原子結(jié)構(gòu)的發(fā)展史ppt課件

1、人類(lèi)對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí),1,;.,在你眼中?,在化學(xué)家眼中?,2,;.,它們由什么微粒構(gòu)成？,原子,3,;.,公元前5世紀(jì)，古希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為，原子是構(gòu)成物質(zhì)的微粒，萬(wàn)物都是由簡(jiǎn)短的、不可分割的原子構(gòu)成。,哲學(xué)臆測(cè)！,4,;.,1、古希臘哲學(xué)家,2、道爾頓 實(shí)心球模型,3、湯姆生 葡萄干面包模型,4、盧瑟福 核式結(jié)構(gòu)模型,5、波爾電子分層排布,6、微觀粒子波粒二象性,7、夸克的發(fā)現(xiàn),一、原子結(jié)構(gòu)模型的演變,5,;.,十八世紀(jì)末，生產(chǎn)力的發(fā)展推動(dòng)了科學(xué)進(jìn)步，化學(xué)科學(xué)從物質(zhì)的變化的簡(jiǎn)單研究進(jìn)入到定量研究，陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了一些元素相互化合時(shí)的基本定律，為化學(xué)新理論的誕生打下了基礎(chǔ),質(zhì)量守恒定律：

2、化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量不變。,定組成定律：一種純凈物不論來(lái)源 如何，各組分元素的質(zhì)量間都有一定的比例,倍比定律：當(dāng)甲和乙兩種元素相互化合生成兩種以上的化合物時(shí)，在這些化合物中，與一定質(zhì)量甲元素相化合的乙元素的質(zhì)量間互成簡(jiǎn)單整數(shù)比關(guān)系,資料卡,6,;.,1803年，英國(guó)科學(xué)家道爾頓提出物質(zhì)是由原子組成，原子不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅，在化學(xué)變化中不可再分割，在化學(xué)反應(yīng)中保持本性不變。,實(shí)心球模型,假說(shuō)科學(xué)！,7,;.,道爾頓的原子學(xué)說(shuō),1、一切物質(zhì)都是由不可見(jiàn)的，不可分割的原子組成，原子不能自生自滅 2、同種類(lèi)的原子在質(zhì)量，形狀和性質(zhì)上都完全相同，不同種類(lèi)的原子則不同 3、每種物質(zhì)都是由它自己的原子

3、組成，單質(zhì)是由簡(jiǎn)單原子組成，化合物是由復(fù)雜原子組成，而復(fù)雜原子又是由為數(shù)不多的簡(jiǎn)單原子組成，復(fù)雜原子的質(zhì)量等于組成它的簡(jiǎn)單原子的質(zhì)量之和。,8,;.,原子是否真的是一個(gè)不可再分的 球體呢？,9,;.,簡(jiǎn)比定律： 十九世紀(jì)初，法國(guó)化學(xué)家蓋呂薩克對(duì)氣體研究發(fā)現(xiàn)，參加反應(yīng)的氣體和反應(yīng)生成后的氣體的體積都有簡(jiǎn)單整數(shù)比關(guān)系。歸納為：同溫同壓下，氣體反應(yīng)中各氣體體積互成簡(jiǎn)單整數(shù)比,例如H2 +Cl2 = 2HCl,思考？如果用道爾頓的原子論解釋會(huì)出現(xiàn)怎樣的情況？,如果用道爾頓的原子論解釋?zhuān)瑒t會(huì)出現(xiàn)在HCl中存在半個(gè)H原子和半個(gè)Cl原子，或者同溫同壓下相同體積的任何氣體含有相同的原子數(shù),資料卡,10,;.,

4、阿伏伽德羅的分子原子論,為了解決半個(gè)原子的矛盾，引入分子的概念。 1、一切物質(zhì)都是由分子組成的，而分子是由原子組成的，分子是物質(zhì)能夠獨(dú)立存在而保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的最小微粒；原子則是構(gòu)成分子的不可再分的更小微粒，它是物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的基本微粒，原子是不能獨(dú)立存在的 2、同種原子的化學(xué)性質(zhì)相同，質(zhì)量相同 3、單質(zhì)分子由相同的原子組成，化合物由不同原子組成。分子質(zhì)量由構(gòu)成其原子的質(zhì)量之和。,原子論,分子原子論,11,;.,1897年，湯姆生發(fā)現(xiàn)原子中存在電子，用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出電子的質(zhì)量，并確定了質(zhì)荷比 正電荷均勻地分布在原子之中,電子則散布在正電荷之中。,湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型,“葡萄干面包式”,12,;

