人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)

人類對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)公元前5世紀(jì)，希臘哲學(xué)家德謨克利特等人認(rèn)為，萬(wàn)物是由大量的不可分割的微粒即原子構(gòu)成。一、原子結(jié)構(gòu)模型的演變1803年，英國(guó)科學(xué)家道爾頓提出了原子學(xué)說(shuō)。他認(rèn)為物質(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。掃描隧道顯微鏡下的原子影像原子是否真的是一個(gè)不可再分的球體呢？1897年，湯姆生通過(guò)陰極射線管實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子中存在電子，并用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出電子的質(zhì)量不及氫原子質(zhì)量的千分之一。

湯姆生的原子結(jié)構(gòu)模型1904年，湯姆生提出“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型，他認(rèn)為電子就像是面包中的葡萄干一樣散布在原子之中。α散射實(shí)驗(yàn)——發(fā)現(xiàn)原子核結(jié)構(gòu)根據(jù)α散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，原子是否是一個(gè)實(shí)心的球體？絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后仍沿原來(lái)的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并有極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)超過(guò)90°，有的甚至幾乎達(dá)到180°而被反彈回來(lái)電子的運(yùn)動(dòng)形態(tài)就像行星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。盧瑟福的原子結(jié)構(gòu)模型1911年，盧瑟福提出原子由原子核和核外電子組成，原子核帶正電荷，位于原子中心，電子帶負(fù)電荷，在原子核周圍做高速運(yùn)動(dòng)；玻爾——發(fā)現(xiàn)核外電子的能量1913年，玻爾在研究氫原子光譜引入了量子論觀點(diǎn)。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。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。原子原子核核外電子二、原子核外電子排布電子按能量高低在核外分層排布1234567KLMNOPQ由內(nèi)到外，能量逐漸升高核外電子排布規(guī)律①

電子總是先排布在能量最低的電子層里，然后由里往外，依次排在能量逐漸升高的電子層里（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，依此類推②每個(gè)電子層最多只能容納2n2個(gè)電子③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)）次外層最多只能容納18個(gè)電子（K層為次外層時(shí)不能超過(guò)2個(gè)）倒數(shù)第三層最多只能容納32個(gè)電子第1層第2層第3層K層L層M層原子核原子·核帶正電核電荷數(shù)515+28原子結(jié)構(gòu)示意圖原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)（1）穩(wěn)定結(jié)構(gòu)：最外電子層上為8（只有一個(gè)電子層時(shí)為2）個(gè)電子（2）不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)：原子容易失去電子轉(zhuǎn)化或容易得到電子轉(zhuǎn)化最外電子層上為8（只有一個(gè)電子層時(shí)為2）個(gè)電子的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)282+12Mg+8O62鎂條燃燒+12Mg2+282Mg+8O2－26O8鎂條燃燒Mg2++1228O2－+828MgO鎂條燃燒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)<4，與活潑非金屬反應(yīng)時(shí)，易失電子，形成與稀有氣體原子電子層排布相同的陽(yáng)離子。3．氧、氯等非金屬元素的原子，最外層電子數(shù)>4，與活潑金屬反應(yīng)時(shí)，易得電子，形成與稀有氣體元素原子電子層排布相同的陰離子。要點(diǎn)總結(jié)原子原子核（+）核外電子（-）質(zhì)子（+）Z中子（不帶電荷）N三、原子核的組成核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)組成原子的微粒有怎樣的質(zhì)量關(guān)系？質(zhì)量相對(duì)質(zhì)量質(zhì)子1.673×10－27kg1.007中子1.675×10－27kg1.008電子9.109×10－31kg1/1836原子核外所有電子的質(zhì)量總和只占原子質(zhì)量的極小一部分，原子質(zhì)量主要集中在原子核上。原子質(zhì)子數(shù)Z中子數(shù)N質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)A相對(duì)原子質(zhì)量F91018.998Na111222.990Al131426.982質(zhì)子數(shù)Z+中子數(shù)N=質(zhì)量數(shù)A≈相對(duì)原子質(zhì)量原子質(zhì)子數(shù)Z中子數(shù)N質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)A相對(duì)原子質(zhì)量F9101918.998Na11122322.990Al13142726.982X——元素符號(hào)A——代表質(zhì)量數(shù)；Z——代表核電荷數(shù)；AZX練一練：請(qǐng)用AZX表示上表中原子的組成。AZ±dXc±X——元素符號(hào)A——代表質(zhì)量數(shù)；Z——代表核電荷數(shù)；c±——代表離子的所帶電荷；±d——代表化合價(jià)n——原子的個(gè)數(shù)n試試看：你能從下邊的符號(hào)中讀出些哪些信息？（1）3115P；（2）4020Ca2+；（3）3717Cl－相對(duì)原子質(zhì)量定義為“某原子的質(zhì)量與C-12原子質(zhì)量的1/12的比”。C-12原子指的是什么原子？在考古中，經(jīng)常應(yīng)用C-14測(cè)定年代，C-14與C-12有什么樣的關(guān)系？化學(xué)性質(zhì)是否相同？C-12原子是指質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都為6個(gè)的碳原子。C-14原子是指質(zhì)子數(shù)為6個(gè)，中子數(shù)為8個(gè)的碳原子。核素：把具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子稱為一種核素。624+6C-14：146C624+6C-12：126C同位素：把質(zhì)子數(shù)相同、質(zhì)量數(shù)（或中子數(shù)）不同的核素互稱為同位素。同位素之間化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，物理性質(zhì)不同。1、13C-NMR（核磁共振）可用于含碳化合物的結(jié)構(gòu)分析，有關(guān)13C的說(shuō)法正確的是（）A、質(zhì)子數(shù)為6B、電子數(shù)為13C、中子數(shù)為6D、質(zhì)量數(shù)為666A2、關(guān)于H+、1H、2H、3H五種微粒，下列說(shuō)法正確的是（）A、是四種氫元素B、是氫元素的四中同位素C、是氫元素的四種不同微粒D、它們的中子數(shù)均相同。111C3、已知?dú)湓赜?H、2H、3H三種同位素，氯元素有35Cl、37Cl兩種同位素。由這五種微粒構(gòu)成的HCl分子中，其相對(duì)分子質(zhì)量可能有（）A、1種B、5種C、6種D、7種117C11174.在同溫同壓下，兩個(gè)容積相等的密閉容器中分別充滿12C18O和14N2兩種氣體，以下關(guān)于這兩個(gè)容器中氣體的說(shuō)法正確的是()A.分子數(shù)、質(zhì)量分別相等 B.原子數(shù)相等，質(zhì)量不相等C.質(zhì)子數(shù)相等，質(zhì)量不等 D.分子數(shù)、質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)分別相等B5、今有AZ與A+1Z兩種微粒，下列敘述正確的是（）A、質(zhì)子數(shù)一定相同，質(zhì)量數(shù)和中子數(shù)一定不同B、化學(xué)性質(zhì)幾乎相同C、兩中微粒一定都有質(zhì)子、中子、電子構(gòu)成D、核電荷核，核外電子數(shù)一定相同AXX元素有_______種；上述的