2019_2020學年高中化學專題1人類對原子結構的認識學案（含解析）蘇教版.docx

第三單元人類對原子結構的認識學習目標1.知道原子的構成。能夠運用質子、中子、電子的電荷關系和質量關系進行相關計算。2.能夠運用鈉、鎂、氯等常見元素原子和離子的結構示意圖認識核外電子的排布情況，以及微粒結構與性質的關系。3.能夠表示氧化鎂的形成，并能夠以此認識化學反應的本質。4.能夠根據原子結構組成符號X判斷原子的構成，并能夠從原子的結構、組成角度認識核素、同位素的存在及概念。一、原子結構模型的演變1古希臘科學家提出的物質由原子構成的猜想是人們對原子結構認識的初始階段，初步揭示了物質是由原子構成的這一基本觀點。2道爾頓提出了“實心原子”這一觀點，他認為物質由原子構成，原子是不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅的實心球體。3湯姆生發(fā)現電子后提出“葡萄干面包式”或“西瓜式”原子模型，使人們認識到原子是由更小的微粒構成的，原子是可以再分的。4盧瑟福在粒子散射實驗中發(fā)現：當用帶正電荷的粒子轟擊金箔時，大部分的粒子穿過金箔，就像它不存在一樣，但也有少量的粒子偏離了原來的運動方向，甚至有極少數的粒子被筆直地彈回。根據這一實驗現象，盧瑟福提出了“核式”原子結構模型：原子由原子核和核外電子構成，原子核帶正電荷，位于原子的中心，并且集中了原子的絕大部分質量，電子帶負電荷，在原子核周圍空間做高速運動，就像行星繞太陽運轉一樣。5玻爾把量子論引入核式結構的原子模型，提出原子的量子態(tài)理論：原子核外，電子在一系列穩(wěn)定的軌道上運動，每一個軌道都有一個確定的能量值；核外電子在這些穩(wěn)定軌道上運動時，既不放出能量，也不吸收能量。二、原子的結構1原子的構成原子2.X的含義：表示質量數為A、質子數為Z的X原子。質量數(A)將原子核內所有的質子和中子的相對質量取整數相加所得的數值。A(質量數)(Z質子數)(N中子數)3質子數、電子數、核電荷數之間的關系在元素的原子中，質子數核電荷數核外電子數。4核素：具有一定質子數和一定中子數的一種原子。如8O。5同位素：質子數相同、中子數不同的核素互稱為同位素。如H、H、H；6C、6C、6C。1相對原子質量的定義為“某原子的質量與C12原子質量的1/12的比”，C12原子指的是什么原子？提示：C12原子指原子核內有6個質子和6個中子的碳原子。2所有的原子核都是由質子和中子構成的嗎？提示：不一定，H原子核中只有質子沒有中子。316O2和18O2互為同位素嗎？提示：不是，16O2和18O2為分子，而同位素討論的是同一元素形成的不同原子(或核素)。一、原子結構與元素化學性質的關系1原子核外電子排布電子按照能量的不同分層排布，其主要規(guī)律是：(1)核外電子總是盡先排布在能量較低的電子層，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的電子層(能量最低原理)。(2)原子核外各電子層最多容納2n2個電子。(3)原子最外層電子數目不超過8個(K層為最外層時不超過2個)。(4)次外層電子數目不能超過18個(K層為次外層時不能超過2個)，倒數第三層電子數目不能超過32個。28電子穩(wěn)定結構(1)稀有氣體具有的穩(wěn)定的原子結構：通常把最外層有8個電子(K為最外層時為2個)的結構，稱為相對穩(wěn)定結構。稀有氣體的原子就是這種結構，化學性質穩(wěn)定，一般不與其他物質發(fā)生化學反應。(2)在化學反應中，各元素的原子發(fā)生電子轉移后傾向于形成穩(wěn)定的結構。(3)判斷化合物中某元素的原子是否達成穩(wěn)定結構的方法有：明確化合物中各原子的結構特點，根據電子式或微粒的結構示意圖進行判斷。對于非金屬元素(H除外)，可以用其原子最外層電子數與化合價的絕對值之和進行判斷，如果二者之和等于8，則該元素原子在化合物中達到8電子穩(wěn)定結構。3元素的金屬性與非金屬性(1)原子的核外電子排布，特別是最外層電子數決定著元素的主要化學性質(如化合價、金屬性或非金屬性等)。(2)金屬元素的原子最外層電子數一般少于4個，在化學反應中比較容易失去電子而達到相對穩(wěn)定結構，表現出金屬性；而非金屬元素的原子最外層電子數一般多于4個，在化學反應中容易得到電子而達到相對穩(wěn)定結構，表現出非金屬性。(3)NaNa、MgMg2、ClCl、OO2。(4)MgO的形成可表示為： 練習與實踐1元素的化學性質主要決定于原子的()A質子數 B中子數C核外電子數 D最外層電子數答案D解析最外層電子數主要決定主族元素的化學性質。2據報道，某些建筑材料會產生放射性同位素Rn，從而對人體產生傷害。該同位素原子中的中子數和質子數之差是()A136 B50 C86 D222答案B解析中子數和質子數之差為(22286)8650。二、同位素與物質的組成1同位素原子間生成的同類物質形成純凈物。如Cl、Cl 構成的Cl2、ClCl、Cl2混在一起應為純凈物，不是混合物；H、H、H生成6種雙原子分子混在一起為純凈物。