5、.,散射實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子核結(jié)構(gòu),13,;.,體積很小相對(duì)質(zhì)量為4的帶正電粒子,現(xiàn)象： 1、大部分粒子穿過(guò)薄的金箔 2、極少數(shù)粒子好象打在堅(jiān)硬的東西上，完全反彈回來(lái)。 3、少數(shù)粒子穿過(guò)薄的金箔時(shí)，發(fā)生了偏轉(zhuǎn)。,科學(xué)探究,1911年盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)推斷出： 1、原子大部分是空的。 2、中間有一個(gè)幾乎集中了所有原子的質(zhì)量且體積很小的粒子原子核。 3、電子隨意地圍繞著一個(gè)帶正電荷的很小的原子核運(yùn)轉(zhuǎn)。,14,;.,1原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，原子核帶正電荷，位于原子中心,2電子帶負(fù)電，在原子核周?chē)臻g做高速運(yùn)動(dòng),打破原子不可再分的神話,核式結(jié)構(gòu)模型,15,;.,玻爾發(fā)現(xiàn)核外電子

6、的能量,原子核外電子在一系列穩(wěn)定的軌道上運(yùn)動(dòng)，每個(gè)軌道都具有一個(gè)確定的能量值；核外電子在這些穩(wěn)定的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，既不放出能量，也不吸收能量。,16,;.,20世紀(jì)初，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了中子，揭示了微觀世界波粒二象性規(guī)律、認(rèn)識(shí)到原子核外電子的運(yùn)動(dòng)不遵循經(jīng)典力學(xué)的原理，建立用量子力學(xué)方法描述核外電子運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)模型。,17,;.,道爾頓模型（1803）,湯姆生模型（1904）,盧瑟福模型（1911）,波爾模型（1913）,電子云模型 （1935）,18,;.,人類(lèi)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)的過(guò)程，符合認(rèn)識(shí)世界的普遍規(guī)律,古代原子學(xué)說(shuō)觀察、猜想,大量實(shí)驗(yàn),事實(shí)、推測(cè),道爾頓原子學(xué)說(shuō),發(fā)現(xiàn)電子,元素放射現(xiàn)象,原子可分結(jié)論，

7、葡萄干模型,粒子散射實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)、推測(cè),原子有核模型即行星模型,原子光譜實(shí)驗(yàn),量子理論,電子云模型,19,;.,科學(xué)探究的一般過(guò)程是：,提出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)照實(shí)驗(yàn)（若不符合）再假設(shè)再實(shí)驗(yàn)再證實(shí)。,如此循環(huán)往復(fù)。,20,;.,原子核外電子的分層排布,21,;.,為了形象、簡(jiǎn)單的表示原子的結(jié)構(gòu)，人們就創(chuàng)造了“原子結(jié)構(gòu)示意圖”這種特殊的圖形。,+,18,第1層,第2層,第3層,K層,L層,M層,2,8,8,1、原子結(jié)構(gòu)示意圖,原子核,該電子層上的電子數(shù),22,;.,23,;.,24,;.,稀有氣體元素原子電子層排布,分析稀有氣體的核外電子排布與其性質(zhì)有什么聯(lián)系？,25,;.,2、原子核外電子排布一般規(guī)律

8、,電子總是盡先排布在能量最低的電子層里, 然后由里往外，依次排在能量逐步升高的電子層里（能量最低原理）， 先排K層，排滿K層后再排L層，排滿L層后再排M層。,每個(gè)電子層最多只能容納2n2個(gè)電子。, 最外層最多只能容納 8個(gè)電子（K層為最外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè)），次外層不超過(guò)18個(gè)，倒數(shù)第三層不超過(guò)32個(gè),上述規(guī)律相互制約，相互聯(lián)系,26,;.,請(qǐng)寫(xiě)出下列原子結(jié)構(gòu)示意圖： He Ne Ar H O Mg N Na S,隨堂演練,27,;.,Ar,Ne,Kr,28,;.,+12,+8,O,O2,Mg,Mg2+,觀察化學(xué)反應(yīng)中，原子微觀結(jié)構(gòu)的變化，思考元素得失電子與原子微觀結(jié)構(gòu)有什么聯(lián)系？,Cl,Cl,

9、8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),29,;.,鎂條燃燒,30,;.,+12,Mg2+,2 8,2,Mg,+8,O2,2,6,O,8,鎂條燃燒,31,;.,Mg2+,O2,MgO,鎂條燃燒,32,;.,+12,+17,+17,Cl,Cl,Mg,氯化鎂的形成過(guò)程,33,;.,+12,+17,+17,Cl,Cl,Mg,氯化鎂的形成過(guò)程,Cl,Cl,Mg2+,34,;.,+12,氯化鎂的形成過(guò)程,Cl,Cl,Mg2+,MgCl2,35,;.,1化學(xué)反應(yīng)中，原子核不發(fā)生變化，但原子的核外電子排布發(fā)生變化，元素的化學(xué)性質(zhì)主要決定于原子的最外層電子。 2鎂等金屬元素的原子，最外層電子數(shù)較少，與活潑非金屬反應(yīng)時(shí)，易失電子，形成

