课时跟踪检测（十八）原子结构
1．(2016·深圳模拟)14C的放射性可用于考古断代。下列关于14C的说法中正确的是( ) A．质量数为6 B．质子数为6
C．电子数为14 D．中子数为14
解析：选B 14C中含有的质子数为6，质量数为14，根据质量数＝质子数＋中子数可知，14C 中含有的中子数＝质量数－质子数＝14－6＝8，核外电子数＝质子数＝6。
2．(2016·长沙模拟)下列属于同位素的一组是( )
A．O2、O3 B．Na2O、Na2O2
C.4019K、4020Ca D．H、D、T
解析：选D 同位素是具有相同质子数不同中子数的同一元素的不同核素。同位素是核素不是单质、不是化合物，A选项是单质、B选项是化合物，所以A、B错误；C选项是不同种元素的原子，所以C错误；D选项是同种元素的不同原子，所以D正确。
3．(2016·东莞模拟)某元素原子R的原子核外有16个电子，质量数为34，则原子核里的中子数为( )
A．32 B．20 C．16 D．18
解析：选D 某元素原子R的原子核外有16个电子，所以质子数＝核外电子数＝16，中子数＝质量数－质子数＝34－16＝18。
4．YBa2Cu8O x(Y为元素钇)是磁悬浮列车中的重要超导材料，下列关于8939Y的说法不正确的是( )
A．属于金属元素
B．质子数与中子数之差为50
C．原子的核外电子数是39
D.8939Y和9039Y是两种不同的核素
解析：选B 8939Y的质子数为39，中子数为89－39＝50，质子数与中子数之差为11。5．(2016·兰州模拟)下列微粒中，其最外层与最内层的电子数之和等于次外层电子数的是( )
A．S B．Mg C．Cl D．Be
解析：选A 硫核外电子排布为：2、8、6，符合最外层与最内层的电子数之和等于次外层电子数，故A正确；Mg核外电子排布为：2、8、2，不符合，故B错误；Cl核外电子排布为：2、8、7，不符合，故C错误；Be核外电子排布为：2、2，不符合，故D错误。6．(2016·洛阳模拟)下列说法正确的是( )
A．有H、D、T与16O、17O、18O构成的过氧化氢分子的相对分子质量有36个
B．H2、D2、T2互为同素异形体
C．H2、D2、T2在相同条件下的密度比为1∶2∶3
D．氕、氘发生核聚变成其他元素，属于化学变化
解析：选C H、D、T组合H2、D2、T2、HD、HT、DT共6种；16O、17O、18O组合16O2、17O2、18O2、16O17O、16O18O、17O18O共6种，所以构成的过氧化氢分子共有6×6＝36个，但其中有相对分子质量相同的分子，故构成的过氧化氢分子的相对分子质量个数小于36个，故A错误；H2、D2、T2均为氢气单质，属于一种物质，故B错误；H2、D2、T2在相同条件下的密度比等于气体相对分子质量之比为2∶4∶6＝1∶2∶3，故C正确；氕、氘发生聚变成其他元素，属于核反应，不是化学变化，故D错误。
7．(2016·黄冈模拟)元素X原子的最外层有6个电子，元素Y原子的最外层有3个电子，这两种元素形成的化合物的化学式可能是( )
A．X3Y2 B．X2Y
C．Y3X2 D．Y2X3
解析：选D X元素的原子最外层有6个电子，易得2个电子，化合价为－2价，Y元素的原子最外层有3个电子，所以易失电子，化合价为＋3价，根据化合价规则可知，两种元素形成的化合物的化学式可能为Y2X3。
8．已知1～18号元素的离子a W3＋、b X＋、c Y2－、d Z－具有相同的电子层结构，下列关系正确的是( )
A．质子数：c>d
B．离子的还原性：Y2－>Z－
C．氢化物的稳定性：H2Y>HZ
D．原子半径：X 解析：选B 因四种离子的电子层结构相同，所以质子数a、b、c、d的大小关系应为a>b>d>c，且Y、Z在上一周期，Y在Z的左边，Y的非金属性弱于Z；W、X在下一周期，X在W的左边，X的金属性强于W。质子数d>c，A项错误；非金属性：Y 9．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W元素的原子半径是所有元素中原子半径最小的，X元素原子的最外层电子数是内层电子数的3倍，且X、Y的简单离子的核外电子排布相同，X、Y、Z的核电荷数之和为36，工业上用海水生产Z的单质，同时生成含元素Y 的碱。下列说法正确的是( ) A．四种元素的原子半径大小关系为Y>X>Z>W B．Y与Z形成的化合物中，X、Y原子的个数比可能为1∶2 C．四种元素均能形成双原子单质分子 D．四种元素中，由任意两种元素化合可形成4种离子化合物 解析：选D 根据提供的信息可判断出W、X、Y、Z分别为H、O、Na、Cl。原子半径：Na>Cl>O>H，A项错误；Y、Z形成的化合物为NaCl，B项错误；Na无双原子单质分子，C项错误；形成的离子化合物有NaCl、Na2O、Na2O2、NaH，D项正确。 10．现有部分短周期主族元素的性质与原子 元素性质与原子( 下列说法正确的是( ) A．Z的氧化物对应的水化物可以溶于氨水 B．T与氢形成的化合物中不可能含非极性键 C．Y与Z的单质分别与相同浓度的盐酸反应，Y的反应要剧烈些 D．X和Y两元素之间有可能形成共价键 解析：选C T的最外层电子数是次外层电子数的3倍，次外层电子数为2，最外层电子数为6，所以T为O；常温下X的单质为双原子分子，分子中含有3对共用电子对，则X为N；Y的M层电子数与K层电子数相同，所以质子数为12，即Y为Mg；第三周期元素的简单离子中半径最小的为Al3＋，所以Z为Al。Z的氧化物对应的水化物为Al(OH)3，不能溶于氨水， A项错误；T与氢形成的化合物H2O2中含有非极性键，B项错误；金属性Mg>Al，其单质分别与相同浓度的盐酸反应，Mg的反应要剧烈些，C项正确；X(N)和Y(Mg)形成的化合物是离子化合物，不存在共价键，D项错误。 11．现有部分短周期主族元素的性质或原子结构如下表所示： (1)写出X、Y、Z、N四种元素的名称：X______________， Y____________，Z____________，N____________。 (2)由X、Y、Z、M、N五种元素两两组成的分子中，许多分子含有的电子数相等，写出符合下列要求的分子式： ①含10e－且呈正四面体结构的分子__________； ②含14e－的双原子分子__________； ③含16e－且能使溴水退色的分子__________； ④含18e－且常温下呈液态的分子__________。 解析：由题意可推得X为H元素，Y为O元素，Z为Si元素，M为C元素，N为S元素。 