資源簡介

(共48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
第二節 元素周期律
第三節 化學鍵
新課標人教版必修一
1、原子結構
2、元素周期表
3、核素
4、堿金屬元素
5、鹵族元素
第一節 原子結構與元素周期表
英國化學家道爾頓，1766出生在英國的一個貧窮的農民家庭；鄉村小學畢業為道爾頓的最高學歷。終身以家庭教師為生，自辦私塾25年名盛而不富。直到1833年戴維，法拉第為之請命才獲得政府養老金。
科學視野
道爾頓的近代科學原子論
道爾頓原子模型：
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。
物質都是由最小的不能再分的粒子—原子構成
——道爾頓的原子模型
道爾頓
(1766~1844)
化學的新時代是從原子論開始，近代化學之父不是拉瓦錫，而是道爾頓。 ——恩格斯
人類認識原子的歷史進程
人類在認識自然和改造自然的過程中，經歷了無數的艱辛，正是因為有了無數的探索者，才使人類對事物的認識一步步地走向深入，也越來越接近事物的本質。
隨著人類現代科學技術的發展，我們現在所學習的科學理論，還會隨著人類對客觀事物的認識而不斷地深入和發展。
思考1、從原子結構模型的演變你想到了什么？
原子結構與元素周期表
第一課時
原子結構
走進《必修1》，探索無機世界的奧秘，從學習原子結構與元素周期表開始！
周期表與核外電子排布
1-18號元素核外電子排布
知識回顧
討論1、在離子中質子數不等于電子數，粒子帶電荷；那么構成物質基本粒子有哪些？
原子核不是構成原子的基本粒子，每個原子只有一個原子核
原 子是由基本粒子質子、中子、核外電子構成，其中質子和中子構成原子核。
原子結構
原 子
(不顯電性)
核外電子 Z個 (負電荷)
原子核
(帶正電荷)
中子 N個(不帶電荷)
質子 Z個(正電荷)
導入
Leading-in
基本粒子的電性：
構成原 子的粒子 核外電子 原子核 質子 中子
基本粒子及其電性
質量(kg)
相對質量
1、構成原子的基本粒子
新課
New class
一、原子結構
一個電子帶一個單位負電荷
9.109×10-31
1/1836
一個質子帶一個單位正電荷
不顯電性
1.675×10-27
1.673×10-27
1.007 ≈1
1.008 ≈1
構成原子的基本粒子：質子、中子、電子
忽略電子質量，原子的質量主要集中在原子核
原子結構
原子核不是構成原子的基本粒子，每個原子只有一個原子核
(1)粒子間的數量關系
在原子中，質子數、核電荷數和核外電子數之間存在的關系
核電荷數(Z) ＝質子數＝核外電子數
質子 Z個
中子 (A-Z)個
其運動空間幾乎占據了原子的整個體積
幾乎集中原子的全部質量
原子
質子數決定元素的種類
質子數和中子數決定原子的種類
原子結構
1、構成原子的基本粒子
原子的構成：
質子數決定元素的種類，質子數和中子數決定原子的種類，最外層電子數決定化學性質。
原子核
核外電子 Z個
1、構成原子的基本粒子
原子結構
微觀粒子 電子 質子 中子
質量/Kg 9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27
相對質量 0.0005484 1.007 1.008
電量/C 1.602×10-19 1.602×10-19 0
(2)粒子間的質量關系
質量數：對質子和中子的相對質量取整數相加的數值。
相對原子質量≈質量數(A) ＝質子數(Z)＋中子數(N)
如果忽略電子的質量：原子質量≈原子核質量＝質子的質量＋中子的質量
即A ＝Z＋N
(3)電性關系
①原子中：原子呈電中性
質子數 == 核外電子數
②陽離子：帶正電荷
原子失電子后，原子核內質子數大于核外電子數，粒子帶正電荷。
質子數 == 核外電子數＋電荷數
③陰離子：帶負電荷
原子得電子后，原子核內質子數小于核外電子數，粒子帶負電荷。
