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第1課時 原子結構 核素
第四章 第一節 原子結構與元素周期表
學習內容簡介
1.原子結構
原子結構
原子核外電子排布
電子層
電子分層排布
構成原子的微粒及其性質
原子的表示方法
質量數
核外電子排布的表示方法
2.核素、同位素
含義
用途
教學引入：原子的發現史
科學史話：原子結構模型的演變
1803年
道爾頓實心球模型
原子是構成物質的基本粒子，是堅實的、不可再分的實心球。
1904年
湯姆遜棗糕原子模型
原子 是一個平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了正電荷，從而形成了中性原子。
1911年
盧瑟福核式模型
在原子的中心有一個帶正電的核，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。
波爾原子模型
電子云模型
創設情境
電子在核外做無規則的高速運轉
現代原子結構
電子
中子
質子
原子核
任務一：認識原子結構
【回顧舊知】回憶初中所學內容，寫出構成原子的微粒及其性質。
帶電情況： ，質量1.6726×10-27kg
質子
中子
(中心，帶正電)
(核外，帶負電)
原子核
原子
核外電子
每個質子帶1單位正電荷
不帶電
每個電子帶1單位負電荷
核電荷數
帶電情況： ，質量1.6749×10-27kg
決定原子的種類
帶電情況： ，質量9.109×10-31kg
(質量很小，可忽略不計)
原子質量≈原子核質量＝質子的質量+中子的質量
注意：原子的質量主要集中在原子核上
任務一：認識原子結構
【思考討論】分析下列表格，找出構成原子的微觀粒子之間的關系。
核電荷數=核內質子數=核外電子數
質子數不一定等于中子數
氫原子的原子核中沒有中子
原子內質子數不同，原子種類也不同
原子種類 質子數 中子數 核外電子數
氫 1 0 1
碳 6 6 6
氧 8 8 8
鈉 11 12 11
氯 17 18 17
任務一：認識原子結構
【思考討論】觀察下列表格，如果忽略電子的質量，質子、中子的相對質量分別取其近似整數值，那么，原子的相對質量在數值上與原子核內的質子數和中子數有什么關系？
質量數
相對原子質量≈質子數+中子數
將原子核內所有_____和_____的相對質量取近似___________，所得的數值叫做質量數，常用____表示
質子
中子
整數值相加
A
質量數(A)＝質子數(Z)+中子數(N)
質子數 中子數 相對原子質量
1 0 1
6 6 12
8 8 16
11 12 23
17 20 37
任務一：認識原子結構
【思考辨析】原子的質量數是否就是原子的相對原子質量？請舉例說明。
X
A
提示　不一定。如 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。
任務一：認識原子結構
【觀察思考】觀察下列粒子符號，總結原子的表示方法。
質子數 (Z) 中子數 (N） 質量數 (A) 粒子
符號
1 0 1
6 6 12
8 8 16
17 20 37
X
Z
A
質量數
質子數
元素符號
質量數(A)＝質子數(Z)+中子數(N)
H
1
1
C
6
12
O
8
16
Cl
17
37
任務一：認識原子結構
【評價訓練】根據表格提供的信息，正確表示以下三種原子。
原子 質子數(Z) 中子數(N) 表示方法
F 9 10 ___
Na 11 12 _____
Al 13 14 _____
任務一：認識原子結構
【分析總結】填寫下列表格并思考離子的核外電子數、質子數、電荷數之間的關系。
粒子符號 質子數(Z) 質量數(A) 中子數(N) 電荷數 核外電子數
11 23 ___ __ ___
17 37
結論：陽離子中核外電子數＝ － ；
陰離子中核外電子數＝ ＋ 。
12
1
10
20
1
18
質子數
電荷數
質子數
電荷數
任務一：認識原子結構
【總結歸納】
(1)一個信息豐富的符號解讀
A——質量數
Z——核電荷數或質子數
n——離子所帶的電荷數
b——化學式中原子的個數
(2)粒子中的數量關系
①分子或原子：質子數＝核外電子數
②陽離子Xn＋：質子數＝核外電子數＋n
③陰離子Xn－：質子數＝核外電子數－n
任務一：認識原子結構
【評價訓練】
1. 判斷正誤
(1)原子呈電中性是因為中子不帶電（ ）
(2)質子數和中子數決定原子的質量（ ）
(3)微粒中的質子數與核外電子數一定相等（ ）
(4)某種氯原子的中子數是18，則其質量數是35，核外電子數是17（ ）
(5)質量數為28的硅原子可以表示為 （ ）
×
×
√
√
√
任務二：認識原子核外電子排布
【閱讀歸納】閱讀教材92頁，找出電子層的概念及表示方法。
1.電子層
(1)概念：在含有多個電子的原子里，電子分別在 的區域內運動。我們把不同的區域簡化為 ，也稱作電子層。
如圖為電子層模型示意圖。
能量不同
不連續的殼層
任務二：認識原子核外電子排布
【評價訓練】閱讀教材92頁，找出電子層的概念及表示方法。