答案：(1)氢氧硅硫 (2)①CH4②CO ③C2H4④H2O2 12．X、Y、Z、W是四种短周期元素，X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍；Y 原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；Z元素的单质为双原子分子，Z的氢化物水溶液呈碱性；W元素最高正价是＋7价。回答下列问题： (1)元素X原子结构示意图为____________________。 (2)元素Y的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是________。 (3)元素Z能与氢元素形成一价阴离子，该阴离子的电子总数是________，与该离子电子总数相等的Z与氢形成的微粒是____________________。 (4)ZW3常温下呈液态，可与水反应生成一种酸和一种碱，反应的化学方程式为________________________________________________________________________。 (5)探寻物质的性质差异性是学习的重要方法之一。X、Y、Z、W四种元素的最高价氧化物的水化物中化学性质明显不同于其他三种酸的是________(用酸的分子式表示)。 解析：(1)X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍，说明X共有3个电子层， 且M层上有6个电子，即，为硫元素；Y原子最外层电子数是次外层电子数 的2倍，说明Y只有2个电子层，且最外层有4个电子，Y为碳元素；Z的氢化物水溶液显碱性，中学阶段要求掌握的碱性气体只有NH3，因此Z为氮元素；W的最高正价为＋7，而F 元素无正价，因此W为氯元素。 (2)碳的放射性同位素146C可用于考古。 (3)氮元素与氢元素形成－1价阴离子，由于氮元素显－3价，氢显＋1价，因此该阴离子为NH－2，其电子总数是10，与该离子电子总数相等的还有NH3、NH＋4。 (4)NCl3与H2O反应生成物中有碱，只能是NH3·H2O，N为－3价，Cl为＋1价，酸应为HClO。 (5)H 2CO 3、HNO 3、H 2SO 4、HClO 4中化学性质明显不同于其他三种酸的是H 2CO 3，H 2CO 3为弱酸。 答案：(1) (2) 14 6C (3)10 NH ＋4、NH 3 (4)NCl 3＋4H 2O===3HClO ＋NH 3·H 2O (5)H 2CO 3 13 (1)画出W 原子结构示意图________________________。 (2)元素X 与元素Z 相比，非金属性较强的是________(填元素名称)，写出一个能表示X 、Z 非金属性强弱关系的化学反应方程式：______________________________________。 (3)X 、Y 、Z 、W 四种元素形成的一种离子化合物，其水溶液显强酸性，该化合物的化学式为____________________。 (4)元素X 和元素Y 以原子个数比1∶1化合形成的化合物Q ，元素W 和元素Y 化合形成的化合物M ，Q 和M 的电子总数相等。以M 为燃料，Q 为氧化剂，可作火箭推进剂，最终生成无毒的，且在自然界中稳定存在的物质，写出该反应的化学方程式：____________________________________________________________________。 解析：X 元素原子的L 层电子数是K 层电子数的3倍，根据核外电子排布规律，可知L 层为6个电子，所以X 为氧元素。Y 元素原子的核外电子层数等于原子序数，Y 只能是氢元素。Z 元素原子的L 层电子数是K 层和M 层电子数之和，L 层有8个电子，则其M 层电子数为6，所以Z 是硫元素。W 元素原子的最外层电子数是次外层电子数的2.5倍，其次外层只能是K 层，有2个电子，所以W 为氮元素。(2)能说明氧元素比硫元素非金属性强的事实很多，其中单质之间的置换反应生成S 比较直观。(3)H 、N 、O 、S 四种非金属元素形成离子化合物只能是铵盐，其水溶液显强酸性应是强酸的酸式盐，因为铵盐水解酸性不如其酸式盐溶液酸性强，故应为NH 4HSO 4。(4)H 和O 按原子个数比1∶1化合形成的化合物为H 2O 2共有18个电子，则H 和N 形成的18电子微粒只能是N 2H 4，根据信息写出方程式即可。 答案：(1) (2)氧 2H 2S ＋O 2===2H 2O ＋2S↓(其他合理答案亦可) (3)N H 4HSO 4 (4)N 2H 4＋2H 2O 2=====点燃N 2＋4H 2O 第一节原子结构 教学目标： 知识目标： 1．复习原子构成的初步知识，使学生懂得质量数和A Z X的含义，掌握构成原子的粒子间的关系。 2．了解关于原子核外电子运动特征和常识。 3．理解电子云的描述和本质。 4．了解核外电子排布的初步知识，能画出1～号元素的原子结构示意图。 能力目标： 培养自学能力、归纳总结能力、类比推理能力。 教学重点：原子核外电子的排布规律。 教学难点：原子核外电子运动的特征，原子核外电子的排布规律。 (第一课时) 教学过程： [复习]原子的概念，原子的构成，原子为什么显电中性？ [板书]一、原子核 1。原子结构 质子： 1.6726×10-27kg 原子核 原子中子： 1.6748×10-27kg 电子： 1.6726×10-27kg/1836 注意：核电荷数=质子数=电子数近似原子量=质子数+中子数原子的粒子间的关系： 决定元素种类的是：，决定原子质量的 是： 决定元素化学性质的主要是：，决定原子种类的是： 1.6726×10-27kg 1.66×10-27kg 2．质量数 质子的相对质量= =1.007≈1 1.6748×10-27kg 1.66×10-27kg 中子的相对质量= =1.008≈1 将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似值整数加起来，所得的数值叫质量数（A） 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） N = A – Z 练习：用A Z X表示原子： （1）求中性原子的中子数：N= （2）求阳离子的中子数，A X n+共有x个电子，则N= （3）求阴离子的中子数，A X n-共有x个电子，则N= （4）求中性分子或原子团的中子数，12C16O2分子中， N= （5） A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-离子所含电子的物质的量为 ： . 