質子數 == 核外電子數－電荷數
原子結構
1、構成原子的基本粒子
2、原子的表示方法
(1)原子的表示
質子數
質量數
元素
原子結構
X
AZ
粒子符號 質子數(Z) 中子數(N) 質量數 (A) 核外電子數
Na 11 12 23 11
Cl
23
11
37
17
思考2、如果是簡單離子，各微觀粒子數又如何變化？
17
20
37
17
核外電子數＝質子數＝核電荷數
Xn±
AZ
2、原子的表示方法
(2)離子的表示
原子結構
質子數
質量數
離子所帶電荷
粒子符號 質子數(Z) 中子數(N) 質量數 (A) 核外電子數
Na+ 11 12 23
Cl-
23
11
37
17
17
20
37
18
①陽離子：核外電子數＝質子數－核電荷數
②陰離子：核外電子數＝質子數＋核電荷數
數量關系：
10
最外層滿足2或8個電子的穩定結構
質量數
質子數
微粒
氯原子
硫離子
鈉離子
35
17
中子數
電子數
23
12
32
35
45
18
18
17
10
16
16
80
11
35
Br
80
35
鞏固訓練
Consolidate exercise
訓練1、根據構成原子各粒子間的關系，填寫下表中的空白
訓練2、已知 R 原子有 b 個中子，R2+核外有 a 個電子。表示 R 原子符號正確的是( )
A. R B. R C. R D. R
b
a
a+b-2
a-2
a+b+2
a+2
a+b
a-2
鞏固訓練
Consolidate exercise
C
(1)電子層
3、核外電子的排布
在多電子的原子中，電子分別在能量不同的區域內運動。
我們把核外電子運動的不同的區域簡化為不連續的殼層叫做電子層。
圖4-1(P92)：電子層模型示意圖
因各電子層的能量不同，電子層也叫能層
原子結構
①電子層的表示方法：用n表示
分別用n ＝1，2，3，4，5，6，7或K、L、M、N、O、P、Q來表示從內到外的電子層。
3、核外電子的排布
(1)電子層
電子層 一 二 三 四 五 六 七
符號 K L M N O P Q
最多容納電子數 2 8 18 32 50 … …
電子層的能量由里向外依次升高
②電子的能量：在多電子的原子中，核外電子的能量各不相同。
在離核較近的區域內運動的電子能量較低，在離核較遠的區域內運動的電子能量較高。
高處不勝寒；最外層能量高，不穩定，易失電子
原子結構
外層電子能量高，第七層即Q層電子能量最高
內層電子能量低，第一層即K層電子能量最低
③核外電子的分層運動
在多電子的原子里，核外電子的能量是不同的，能量低的電子在離核近的電子層運動，能量高的電子在離核遠的電子層里運動。
電子層
劃分
符號：
電子層：
能量：
離核距離：
K L M N O P Q
1 2 3 4 5 6 7
低———————→高
近———————→遠
(1)電子層
原子結構
核外電子這樣的分層運動也叫分層排布
在多電子原子里，電子分別在能量不同的區域內運動。
(1)電子層
④能量最低原則
在多電子的原子里，電子總是最先排能量低的電子層，由里往外再排能量高的電子層。
ⅰ.電子層能量與電子排布：核外電子優先排能量低的電子層，后排能量高的電子層。
核外電子一般先從內層排起，當一層充滿后再填充下一層。
ⅱ.電子能量與電子排布：電子能量的高低不同，離核遠近的空間區域也不同。
能量越高的電子，排在離核越遠的電子層里
原子結構
3、核外電子的排布
訓練2、下列關于多電子的核外電子的運動規律的敘述正確的是( )
①核外電子是分層運動的 ②所有電子在同一區域里運動 ③能量高的電子在離核近的區域內運動 ④能量低的電子在離核近的區域內運動
A. ① ④ B. ② ③ C. ① ③ D. ② ④
鞏固訓練
Consolidate exercise
A
思考與交流
思考與討論
(課本P93)
討論2、下表是稀有氣體元素原子的電子層排布，從中你能發現什么規律？
