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原子結構
第四章 物質結構 元素周期律
宏觀辨識與微觀探析：
立足原子結構模型演變的歷史情境，學生學會用宏觀和微觀結合的視角分析與解決實際問題，培養宏觀辨識與微觀探析的能力。
證據推理與模型認知：
感受原子結構模型的建立、修正和完善，歸納原子核外電子排布規律，提高學生證據推理與模型認知能力。
科學探究與創新意識：
探秘原子結構差異，樹立學生嚴謹求實的科學態度和用化學知識解決生活問題的觀念，提升科學態度與社會責任的素養。
原子結構模型的演變歷程
道爾頓模型(1803年)：
堅實的、不可再分實心球
湯姆孫原子模型（1904年）：
平均分布著正電荷的粒子，鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成中性原子。
盧瑟福原子模型（1911年）：
中心有一個帶正電荷的核，電子在它的周圍沿著不同軌道運轉，就像行星環繞太陽運轉一樣。
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。












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原子結構模型的演變歷程
奧地利物理學家薛定諤等以量子力學為基礎提出電子云模型
電子云模型
現代物質結構學說
電子云模型（1926年）
一、原子結構
1.構成原子的微粒及其性質
原子
原子核
質子：相對質量近似為1，帶1個單位正電荷
中子：相對質量近似為1，不帶電
核外電子：帶1個單位負電荷，質量很小(可忽略不計)
質子
電子
中子
參考數據：
①1個核外電子的質量：9.10×10-31 kg
②1個質子的質量：1.6726231 × 10-27 kg
③1個中子的質量：1.6749286 ×10-27 kg
2.質量數
(1)概念：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。常用A表示。
(2)構成原子的粒子間的兩個關系
①質量數(A)＝質子數(Z)＋中子數(N)。
②質子數＝核電荷數＝核外電子數。
[思考]原子的質量數是否就是原子的相對原子質量？請舉例說明。
不一定。S的質量數為32，而硫原子的相對原子質量為32.06，兩者數值上相近但不相等。
3.原子的表示方法
質量數
質子數
S
16
32
質量數 A=32
質子數 Z=16
中子數 N=32-16=16
原子 質子數(Z) 中子數(N) 表示方法
F 9 10 ___
Na 11 12 _____
Al 13 14 _____
F
Na
Al
元素符號
核外電子在原子核外的排布規律是用電子云來表示的，在高中階段為了好理解，出現了下圖排布方式。
二、原子核外電子排布
1.電子層
(1)概念：在含有多個電子的原子里，電子分別在能量不同的區域內運動。
我們把不同的區域簡化為不連續的殼層，也稱作電子層。
(2)不同電子層的表示及能量關系
各電子層 由內到外 電子層數 1 2 3 4 5 6 7
字母代號 K L M N O P Q
離核遠近 由近到遠 能量高低 由低到高 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？
1. 當K層為最外層時，最多能容納的電子數是多少？除了K層，其他各層為最外層時，最多能容納的電子數是多少？
2. 次外層最多容納的電子數是多少？
3. 你能歸納出第n層最多能容納的電子數嗎？
4. 根據歸納的規律，用原子結構示意圖表示核電荷數為1~20號元素原子的核外電子排布。
2.電子分層排布
(1)能量最低原理
核外電子總是優先排布在能量最低的電子層里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的電子層里，即按K→L→M→N……順序排列。
(2)電子層最多容納的電子數
①第n層最多容納2n2個電子。
如K、L、M、N層最多容納的電子數分別為2、8、18、32。
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不超過18個。
3.核外電子排布的表示方法
原子(或離子)結構示意圖
粒子符號
原子核
質子數(或核電荷數)
電子層
該電子層上的電子數
+11
2 8 1
Na
畫出下列原子或離子的結構示意圖
①S： ，S2－： ； ②Ca： ，Ca2＋： 。
在1～20號元素的原子中：
(1)最外層電子數與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倍的原子有 ，3倍的原子有 。
(3)次外層電子數是最外層電子數2倍的原子有 。
(4)電子層數與最外層電子數相等的原子有 。
Be、Ar
C
O
Li、Si
H、Be、Al
4.常見的10e－和18e－微粒
(1)常見的10e－微粒
F－、O2－、N3－、OH－
HF、H2O、NH3、CH4
Na+、Mg2+、Al3+、、H3O+
(2)常見的18e－微粒
H2S
F2
K+、Ca2+
某同學在畫某種元素的一種單核微粒的結構示意圖時，忘記在圓圈內標出質子數，請你根據核外電子排布，推測可能的微粒符號。
可能為中性原子Ne，
也可能為陽離子Na＋、Mg2＋、Al3＋，
也可能為陰離子F－、O2－、N3－。
判斷正誤
(1)在多電子原子里，電子的能量不完全相同
(2)M層為最外層時，最多容納18個電子
(3)原子的次外層電子數都是8
(4)Mg的原子結構示意圖是
(5)最外層電子數小于4的原子必定是金屬元素的原子
原子結構
原子核
核外電子
中子
體積很小
質量很大
質量近似相等
質量可以忽略
原子序數=核電荷數=質子數=核外電子數
質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N)
核外電子的分層排布規律
能量規律
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
數量規律
每層最多容納2n2個電子
最外層不能超過8個電子(第一層為最外層時不超過2個)
次外層不能超過18個電子
質子
1．科學家于2000年發現了核電荷數為116的元素(Lv)。下列有關質量數
為293的Lv原子的描述錯誤的是（ ）
A．質子數為116 B．中子數為177
C．電子數為116 D．原子中質子數比中子數多61
D
2．下列關于電子排布的說法正確的是（ ）
A．氧離子(O2-)的核電荷數與最外層電子數相等
B．在多電子的原子中，能量高的電子通常在離核近的區域內運動
C．核外電子總是先排在能量高的電子層上
D．某原子M層電子數為L層電子數的4倍
A
3．主族元素X、Y，已知X的質子數為a，X2＋比Y2－核外少8個電子，若Y原子的質量數為b，則Y原子核內中子數為( )
A．b－a－4 B．b－a－8 C．b＋a＋8 D．b－a－12
A
4．填空
(1)3216S2－中的質子數是__________，中子數是________，核外電子數是________，質量數是________。
(2)微?！癆Xn－”核外有18個電子，則它的核電荷數為__________，核內中子數為__________。
16
18
18
34
18－n
A－(18－n)

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