二、核外电子运动的特征 请一位同学讲述宏观物体的运动的特征。 比较电子的运动和宏观物体的运动。 1．核外电子运动的特征： （1）带负电荷，质量很小。 （2）运动的空间范围小。 （3）高速运动。 学生阅读课本P91，播放电子云形成的动画。 2．电子云 电子在原子核外空间一定范围内出现，可以想象为一团带负电荷的云雾笼罩在原子核的周围，所以人们形象地把它叫做“电子云”。 注意：（1）图中的每个小黑点并不代表一个电子，小黑点的疏密表示电子在核外单位体积内出现机会的多少。 （2）“电子云”是核外电子运动的一种形象化表示。 1．已知一种碳原子（质子数、中子数均为6）的一个原子的质量为m kg，若一个铁原子的质量为n kg ，则铁的原子量是 2．以下有关电子云的描述，正确的是（） A 电子云示意图的小黑点疏密表示电子在核外空间出现机会的多少 B 电子云示意图中的每一个小黑点表示一个电子 C 小黑点表示电子，黑点愈多核附近的电子就愈多 D 小黑点表示电子绕核作圆周运动的轨道 第二课时 [复习]1。原子的结构。 2．电子云的概念及核外电子运动的特征。 对于多电子的原子，核外电子的运动要复杂一些，通常，能量低的在离核较近的区域运动，能量高的在离核较远的区域运动。 三、原子核外电子的排布 1．电子层 层序数 1 2 3 4 原子结构(必修) 近代原子结构模型的演变 ⑤ 质子数（Z ）＝ 阴离子核外电子数 — 阴离子的电荷数 一、原子结构模型的演变 公元前5世纪，古希腊哲学家德谟克利特提出古代原子学说，认为万物都是由间断的、 不可分的原子构成的。 模型 道尔顿（英） 汤姆生（英） 卢瑟福（英） 玻尔（丹麦） 海森伯 年代 1803年 1904年 1911年 1913年 1926年 依据 元素化合时 的质量比例关系 发现电子 ɑ粒子散射 氢原子光谱 近代科学实验 主要内容 原子是不可 再分的实心小球 葡萄干布丁式 核式模型 行星轨道式原子模型 量子力学原子结构模型 模型 （微观粒子具有波粒二象性） 存在问题 不能解释电子的存在 不能解释ɑ粒 子散射时的现 象 不能解释氢 原子光谱 二、原子的构成 1. 得 电 失 子 阳离子 X n+ （核外电子数＝ ） 离子 阴离子 X n- （核外电子数＝ ） 2. 原子、离子中粒子间的数量关系： ① 质子数＝核电荷数＝核外电子数＝原子序数 ② 质量数（A ）＝质子数（Z ）＋ 中子数（N ） ③ 离子电荷＝质子数—核外电子数 ④ 质子数（Z ）＝ 阳离子核外电子数 ＋ 阳离子的电荷数 ⑥ 质量数≈相对原子质量 原子核 原子A Z X 中子（A-Z 个，电中性，决定原子种类→同位素） 质子（Z 个，带正电，决定元素的种类） 核外电子（Z 个，带负点，核外电子排布决定元素的化学性质） ①核外电子总是尽先排布在能量较低的电子层，然后由里向外，依次排布在能量逐步升高的 电子层(能量最低原理)； ②每个电子层最多容纳2n2个电子（n为电子层数）； ③最外层电子数目不能超过8个（K层为最外层时不能超过2个）； ④次外层电子数目不能超过18个（K层为次外层时不能超过2个）； ⑤倒数第三层电子数目不能超过32个（K层为倒数第三层时不能超过2个）。 （2）阳离子：核电荷数＝核外电子数＋电荷数（如图乙所示） （3）阴离子：核电荷数＝核外电子数—电荷数（如图丙所示） M电子层 微粒符号（原子或离子） L电子层原子核 K电子层核电荷数 (1)原子核中无中子的原子1 1H 3.核外电子排布的一般规律 （1） 电子层数（n） 1 2 3 4 5 6 7 符号K L M N O P Q 电子层能量的关系从低到高 电子层离核远近的关系由近到远 （2）在含有多个电子的原子里，电子依能量的不同是分层排布的，其主要规律是： 4.原子、离子的结构示意 （1）原子中：核电荷数＝核外电子数（如图甲所示） 5.常见等电子粒子 （1）2电子粒子：H—、Li＋、Be2＋；H2、He （2）10电子粒子：分子Ne、HF、H20、NH3、CH4 ；阳离子Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H30+； 阴离子N3-、O2-、F-、OH-、NH2-。 （3）18电子粒子：分子Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、C2H6、CH3OH、N2H4； 阳离子K、Ca ；阴离子P3—、S2—、Cl—、HS—、O22—。 （4）14电子粒子：Si、N2、CO、C2H2；16电子粒子：S、O2、C2H4、HCH0 。 6.1～20号元素原子结构的特点 原子结构、化学键、分子结构习题 1．判断下列叙述是否正确 （1）电子具有波粒二象性，故每个电子都既是粒子又是波。 （2）电子的波动性是大量电子运动表现出的统计性规律的结果。 （3）波函数ψ，即电子波的振幅。 （4）波函数Ψ，即原子轨道，是描述电子空间运动状态的数学函数式。 （1）?（2）√（3）?（4）√ 2. 用原子轨道光谱学符号表示下列各套量子数： (1) n =2, l = 1, m = –1 (2) n =4, l = 0, m =0 (3) n =5, l = 2, m =0 2 （1）2p (2) 4s (3) 5d 3. 假定有下列电子的各套量子数，指出哪几套不可能存在，并说明原因。 (1) 3,2,2,1/2 (2) 3,0,–1,1/2 (3) 2, 2, 2, 2 (4) 1, 0, 0, 0, (5) 2,–1,0, –2/1 (6) 2,0,–2,1/2 3. （1）存在，为3d 的一条轨道； (2) 当l=0时，m只能为0，或当m=±1时，l可以为2或1。 (3) 当l=2时，n应为≥3正整数，m s=+1/2或-1/2； 或n=2时l=0 m=0 m s=+1/2或-1/2； l=1 m=0或±1，m s=+1/2或-1/2; （4）m s=1/2或–1/2 ； （5）l不可能有负值； （6）当l=0时，m只能为0 4．