(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
任務二：認識原子核外電子排布
【閱讀思考】閱讀教材93頁“思考與討論”中稀有氣體元素原子的電子層排布，總結核外電子排布規律。
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
K為最外層最多容納2個電子
其他各層為最外層最多容納8個電子
次外層最多容納18個電子
第n層最多容納2n2個電子
能量最低原理：
電子優先排在能量最低的的電子層，按K→L→M→N……順序排列
任務二：認識原子核外電子排布
【回顧總結】回憶初中所學知識，畫出氯原子的原子結構示意圖，總結核外電子排布的表示方法。
Cl
任務二：認識原子核外電子排布
【評價訓練】
畫出下列原子或離子的結構示意圖
①S： ，S2－： ；
②Ca： ，Ca2＋： 。
任務二：認識原子核外電子排布
【評價訓練】M層最多可容納18個電子，為什么鉀原子的核外電子排布不是 ？
提示　原子核外電子排布每層最多容納2n2個電子，故M層最多可容納18個電子，但M層作為最外層時，最多不超過8個電子。
任務二：認識原子核外電子排布
【評價訓練】
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
任務二：認識原子核外電子排布
【思考討論】根據已學知識，寫出常見的10e－和18e－微粒。
F－、O2－、N3－、OH－
HF、H2O、NH3、CH4
Na+、Mg2+、Al3+、 、H3O+
(2)常見的10e－微粒
任務二：認識原子核外電子排布
【思考討論】根據已學知識，寫出常見的10e－和18e－微粒。
(2)常見的18e－微粒
H2S
F2
K+、Ca2+
任務二：認識原子核外電子排布
【評價訓練】
1.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
×
√
×
×
×
核素 同位素
核素 同位素
活動一、元素和核素
任務一、閱讀教材P96頁內容，觀察表4-1，思考核素和元素的定義
是什么？
①核素：具有一定數目質子和一定數目中子的一種原子，其符號為AZX。
例如： 、 、 都是氫元素的不同核素。決定核素種類的是質子數與中子
數，與核外電子無關。
②元素：具有相同質子數(核電荷數)的一類原子的總稱。
決定元素種類的是質子數，與中子數和核外電子無關。
核素 同位素
任務二、根據教材P96頁表4-1，回答氫元素的三種核素有核特點？
完成表格內容。
氫元素的三種核素比較：
原子名稱 原子符號(X) 氫元素的原子核 質子數(Z) 中子數(N)
氕
氘
氚
1
1
1
1
2
0
1H
1H或D
1H或T
【結論】元素周期表中涉及的元素有118種，但核素多于118種。并不是所有
原子均有中子數，氕無中子。
3
2
1
核素 同位素
活動二、探究同位素的概念、特點及用途
任務一、閱讀教材P96頁最后自然段，結合“化學與職業”欄目，回答
同位素的定義、特點是什么？有何用途？
①概念：質子數相同而中子數不同的同一元素的不同原子互稱為同位素(即同一元
素的不同核素互稱為同位素)，如 、 、 互為同位素。
②特點：同位素在元素周期表中占有相同的位置，化學性質幾乎完全相同，物理
性質略有差異；；同一元素的不同核素的中子數不同，質量數也不相同；天然存
在的同位素，相互間保持一定的比率。
③用途：14C在考古工作中用于測定文物的年代；2H、3H用于制造氫彈；利用放射
性同位素釋放的射線育種、給金屬探傷、診斷和治療疾病等。
核素 同位素
任務二、元素、核素、同位素、同素異形體的區別與聯系是什么。
元素 核素 同位素 同素異形體
本質
范疇
特性
決定因素
舉例
質子數相同的一類原子
質子數、中子數都一定的原子
質子數相同、中子數不同的核素
同種元素形成的不同單質
同類原子
原子
原子
單質
只有種類，
沒有個數
化學反應中的最小微粒
化學性質幾乎相同，物理性質不同
元素相同
性質不同
質子數
質子數、中子數
質子數、中子數
組成元素、結構
H、C、O
三種元素
O2、O3
項目
內容
1H
1
1H
2
1H
3
三種核素
1H
1
1H
2
1H
3
互稱同位素
核素 同位素
【元素、核素、同位素、同素異形體的聯系】
對應訓練
【典例1】回答下列問題：
（1）有下列微粒
①以上8種微粒中共有____種核素，共____種元素。
②互為同位素的是____________。
③質量數相等的是_____和_____，中子數相等的是_____和_____。
④ H、D、T 三種核素構成的氫氣的相對分子質量有____種。
6 5
14C　 14N　 14C 　16O
5
（2）18O2與16O2，二者的關系是____________________________（填“互為同位素”“互為同素異形體”或“屬于同一種物質”）。
屬于同一種物質

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