10、8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。 3氧、氯等非金屬元素的原子，最外層電子數(shù)較多，與活潑金屬反應(yīng)時(shí)，易得電子，形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。,要點(diǎn)總結(jié),36,;.,討論：化合價(jià)與得失電子的數(shù)目、最外層電子數(shù)目之間的關(guān)系。,一些元素的原子得失電子的情況,探尋規(guī)律,結(jié)論：最高正化合價(jià)=失電子數(shù)=最外層電子數(shù),=得電子數(shù)=8最外層電子數(shù),負(fù)價(jià)得電子數(shù)（8最外層電子數(shù)）,37,;.,原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)系,（1）金屬元素原子最外層一般少于4個(gè)電子，在反應(yīng)中易失去電子，形成與稀有氣體元素原子相同的電子層排布的陽(yáng)離子（穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）。（2）非金屬元素原子最外層一般超過(guò)4個(gè)電子，在反應(yīng)中易得到電子，形成與稀有氣體元素原子相同的電子層排布

11、的陰離子（穩(wěn)定結(jié)構(gòu)）。（3）原子核在反應(yīng)中不發(fā)生變化，原子的最外層電子數(shù)可能發(fā)生變化，元素的化學(xué)性質(zhì)取決于原子的最外層電子。元素化合價(jià)與得失電子數(shù)目的關(guān)系： （1）金屬元素為正化合價(jià)，失去電子的數(shù)目即為化合價(jià)的數(shù)值。（2）非金屬元素既可以為正化合價(jià)也可以為負(fù)化合價(jià)，活潑非金屬元素的最低負(fù)化合價(jià)的數(shù)值即為得到電子的數(shù)目。元素化合價(jià)與最外層電子數(shù)目的關(guān)系：活潑金屬元素化合價(jià)=_原子最外層電子數(shù)非金屬元素的最低價(jià)=_原子最外層電子數(shù)8,38,;.,1、道爾頓的原子學(xué)說(shuō)曾經(jīng)起了很大的作用，他的學(xué)說(shuō)中，包含有下述三個(gè)論點(diǎn)：原子是不能再分的微粒；同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同；原子是微小的實(shí)心球體。

12、從現(xiàn)代的觀點(diǎn)看，你認(rèn)為這三個(gè)論點(diǎn)中，不確切的是（ ） A只有 B只有 C只有 D有,反饋練習(xí),D,39,;.,2、根據(jù)硫元素的原子結(jié)構(gòu)，推測(cè)硫元素的最高正價(jià)和最低負(fù)價(jià)分別為（ ） +2、2 B. +6、2 C. +4、4 D. +2、6,反饋練習(xí),B,40,;.,3、已知最外層電子數(shù)相等的元素的原子有相似的化學(xué)性質(zhì)。氧元素原子核外電子分層排布示意圖： 下列原子中，與氧原子的化學(xué)性質(zhì)相似的是（ ）,反饋練習(xí),D,41,;.,4、核電荷數(shù)小于或等于18的元素中，原子的最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子總數(shù)一半的元素種類(lèi)有（ ） A1種 B2種 C3種 D4種,反饋練習(xí),B,42,;.,5、有A、B兩種原子，A原子的M層比B原子的M層少3個(gè)電子，B原子的L層電子數(shù)恰好為A原子L層電子數(shù)的2倍。A和B分別是 （ ） A硅原子和鈉原子 B硼原子和氦原子 C氯原子和碳原子 D碳原子和鋁原子,反饋練習(xí),D,43,;.,6、畫(huà)出下列各微粒的結(jié)構(gòu)示意圖： （1）與氖原子電子層結(jié)構(gòu)相同的2價(jià)陰離子： 。 （2）最外層電子數(shù)為次外層電子數(shù)2倍的原子： 。 （3）L層電子數(shù)為K層、M層電子數(shù)之和的原子： 。 （4）與氬原子電子層結(jié)構(gòu)相同的+1價(jià)陽(yáng)離子 ： 。,反饋練習(xí),44,;.,7、某元素原子的核電荷數(shù)是電子層數(shù)的5倍，其質(zhì)子數(shù)是最外層電子數(shù)的3倍，該元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖為 。,反饋練習(xí),45