒決定？
微粒 質子 中子 電子
質量/kg 1.673 × 10-27 1.675 × 10-27 9.109 × 10-31
相對質量 1.007 1.008 0.0005484
電量/C 1.602 × 10-19 0 1.602 × 10-19
電荷 +1 0 -1
① 質子、中子、電子的質量非常小
② 質子和中子的質量基本相等，相對質量近似為“1”
③ 電子的質量幾乎可以忽略不計
④ 原子的質量主要集中在原子核上
2、質量數
一、原子結構
實質：如果忽略電子的質量，將原子核內所有質子和中子的相對質量取近似整數值相加，所得的數值叫做質量數，常用（A）表示
質量數(A) = 質子數(Z) + 中子數(N)
原子 質子數(Z) 中子數(N) 質量數(A) 相對原子質量
F 9 10 18.998
Na 11 12 22.990
Al 13 14 26.981
19
23
27
相對原子質量 ≈ 質量數
質量數 ———
3、原子的表示方法 —— 表示出元素、質子、中子、電子
一、原子結構
—— 元素符號
質子數 ———
原子 質子數(Z) 中子數(N) 表示方法
F 9 10
Na 11 12
Al 13 14
微粒 質量數 質子數 中子數 電子數



1、填表：
80
35
45
35
23
11
12
10
32
16
16
18
1
1
0
1
【注意】離子的核外電子數：
Z + n
Z - n
2、cg 電子數為 ，中子數為 。
3、等物質的量的16Oa、18Ob中子數之比為6 : 5，
則a : b為 。
4、美國科學家將兩種元素鉛和氪的原子核對撞，獲得了一種質子數為118，質量數為293的超重原子，該原子原子核內的中子數和核外電子數之差是（ ）
A. 57 B. 47 C. 61 D. 293
3 : 2
A
質量數
質子數
(核電荷數)
化合價
離子所帶電荷數
±m
n±
b
1個Xb分子中有b個X原子
微粒符號各位置的意義：
請畫出1 - 20號元素的原子結構示意圖？
原子結構示意圖
粒子符號
原子核
核內質子數或核電荷數
M層電子數
電子層
二、原子核外電子分層排布規律
1、 電子層
在多電子原子里，把電子運動的能量不同的區域簡化為不連續的殼層，稱作電子層
電子層模型示意圖
離核由近到遠
電子能量由低到高
能量規律：
電子層數
二、原子核外電子分層排布規律
2、核外電子排布規律
① 能量規律(能量最低原則)
電子一般盡先排在能量低的電子層，只有內層排滿才排較高能量的電子層
+3
2
1
+3
1
2
二、原子核外電子分層排布規律
2、核外電子排布規律
② 數量規律(能量最低原則)
核電荷數 元素名稱 元素符號 各電子層的電子數 K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氬 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
① 當K層為最外層時，電子數不超過 個，其他層為最外層時，電子數最多不超過____個；
② 次外層最多容納 個電子；倒數第三層電子數不能超過 個。
③ 每層最多容納 個電子。
2
8
18
2n2
32
原子核外電子總是盡可能先排布在能量最低的電子層上，然后由內向外依次排布在能量較高的電子層上。即按K → L → M → N……順序排列
原子核外電子分層排布規律
能量規律
數量規律
★ 以上規律是相互聯系的，不能孤立地機械套用
① 各電子層最多容納2n2(n為電子層數)個電子
② 最外層電子數目最多不能超過8個(K層為最外層時不能超過2個)
③ 次外層最多能容納的電子數為18個
④ 倒數第三層最多能容納的電子數為32個
1、請畫出33號元素的原子結構示意圖？
2、若有第八周期，其排滿的最后一個元素原子結構為 ？第八周期應有 種元素？
+2
2
+10
2
8
+18
2
8
8
+36
2
8
18
8
+54
2
8
18
18
8
+86
2
8
18
32
18
8
He
Ne
Ar
Kr
Xe
Rn
Og
+118
2
8
18
32
32
18
8
+168
2
8
18
32
50
32
18
8
168
3、符合示意圖 的常見微粒有哪些？
+X
2
8
原子：Ne
陽離子：Na+、Mg2+、Al3+
陰離子：F-、O2-、N3-
常見的“10電子”“18電子”微粒
① “10電子” 微粒
② “18電子” 微粒
常見的“10電子”“18電子”微粒
4、有aXm+和bYn-兩種元素的簡單離子，若它們的電子結構相同，則下列關系正確的是（ ）
A. b - a = n + m B. a - b = n + m
C. b - a = n - m D. a + b = n - m
B
利用“陰上陽下”推斷原子序數的關系
具有相同電子層結構的離子，如aX(n + 1)+、bYn+、cZ(n + 1)-、dMn-的電子層結構相同，在周期表中位置關系為：
…
…
bY
aX
cZ
dM
a - (n + 1) = b - n = c + (n + 1) = d + n
則它們的原子序數關系為：a > b > d > c
1、在1 ~ 18號元素中幾種特殊的原子結構
原子結構特點 元素符號
最外層電子數為 1 的原子
最外層電子數是次外層電子數 3 倍
最外層電子數是電子層數 3 倍的原子
次外層電子數是最外層電子數 2 倍的原子
內層電子總數是最外層電子數 2 倍的原子
電子層數與最外層電子數相等的原子
電子層數是最外層電子數 2 倍的原子
最外層電子數是電子層數 2 倍的原子
最外層電子數與次外層電子數相等的原子
H、Li、Na
O
O
Li、Si
Li、P
H、Be、Al
Li
He、C、S
Be、Ar
2、填表：
符號 質子數 中子數 質量數 電子數 核電荷數
Z
A - Z
A
Z
Z
b
a - b
a
b - m
b
d
c
c - d
d + n
d
17
17
37
20
17
3、填表
微粒符號 S2- Mn+ Mm- H2O NH4+ OH-
質子數 （核電荷數） 6 13 x
核外電子數 6 10 y
C
Al3+
16
18
x - n
y - m
10
10
11
10
9
10
4、已知R2+核內共有N個中子，R的質量數為A，確定mg R2+中含有電子的物質的量為（ ）
C
5、核內中子數為N的R3+，其質量數為A，它的mg氧化物中所含電子的物質的量是（ ）
B

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