指出下列各电子结构中，哪一种表示基态原子，哪一种表示激发态原子，哪一种表示是错误的? (1)1s22s2(2) 1s22s12d1(3) 1s22s12p2 (4) 1s22s22p13s1(5) 1s22s42p2(6) 1s22s22p63s23p63d1 教案 课题：第一节原子结构（2）授课班级 课时第二课时 教学目的 知识 与 技能 1、了解原子结构的构造原理，能用构造原理认识原子的核外电子排布 2、能用电子排布式表示常见元素（1～36号）原子核外电子的排布 3、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 4、知道原子的基态和激发态的涵义 5、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 过程 与 方法 复习和沿伸、动画构造原理认识核外电子排布，亲自动手书写，体会原理情感 态度 价值观 充分认识原子构造原理，培养学生的科学素养，有利于增强学生学习化学 的兴趣。 重点电子排布式、能量最低原理、基态、激发态、光谱难点电子排布式 知识结构与板书设计三、构造原理 1．构造原理：绝大多数基态原子核外电子的排布的能级顺序都遵循下列顺序：1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s…… 2、能级交错现象(从第3电子层开始)：是指电子层数较大的某些轨道的能量反低于电子层数较小的某些轨道能量的现象。 电子先填最外层的ns，后填次外层的（n-1）d，甚至填入倒数第三层的（n-2）f的规律叫做“能级交错” 3．能量最低原理：原子核外电子遵循构造原理排布时，原子的能量处于最低状态。即在基态原子里，电子优先排布在能量最低的能级里，然后排布在能量逐渐升高的能级里。 4、对于同一电子亚层(能级)(等价轨道),当电子排布为全充满、半充满或全空时,原子是比较稳定的。 5、基态原子核外电子排布可简化为：［稀有气体元素符号］+外围电子(价电子、最外层电子) 四、基态与激发态、光谱 1、基态—处于最低能量的原子。 原子结构与性质 一 原子结构 1、原子的构成 中子N （核素） 原子核 近似相对原子质量 质子Z （带正电荷） → 核电荷数 元素 → 元素符号 原子结构 决定原子呈电中性 电子数（Z 个） 化学性质及最高正价和族序数 体积小，运动速率高（近光速），无固定轨道 核外电子 运动特征 电子云（比喻） 小黑点的意义、小黑点密度的意义。 排布规律 → 电子层数 周期序数及原子半径 表示方法 → 原子（离子）的电子式、原子结构示意图 2、三个基本关系 （1）数量关系：质子数 = 核电荷数 = 核外电子数（原子中） （2）电性关系： ①原子中：质子数=核电荷数=核外电子数 ②阳离子中：质子数>核外电子数 或 质子数=核外电子数+电荷数 ③阴离子中：质子数<核外电子数 或 质子数=核外电子数-电荷数 （3）质量关系：质量数 = 质子数 + 中子数 二 原子核外电子排布规律 决定 X) (A Z 三相对原子质量 定义：以12C原子质量的1/12（约1.66×10-27kg）作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值。其国际单位制（SI）单位为1，符号为1（单位1一般不写） 原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。 如：一个氯原子的m(35Cl)=5.81×10-26kg。 核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。一种元素有几种同位素，就应 有几种不同的核素的相对原子质量， 相对诸量如35Cl为34.969,37Cl为36.966。 原子比较核素的近似相对原子质量：是对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该质量 核素的质量数相等。如：35Cl为35,37Cl为37。 元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比算出的平均值。如： Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a% + Ar(37Cl)×b% 元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其原子个数百分比 的乘积之和。 第5章 第1讲原子结构、化学键 李仕才 考纲要求 1.了解元素、核素和同位素的含义。2.了解原子的构成，了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。3.了解原子核外电子排布规律，掌握原子结构示意图的表示方法。4.了解化学键的定义，了解离子键、共价键的形成。 5.了解相对原子质量、相对分子质量的定义，并能进行有关计算。 考点一 原子结构、核素 1．原子构成 (1)构成原子的微粒及作用 原子(A z X)??? 原子核????? 质子(Z 个)——决定元素的种类中子[(A －Z )个] 在质子数确定后决定原子种类同位素核外电子(Z 个)——最外层电子数决定元素的化学性质 (2)微粒之间的关系 ①原子中：质子数(Z )＝核电荷数＝核外电子数； ②质量数(A )＝质子数(Z )＋中子数(N )； ③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数； ④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 (3)微粒符号周围数字的含义 (4)两种相对原子质量 ①原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C质量的1 12 的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 ②元素的相对原子质量：是按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：A r(Cl)＝A r(35Cl)×a%＋A r(37Cl)×b%。 2．元素、核素、同位素 (1)元素、核素、同位素的关系 (2)同位素的特征 ①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大； ②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。 (3)氢元素的三种核素 1 1H：名称为氕，不含中子； 2 1H：用字母D表示，名称为氘或重氢； 3 1H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。 (4)几种重要核素的用途 (1)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子(√) (2)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同(√) (3)核聚变如21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化(×) (4)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素(×) (5)通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化(×) (6)3517Cl与3717Cl得电子能力几乎相同(√) 1.2.1 原子结构与元素的性质（第2课时） 知识与技能： 1、掌握原子半径的变化规律 2、能说出元素电离能的涵义，能应用元素的电离能说明元素的某些性质 3、进一步形成有关物质结构的基本观念，初步认识物质的结构与性质之间的关系 4、认识主族元素电离能的变化与核外电子排布的关系 5、认识原子结构与元素周期系的关系，了解元素周期系的应用价值 教学过程： 【复习】元素周期表结构，核外电子排布式书写。 【板书】二、元素周期律 【提问】思考回答元素周期表中，同周期的主族元素从左到右，最高化合价和最低化合价、金属性和非金属性的变化有什么规律? 【回答】同周期的主族元素从左到右，最高化合价从+1～+7，最低化合价从－4～－1价，金属性逐渐减弱，非金属性逐渐增强。 【讲解】元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变，称为元素周期律。元素周期律的内涵丰富多样，下面，我们来讨论原子半径、电离能和电负性的周期性变化。 【板书】元素周期律：元素的性质随核电荷数递增发生周期性的递变。 1、原子半径 【讨论】原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一个因素是核电荷数。这两个因素怎样影响原子半径？ 【总结】电子的能层越多，电子之间的负电排斥将使原子的半径增大；而核电荷数越大，核对电子的引力也就越大，将使原子的半径缩小。这两个因素综合的结果使各种原子的半径发生周期性的递变。 【板书】影响因素：能层数、核电荷数。 【投影】主族元素的原子半径如图l—20所示。 【学与问】元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径的变化趋势如何?应如何理解这种趋势?周期表中的同主族元素从上到下，原子半径的变化趋势如何?应如何理解这种趋势? 【回答】原子半径的大小取决于两个相反的因素：一是电子的能层数，另一个是核电荷数。显然电子的能层数越大，电子间的负电排斥将使原子半径增大，所以同主族元素随着原子序数的增加，电子层数逐渐增多，原子半径逐渐增大。而当电子能层相同时，核电荷数越大，核对电子的吸引力也越大，将使原子半径缩小，所以同周期元素，从左往右，原子半径逐渐减小。 【板书】2、电离能 【讲解】气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。上述表述中的“气态”“基态”“电中性”“失去一个电子”等都是保证“最低能量”的条件。 【板书】（1）电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量叫做第一电离能。 寻找10电子微粒和18电子微粒 的方法 1．10电子微粒 2．18电子微粒 CH3—CH3、H2N—NH2、HO—OH、F—F、F—CH3、CH3—OH…… 识记1－20号元素的特殊电子层 结构 (1)最外层有1个电子的元素：H、Li、Na、K； (2)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar； (3)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C； (4)最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O； (5)最外层电子数是内层电子总数一半的元素：Li、P； (6)最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne； (7)次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si； (8)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al； (9)电子层数是最外层电子数2倍的元素：Li、Ca； (10)最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S。 化学键与物质类别的关系以及对 物质性质的影响 1．化学键与物质类别的关系 (1)只含共价键的物质 ①同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。 ②不同种非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。 (2)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、 K2O、NaH等。 (3)既含有离子键又含有共价键的物质，如Na2O2、CaC2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4等。 (4)无化学键的物质：稀有气体，如氩气、氦气等。 2．离子化合物和共价化合物的判断方法 (1)根据化学键的类型判断 凡含有离子键的化合物，一定是离子化合物；只含有共价键的化合物，是共价化合物。 (2)根据化合物的类型来判断 大多数碱性氧化物、强碱和盐都属于离子化合物；非金属氢化物、非金属氧化物、含氧酸都属于共价化合物。 (3)根据化合物的性质来判断 熔点、沸点较低的化合物是共价化合物。熔化状态下能导电的化合物是离子化合物，如NaCl，不导电的化合物是共价化合物，如HCl。 3．化学键对物质性质的影响 (1)对物理性质的影响 金刚石、晶体硅、石英、金刚砂等物质硬度大、熔点高，就是因为其中的共价键很强，破坏时需消耗很多的能量。 NaCl等部分离子化合物，也有很强的离子键，故熔点也较高。 (2)对化学性质的影响 N2分子中有很强的共价键，故在通常状况下，N2很稳定，H2S、HI等分子中的共价键较弱，故它们受热时易分解。 电子云原子轨道泡利原理洪特规则 【教学目标】 了解电子云、原子轨道、泡利原理、洪特规则 【重点难点】 电子云、原子轨道、泡利原理、洪特规则 【教学过程】 一、引言： 01．20世纪初，丹麦科学家玻尔把原子类比为太阳系，提出了原子的行星模型，认为核外电子像行星绕着太阳运行那样绕着原子核运动，玻尔还因此于1916年获得诺贝尔物理奖，然而在后来的十年里，玻尔的行星模型却被彻底否定了，你知道为什么吗？ 02．那是因为电子是一种质量极小的微观粒子，电子在核外的运动速度又接近光速，因此电子的运动和光一样，具有波粒二相性。此时，不可能像描述宏观物体那样，确定一定状态的核外电子在某个时刻处于原子核外空间何处。而只能用统计的方法，确定它在原子中某一区域内出现的概率。 03．就以最简单的原子氢原子为例，这种概率统计的结果如何？有 何规律？ 二、指导阅读： 01．假想给电子拍照，然后把照片叠加在一起得到电子云图像（右图）。 02．把电子出现的概率约为90%的空间圈出来，即为电子云轮廓图，该 轮廓图即为原子轨道。 03．s能级的原子轨道和p能级的原子轨道图分别如下，由此可见：s电子的原子轨道都是球形的，p电子的原子轨道是纺锤形的，每个p能级的3个原子轨道相互垂直。 三、基态原子电子排布图： 01．描述核外电子的运动状态，你已经了解了哪几个方面？ 02．写出原子序数为3-10的电子排布式，到此，你能解释下列电子排布图吗？ 03．阅读：泡利原理、洪特规则、电子自旋。 四、小结： 01．描述电子运动状态应从哪几方面着手？ 02．构造原理解决了哪些方面的问题？其余问题靠什么解决的？ 03．可见，学习原子结构的方法如何？ 五、课后作业： 01．图1和图2分别表示1s电子的概率分布和原子轨道。下列说 法正确的是（） A．图1中的每个小黑点表示1个电子 B．图2表示1s电子只能在球体内出现 C．图2表明1s轨道呈圆形，有无数对称轴 D．图1中的小黑点表示某一时刻，电子在核外所处的位置 02．各能级最多容纳的电子数是该能级原子轨道数的二倍，其理论依据是（）A．构造原理B．泡利原理 C．洪特规则 D．能量最低原理 03．电子排布在同一能级时，总是（）A．优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同 B．优先单独占据不同轨道，且自旋方向相反 C．自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相同 D．自由配对，优先占据同一轨道，且自旋方向相反 04．基态原子的4s能级中只有1个电子的元素共有（）A．1种 B．2种C．3种 D．8种 05．下图中，能正确表示基态硅原子的是（） A B C D 第9章 晶体结构和性质 习题解答 【9.1】若平面周期性结构系按下列单位并置重复堆砌而成，试画出它们的点阵结构，并指出结构基元。 ●●●● ●●●● ●●●● ●●●●●●●●○○○○ ○○○○○○○○ ○○○○ ○ ○ ○○○○ ○○○○ ○ ○○○○ ○○ ○○ ○○○ ○ 解：用虚线画出点阵结构如下图，各结构基元中圈和黑点数如下表： 1 2 3 4 567 ○○ ○○○○○○○ ○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○○ ○ ○ ○ ○○ ○ ○○ ○○○○○ ○○○ ○○ ○○ ○●● ●● ●●●● ●●● ● ●●● ● ● ●●● 图序号 1 2 3 4 5 6 7 结构基元数 1 1 1 1 1 1 1 黑点数 1 1 1 1 0 2 4 圈数 1 1 1 2 3 1 3 【评注】 从实际周期性结构中抽取出点阵的关键是理解点阵的含义，即抽取的点按连接其中任意两点的向量平移后必须能够复原。如果不考虑格子单位的对称性，任何点阵均可划出素单位来，且素单位的形状并不是唯一的，但面积是确定不变的。如果考虑到格子单位的对称形，必须选取正当单位，即在对称性尽量高的前提下，选取含点阵点数目尽量少的单位，也即保持格子形状不变的条件下，格子中点阵点数目要尽量少。例如，对2号图像，如果原图是正方形，对应的正当格子单位应该与原图等价（并非现在的矩形素格子），此时结构基元包含两个黑点与两个圆圈。 【9.2】有一AB 型晶体，晶胞中A 和B 的坐标参数分别为(0,0,0)和( 12,12,1 2 )。指明该晶体 的空间点阵型式和结构基元。 解：晶胞中只有一个A 和一个B ，因此不论该晶体属于哪一个晶系，只能是简单点阵，结构基元为一个AB 。 【9.3】已知金刚石立方晶胞的晶胞参数a =356.7pm 。请写出其中碳原子的分数坐标，并计算C —C 键的键长和晶胞密度。 解：金刚石立方晶胞中包含8个碳原子，其分数坐标为： (0,0,0)， 1(2,12,0)，(12,0,1)2，(0,12,1)2，(14,14,1)4，3(4,34,1)4，(34,14,3)4，(14,34,3 )4 （0,0,0）与（14,14,1 4）两个原子间的距离即为C －C 键长，由两点间距离公式求得： C-C 356.7154.4pm r a ==== 密度 -1 3-10323-1 812.0g mol 3.51 g cm (356.710cm)(6.022 10mol )A ZM D N V -??==???? 【9.4】立方晶系金属钨的粉末衍射线指标如下：110，200，211，220，310，222，321，400。试问： (1) 钨晶体属于什么点阵型式？ (2) X 射线波长为154.4pm ，220衍射角为43.62°，计算晶胞参数。 解：(1) 从衍射指标看出，衍射指标hkl 三个数的和均为偶数，即满足h+k+l =奇数时衍射线系统消失的条件，由此推断钨晶体属于体心立方点阵。 (2) 对立方晶系，衍射指标表示的面间距d hkl 与晶胞参数a 的关系为： hkl d = 代入衍射指标表示的面间距d hkl 关联的Bragg 方程2sin hkl d θλ=得： 316.5 pm a === 【评注】 如果代入晶面指标表示的面间距()hkl d 关联的Bragg 方程()2sin hkl d n θλ=计算，则一定要注意衍射指标n 取值。衍射指标为220的衍射实际是（110）晶面的2级衍射，即n =2。 物质结构化学键（原创） 一、备考目标： 1.理解离子键、共价键的涵义；了解化学键的概念； 2.