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
思考3、分析得出核外電子排布有哪些規律？
最外層電子數不超過 8個(K層不超過2個)
次外層電子數不超過 18個
倒數第三層不超過 32個。
(2)核外電子排布規律：適合1～20號元素的原子
①各電子層： 每一層最多容納電子數 2n2個
②最外層： 最外層電子數不超過 8個(K層不超過2個)
③次外層：次外層電子數不超過 18個
④倒數 第三層：倒數第三層不超過 32個
一低四不超
電子層 一 二 三 四 五 六 七
符號 K L M N O P Q
最多容納 的電子數 2 8 18 32 50 … …
2×12
2×22
2×32
2×42
2×n2
2×52
原子結構
排布規律：
1～20號元素核外電子的排布規律
助記詞
核外電子排布規律可簡記為“一低四不超”
①原子結構示意圖：用小圓圈表示原子核，圓圈內的數字表示核內質子數，弧線表示各電子層，弧線上的數字表示該電子層上的電子數，這樣的圖示稱為原子結構示意圖。
例如：鈉原子的結構示意圖
+11
2
8
1
Na
K L M
粒子符號
電子層數
各電子層排布的電子數
原子核
核電荷數
圖4-2(課本P92)：鈉原子核外電子排布
原子結構
(3)核外電子排布的表示方法——結構示意圖
②離子結構示意圖
原子得到電子形成陰離子，失去電子形成陽離子，但原子核不變。
離子結構示意圖與原子結構示意圖的寫法相同，只是核內質子數不等于核外電子數。
Mg2+
Cl-
ⅰ.陽離子：核外電子數小于核電荷數；
ⅱ.陰離子：核外電子數大于核電荷數；
其差值均為離子所帶的電荷數。
例如：Mg2＋和Cl－的結構示意圖
原子結構
(3)核外電子排布的表示方法——結構示意圖
ⅰ.粒子符號：微粒符號表示錯誤，如將Na+寫成Na等。
ⅱ.原子核電性：圓圈內核電荷數未帶“＋”號或寫成“－”號。
ⅲ.電子排布：未遵從核外電子排布規律或對規律的理解片面。
③書寫結構示意圖的常見錯誤
電子式的書寫：
(4)最外層電子的表示方法：用電子式表示
︰
[ Cl ]
︰
︰
︰
1~20號元素的核外電子排布應滿足“一低四不超”
如Cl-
原子結構
(3)核外電子排布的表示方法——結構示意圖
以后課程中講解
思考4、用原子結構示意圖表示1～20號元素的核外電子排布
訓練3、根據上述規律，寫出33號元素As原子的原子結構示意圖
鞏固訓練
Consolidate exercise
原子序數＝核電荷數＝質子數 ＝核外電子數
As
由于第一層最多只能排2個電子， 因而He的最外層是2電子的穩定結構，而Ne、Ar的最外層是8個電子的穩定結構。
11-18號元素，從Na 到Ar有3個電子層，隨原子序數的遞增，最外層電子數由1個增加到8個，達最外層8個電子的穩定結構。
3-10號元素，從Li 到Ne有2個電子層，隨原子序數的遞增，最外層電子數由1個增加到8個，最終達最外層8個電子的穩定結構。
1-2號元素，從H到He只有1個電子層，最外層電子數由1個增加到2個，最終達最外層2個電子的穩定結構。
(3)元素核外電子排布情況
隨原子序數的遞增核外電子排布呈周期性變化
原子結構
拓展
Open up an exhibition
1-18號元素原子結構示意圖
短周期元素的原子結構
思考2、請畫出19號K和元素20號元素Ca的原子結構示意圖
討論2、觀察該表中的原子結構，思考橫行和縱行有哪些規律？
每一橫行原子電子層數相同，每一縱行原子最外層電子數相同。
訓練4、某元素元素的最外層電子數為次外層電子數的3倍，則該元素原子核內的質子數是( )
A. 3 B. 7 C. 8 D. 10
鞏固訓練
Consolidate exercise
C
拓展
Open up an exhibition
原子核外電子排布的特點
(1)最外層電子數和次外層電子數相等的原子有：
(2)最外層電子數是次外層電子數2倍的原子是：
(3)最外層電子數是次外層電子數3倍的原子是：