2同位素形成物質的判斷兩種同位素可形成3種雙原子分子；三種同位素可形成6種雙原子分子，且它們的化學性質相同。練習與實踐3下列對同位素的描述正確的是()A有相似化學性質的不同元素B有不同質量數的同種元素的原子C最外電子層上有不同電子數的原子D有相同質量數的不同元素的原子答案B解析同位素是質子數相同(即核電荷數相同)，質量數不同的同種元素的不同原子。4下列敘述錯誤的是()A13C和14C屬于同一種元素，它們互為同位素B1H和2H是不同的核素，它們的質子數相等C14C和14N的質量數相等，它們的中子數不等D6Li和7Li的電子數相等，中子數也相等答案D解析13C、14C互為同位素，14C、14N質量數都為14，中子數分別為8、7。1H、2H互為同位素，質子數相等。6Li、7Li互為同位素，質子數和電子數都對應相等，但中子數不相等。5原子、元素、核素、同位素等都屬于重要的化學基本概念，原子的構成屬于重要的化學基本理論。下列八種化學符號：HH2CLiNaNLiMg(1)涉及的核素共有()種。(2)互為同位素的是()和()。(3)質量數相等，但不能互稱為同位素的是()和()。 (4)中子數相等，但質子數不相等的是()和()。答案(1)8(2)LiLi(3)CN(4)NaMg解析(1)核素，即具有一定的質子數和中子數的原子，一種核素就是一種原子，該題中有8種核素。(2)同位素，即核內質子數相同、中子數不同的原子，也就是同種元素里的不同的核素(或原子)。同位素的微粒對象是原子，這些原子的存在范圍是同一種元素。 Li與Li的核內質子數都是3，中子數分別是3和4，它們是鋰元素里的不同種原子。 H與H是同位素，但由于H2是一種分子而不是原子，所以H與H2不是同位素。(3)質量數相等的是C與N(都是14)，但C的質子數是6，屬于碳元素，N的質子數是7，屬于氮元素，所以C與N質量數相等，但又不能互稱為同位素。(4)Na、Mg的核內質子數分別是11和12，根據原子核內“質量數質子數中子數”的公式進行判斷，Na、Mg的核內中子數都是12。三、元素的相對原子質量和同位素的相對原子質量1同位素(X)的相對原子質量Ar且ArA，質量數即為核素的近似相對原子質量。2元素的相對原子質量(1)含義：元素(精確)的相對原子質量是根據本元素各種核素的相對原子質量和它們在原子總數中所占的組成分數計算的平均值。(2)計算公式：其中Ar1、Ar2、Ar3分別為各同位素的相對原子質量；a%、b%、c%分別為自然界中各同位素所占的原子的含量或原子個數的組成分數；Ar是元素的相對原子質量。(3)元素的近似相對原子質量：根據元素各種核素的質量數和它們在原子總數中所占的組成分數計算的平均值。其中A1、A2為各同位素的質量數。如：氧有三種天然同位素，它們的同位素原子的相對原子質量和各同位素原子含量(即原子個數百分比)的數據分別為：O15.99599.759%O 16.996 0.037%O 17.999 0.204%則氧元素的相對原子質量為：Ar15.99599.759%16.9960.037%17.9990.204%15.999。氧元素的近似相對原子質量為：Ar1699.759%170.037%180.204%16.004。知識拓展1與稀有氣體原子電子層結構相同的離子(1)與He原子電子層結構相同的離子有：H、Li、Be2。(2)與Ne原子電子層結構相同的離子有：F、O2、N3、Na、Mg2、Al3。(3)與Ar原子電子層結構相同的離子有：Cl、S2、P3、K、Ca2。2核外電子總數為10的粒子有(1)陽離子：Na、Mg2、Al3、NH、H3O。(2)陰離子：N3、O2、F、OH、NH。(3)分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4。3核外電子總數為18的粒子有(1)陽離子：K、Ca2。(2)陰離子：P3、S2、HS、Cl。(3)分子：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4等。4核外電子總數及質子總數均相同的粒子有(1)Na、NH、H3O。(2)F、OH、NH。(3)Cl、HS。(4)N2、CO、C2H2等。練習與實踐6某元素的一種同位素原子的質子數為m，中子數為n，則下述論斷正確的是()A不能由此確定該元素的相對原子質量B這種元素的相對原子質量為mnC若碳原子質量為W g，此原子的質量為(mn)W gD核內中子的總質量小于質子的總質量答案A解析相對原子質量全稱是元素的平均相對原子質量，不是某一個原子的相對原子質量，因此選項B看上去似乎是正確的，實際是錯誤的；任一原子的質量不可能是碳原子質量與此原子質子數與中子數之和的乘積，而且碳原子有多種同位素，選項C中的W是沒有被指定的數值，只從這一點來看，選項C也不能成立；題目沒有指明m和n的具體值，故選項D也不對。7將某文獻資料上記載的相對原子質量數據摘錄如下：試回答下列問題：(1)34.969是表示_；(2)35.453是表示_；(3)35是表示_；(4)35.485是表示_；(5)24.23%是表示_；(6)35.453的計算表達式為_。答案(1)同