理解键的极性和分子的极性及判断,记好范德华力的意思,了解氢键。 3.几种晶体（离子晶体、原子晶体、分子晶体、金属晶体）的结构及其性质。 二、要点精讲 1.原子组成和结构 原子核：质子（Z）、中子（A－Z） 原子A Z X 核外电子（Z） 原子：质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数 质量数（A）=质子数（Z）＋中子数（N） 离子：阴离子质子数＜核外电子数 阳离子质子数＞核包外电子数 2、同位素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素。 同一元素的同位素： ①化学性质基本相同；②各自所占的原子个数百分比保持一定。 核外电子排布 3、核外电子运动特征：电子云 多电子原子里，电子分层排布：K、L、M、N、O、P、Q……； 电子按能量由低向高依次从内层向外层排布； 每个电子层所能容纳的电子不超过2n2个；最外层电子不能超过8个；次外层电子不能超过18个；倒数第三层电子不能超过32个。 4、表示原子结构的方法 ①原子结构示意图；②离子结构示意图；③电子式：原子、分子、离子化合物、共价化合物；④结构式。 化学键 在原子结合成分子时，相邻的两个或多个原子（离子）之间的强烈的相互作用，叫做化学键。化学反应的过程，本质上是旧化学键断裂和新化学键形成的过程。 ⑴概念 离子键使阴阳离子结合成化合物的静电作用（平衡、多角）化学键非极性键（同种原子形成，共用电子对不偏移） 共价键原子间通过共用电子对所形成的相互作用 极性键（不同种原子间形成，电子对发生偏移） ⑵比较 ⑶化学反应过程键及能量变化 化学反应过程=破坏旧键过程（消耗能量）+形成新键过程（释放能量） 6.化学键与物质类别关系规律 (1)只含非极性共价键的物质：同种非金属元素构成的单质，如：I2、N2、P4、金刚石、晶 体硅等。 (2)只含有极性共价键的物质：一般是不同非金属元素构成的共价化合物。如：HCl、NH3、 SIO2、CS2等。 (3)既有极性键又有非极性键的物质，如：H2O2、C2H2、CH3CH3、C6H6(苯)等。 (4)只含有离子键的物质：活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如：Na2S、CSCl、 K2O、NaH等。 (5)既有离子键又有非极性键的物质，如：Na2O2、Na2S x、CaC2等。 (6)由离子键、共价键、配位键构成的物质，如：NH4Cl等。 (7)由强极性键构成但又不是强电解质的物质：HF。 (8)只含有共价键而无范德华力的化合物，如：原子晶体SIO2、SIC等。 (9)无化学键的物质：稀有气体，如氩等。 7.物质熔沸点高低比较规律 (1)不同晶体类型的物质的熔沸点高低顺序一般是：原子晶体＞离子晶体＞分子晶体。同一 晶体类型的物质，则晶体内部结构粒子间的作用越强，熔沸点越高。 (2)原子晶体要比较共价键的强弱，一般地说，原子半径越小，形成的共价键的键长越短，键能越大，其晶体熔沸点越高。如熔点：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 第一章第一节原子结构（第二课时） 教学目标： 1、知道原子核外电子的排布遵循能量最低原理 2、知道原子的基态和激发态的涵义 3、初步知道原子核外电子的跃迁及吸收或发射光谱，了解其简单应用 重点难点:能量最低原理、基态、激发态、光谱 教学过程： 〖引入〗在日常生活中，我们看到许多可见光如灯光、霓虹灯光、激光、焰火与原子结构有什么关系呢？ 创设问题情景：利用录像播放或计算机演示日常生活中的一些光现象，如霓虹灯光、激光、节日燃放的五彩缤纷的焰火等。 提出问题：这些光现象是怎样产生的? 问题探究：指导学生阅读教科书，引导学生从原子中电子能量变化的角度去认识光产生的原因。 问题解决：联系原子的电子排布所遵循的构造原理，理解原子基态、激发态与电子跃迁等概念，并利用这些概念解释光谱产生的原因。 应用反馈：举例说明光谱分析的应用，如科学家们通过太阳光谱的分析发现了稀有气体氦，化学研究中利用光谱分析检测一些物质的存在与含量，还可以让学生在课后查阅光谱分析方法及应用的有关资料以扩展他们的知识面。 〖总结〗 原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 处于最低能量的原子叫做基态原子。 当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子。电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时，将释放能量。光（辐射）是电子释放能量的重要形式之一。 不同元素的原子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取各种元素的电子的吸收光谱或发射光谱，总称原子光谱。许多元素是通过原子光谱发现的。在现代化学中，常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。 〖阅读分析〗分析教材p8发射光谱图和吸收光谱图，认识两种光谱的特点。 阅读p8科学史话，认识光谱的发展。 〖课堂练习〗 1、同一原子的基态和激发态相比较（） A、基态时的能量比激发态时高 B、基态时比较稳定 C、基态时的能量比激发态时低 D、激发态时比较稳定 2、生活中的下列现象与原子核外电子发生跃迁有关的是（） A、钢铁长期使用后生锈 B、节日里燃放的焰火 C、金属导线可以导电 D、卫生丸久置后消失 3、比较多电子原子中电子能量大小的依据是（） A．元素原子的核电荷数 B．原子核外电子的多少 C．电子离原子核的远近 D．原子核外电子的大小 4、当氢原子中的电子从2p能级，向其他低能量能级跃迁时 ( ) A. 产生的光谱为吸收光谱 B. 产生的光谱为发射光谱 C. 产生的光谱线的条数可能是2 条 D. 电子的势能将升高. 课练15原子结构 基础练 1．下列有关化学用语正确的是() A．甲烷分子的球棍模型： B．NH4I的电子式： C．F原子的结构示意图： D．中子数为20的氯原子：3717Cl 2．131 53I是常规核裂变产物之一,可以通过测定大气或水中131 53I的含量变化来监测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关13153I的叙述中错误的是() A. 131 53I的化学性质与127 53I相同 B. 131 53I的原子序数为53 C. 131 53I的原子核外电子数为78 D. 131 53I的原子核内中子数多于质子数 3．