(4)最外層電子數是次外層電子數4倍的原子是：
(5)次外層電子數是最外層電子數2倍的原子是：
1～20號元素的原子核外電子排布的特點主要有以下幾個方面：
Be、Ar
C
O
Ne
Li、Si
(6)內層電子總數是最外層電子數2倍的原子是：
(7)電子層數和最外層電子數相等的原子是:
(8)電子層數是最外層電子數2倍的原子是：
(9)最外層電子數是電子層數2倍的原子是：
(10)最外層電子數是電子層數3倍的原子是:
Li、P
H、Be、Al
Li、Ca
He、C、S
O
原子結構
1～20號元素的原子核外電子排布的特點主要有以下幾個方面：
(4)等電子粒子：1～20號元素
①與稀有元素原子結構相同的簡單粒子
ⅰ.與He原子電子層結構相同的粒子：2e-
H- Li+ Be2+
ⅱ.與Ne原子電子層結構相同的粒子：10e-
F- O2- N3- Na+ Mg2+ Al3+
ⅲ.與Ar原子電子層結構相同的粒子：18e-
Cl- S2- P3- K+ Ca2+
②常見的“10電子”的粒子
ⅰ.分子：Ne HF H2O NH3 CH4
ⅱ.陽離子：Na+ Mg2+ Al3+ NH4+ H3O+
ⅲ.陰離子：F- O2- N3- OH- NH2-
原子結構
②常見的“18電子”的粒子
ⅰ.分子：Ar HCl H2S PH3 SiH4 F2 H2O2 N2H4 C2H6 CH3F CH3OH
ⅱ.陽離子：K+ Ca2+
ⅲ.陰離子：Cl- S2- HS- P3-
常見的“10電子”粒子還可以這樣來劃分
ⅰ.一核10電子粒子：Ne F- O2- N3- Na+ Mg2+ Al3+
ⅱ.二核10電子粒子： HF OH-
ⅲ.三核10電子粒子： H2O NH2-
ⅳ.四核10電子粒子： NH3 H3O+
ⅴ.五核10電子粒子： CH4 NH4+
原子結構
訓練4、與OH-具有相同的質子數和電子數的粒子是( )
A. H2O B. F- C. Na+ D. NH3
鞏固訓練
Consolidate exercise
B
原子結構模型的演變
原子結構模型是科學家們根據科學猜想和分析，通過對原子結構的形象描摹而構建的揭示原子本質的認知模型。人類認識原子的歷史是漫長的，也是無止境的。下列幾種原子模型是人類對原子結構認識的演變過程。
(1)道爾頓的近代科學原子論
英國科學家道爾頓的原子結構的實心球體模型(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
(課本P94)
填寫資料《微點》
物質都是由最小的不能再分的粒子—原子構成
電子是一種帶負電、有一定質量的微粒，普遍存在于各種原子之中。
湯姆生原子模型：
原子是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多帶負電荷的電子，中和了正電荷電荷，從而形成了中性原子。
湯姆生
(1856~1940)
英國物理學家湯姆孫，電子的發現者。1856年12月18日生于英國曼徹斯特，十四歲進入了曼徹斯特大學。1880年他以第二名的成績取得劍橋大學學位，兩年后被任命為大學講師。
湯姆生的棗糕模型 (或果仁面包模型)
(2)湯姆孫原子結構的葡萄干面包(或棗糕)模型
原子結構
盧瑟福原子模型 ：
原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成。原子核的質量幾乎等于原子的全部質量，電子在原子核外空間繞核做高速運動。
盧瑟福
(1871~1937)
盧瑟福原子模型又稱行星原子模型
(3)盧瑟福原子結構的行星結構模型
原子結構
英國科學家盧瑟福和他的助手做了著名 α 粒子散射實驗。根據實驗，盧瑟福在1911年提出原子有核模型。
原子的全部正電荷和幾乎所有的質量都集中在一個很小的核上。這個很小的核就是原子核。
α粒子散射實驗(1909年)
——原子有核
盧瑟福的原子行星結構
電子繞核作高速運動
射入α粒子束
科學視野
α粒子束
丹麥物理學家玻爾借助誕生不久的量子理論改進了盧瑟福的模型。
玻爾原子模型、又稱分層模型
玻爾原子模型
當原子中只有一個電子時，電子沿特定球形軌道運轉；
當原子中有多個電子時，它們將分布在多個球殼中繞核運動。
不同的電子運轉軌道是具有一定級差的穩定軌道。
玻爾(N.Bohr)
1885~1962
玻爾的原子模型
電子層
原子核
(4)玻爾原子結構的分層結構模型
原子結構
目前已經能利用電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡攝制顯示原子圖像的照片。
(5)薛定諤原子結構的電子云模型
奧地利物理學家薛定諤提出了現代物質結構學說。電子在原子核外很小的空間內做高速圓周運動，其運動沒有確定的軌道，只能用量子力學來描述。
原子結構
現代科學家們在實驗中發現，電子在原子核周圍有的區域出現的次數多，有的區域出現的次數少，就像“云霧”籠罩在原子核周圍。因而提出了“電子云模型”。
——現代物質結構學說
科學視野
現代科學家們在實驗中發現，電子在原子核周圍有的區域出現的次數多，有的區域出現的次數少，就像“云霧”籠罩在原子核周圍。因而提出了“電子云模型”。
氫原子電子云
氫原子電子云模型
電子云密度大的地方，表明電子在核外單位體積內出現的機會多，反之，出現的機會少。
如氫原子的電子云
氫原子電子云為球形對稱
電 子 云 模 型
實驗事實
科學猜想
證據推理
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。
原子結構模型的演變
建構模型：
目前，科學家已經能利用電子顯微鏡和掃描隧道顯微鏡攝制顯示原子圖像的照片。隨著現代科學技術的發展，人類對原子的認識過程還會不斷深化。
課 堂 小 結
板書提綱
Blackboard-writing outline
一、原子結構
1、構成原子的基本粒子
構成原子的基本粒子是質子、中子、電子
2、原子的表示方法
標明質量數(A)和質子數(Z)
(1)數量關系：原子呈電中性，所以在原子中
核電荷數(Z) == 核內質子數 == 核外電子數
(2)質量關系：質量主要集中在原子核上
質量數(A) == 質子數(Z)＋中子數(N)
(3)電性關系：原子呈電中性
質子數 == 核外電子數
X
AZ
②能量最低原則：在多電子的原子里，電子總是最先排能量低的電子層，由里往外再排能量高的電子層。
①核外電子的分層運動：在多電子的原子里，核外電子的能量是不同的，能量低的電子在離核近的電子層運動，能量高的電子在離核遠的電子層里運動。
3、核外電子的排布
(2)原子或離子結構示意圖
(1)電子層： K、L、M、N、O、P、Q
③核外電子排布規律(適合1～20號元素)
會畫1～20號元素原子及離子結構示意圖
原子結構
練習1、下列關于 19F- 微粒的敘述正確的是( )
A. 質量數為19，電子數為9
B. 質子數為9，中子數為10
C. 質子數為9，電子數為9
D. 中子數為10，電子數為8
9
B
練習2、殲-20將 209Po 涂于表面以屏蔽雷達，起到隱蔽作用。該Po(釙)原子核外電子數是( )
A. 42 B. 84 C. 125 D. 209
84
B
練習3、 (雙選)下列有關敘述中不正確的是 ( )
A. 37Cl與39K具有相同的中子數
B. 14C原子與14N原子中所含中子數相同
C. H3O+與OH-具有相同的質子數和電子數
D. O22-與S2-具有相同的質子數和電子數
B C
練習4、有A、B兩種原子，A原子的M層比B原子的M層少3個電子，B原子的L層電子數恰為A原子L層電子數的2倍，A和B分別是( )
A. 硅原子和鈉原子
B. 硼原子和氫原子
C. 碳原子和鋁原子
D. 氮原子和氧原子
C

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