已知氢有3种核素(1H、2H、3H),氯有2种核素(35Cl、37Cl)。则HCl的相对分子质量可能有() A．1种B．5种 C．6种D．1 000种 4．两种微粒含有相同的质子数和电子数,这两种微粒可能是() ①两种不同的原子；②两种不同元素的原子；③一种原子和一种分子；④一种原子和一种离子；⑤两种不同分子；⑥一种分子和一种离子；⑦两种不同阳离子；⑧两种不同阴离子；⑨一种阴离子和一种阳离子 A．①③⑤⑥⑦⑧B．①③⑤⑦⑧ C．①③④⑤⑦D．全部都是 5．下列说法中正确的是() A．原子中,质量数一定大于质子数 B．电子层多的原子半径一定大于电子层少的原子半径 C．由两种元素组成的化合物,若含有离子键,就没有共价键 D．自然界中有多少种核素,就有多少种原子 6．镨(Pr)、钕(Nd)都属于稀土元素,在军事和国防工业上有广泛应用,下列有关说法中正确的是() A．镨(Pr)和钕(Nd)可能互为同位素 B.140 59Pr是镨的一种新元素 C.140 59Pr核内有59个质子,核外有81个电子 D.140 59Pr质量数为140,原子序数为59,核内有81个中子 7．据报道,在火星和金星大气层中发现了一种非常特殊的能导致温室效应的气态化合物,它的结构式为16O===C===18O。下列说法正确的是() A．16O与18O为同种核素 B．16O===C===18O与16O===C===16O互为同位素 C．16O===C===18O与16O===C===16O的化学性质几乎完全相同 D．目前提出的“低碳经济”的目标是向空气中增加CO2,促进碳的平衡 8．六种粒子的结构示意图分别为 A B C D E F 请回答下列问题： (1)依次写出6种粒子的符号：_____________________________________________________________________ ___。 (2)A、B、C、D、E、F共表示________种元素、________种原子、________种阳离子、________种阴离子。 (3)上述微粒中,阴离子与阳离子可构成两种化合物,这两种化合物的化学式为________、________。 9．用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)。请回答： (1)A元素是________,B元素是________,C元素是________。(用元素符号表示) (2)D是由两种元素组成的双原子分子,其分子式是________。 (3)E是所有含18个电子的微粒中氧化能力最强的单质分子,其分子式是________。 (4)F是由两种元素组成的三原子分子,其分子式是________,电子式是________。 (5)G分子中含有4个原子,其分子式是________。 (6)H分子中含有8个原子,其分子式是________。 10．已知A、B、C、D是中学化学中常见的四种不同微粒。它们之间存在如图所示的转化关系。 (1)如果A、B、C、D均是10电子的微粒,则A的结构式为________；D的电子式为________。 (2)如果A和C是18电子的微粒,B和D是10电子的微粒。 第一章 原子结构与元素周期律 第一节 原子结构 一．教材分析 （一） 知识脉络 通过初中的化学学习,同学们已经知道原子是由原子核和核外电子构成的。本节教材，就是要在已有经验的基础上继续深入地探讨原子核的结构以及核外电子的排布的规律，并利用原子结构的知识解释某些元素的部分性质，使学生初步了解原子的最外层电子排布与元素的性质(得失电子能力、化合价等)的关系。同时，通过原子结构知识的学习，为后阶段学习元素周期律、元素周期表和分子结构打下基础。 （二）知识框架 （三）新教材的主要特点： 新教材（必修）与旧教材相比，删掉了描述核外电子运动特征的电子云；降低了核外电子排布规律的要求；增加了原子结构示意图，元素的部分化学性质与原子的最外层电子排布的关系；调整了核素、同位素在教材中出现的位置。使得它更符合知识的逻辑关系，符合学生认识规律。同时，新教材更注重了让学生参与学习，提高了学生学习的主动性，更注重了学生能力的培养。 二．教学目标 （一） 知识与技能目标 1．引导学生认识原子核的结构，懂得质量数和 A Z X 的含义，掌握构成原子的微粒间的关系；知道元素、核素、同位素的涵义；掌握核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的相互关系。 2.引导学生了解原子核外电子的排布规律，使他们能画出1～18号元素的原子结构示意图；了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、失电子能力和化合价的关系。 （二）过程与方法目标 通过对构成原子的微粒间的关系和氢元素核素等问题的探讨，培养学生分析、处理数据的能力，尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。 (三)情感态度与价值观目标 1.通过构成物质的基本微粒的质量、电性的认识,了解微观世界的物质性,从而进一步认识物质世界的微观本质；通过原子中存在电性不同的两种微粒的关系，认识原子是矛盾的对立统一体。 2.通过人类探索原子结构的历史的介绍，使学生了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程，培养他们的科学态度和科学精神，体验科学研究的艰辛与喜悦。 3.通过“化学与技术----放射性同位素与医疗”,引导学生关注化学知识在提高人类生活质量中所起的作用。 4.通过“未来的能源----核聚变能”,引导他们关注与化学有关的热点问题,形成可持续发展的思想。 三．教学重点、难点 （一）知识上重点、难点：构成原子的微粒间的关系和核外电子排布规律。 （二）方法上重点、难点：培养分析、处理数据的能力,尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工。了解假说、模型等科学研究方法和科学研究的历程。 四．教学准备 （一）学生准备：上网查阅，14 6C在考古上的应用；核素、同位素在生产和生活中的应用。搜集有关原子结构模型的资料。 （二）教师准备：教学媒体、课件、相关资料。 五．教学方法 问题推进法、讨论法。 六．课时安排 2课时 七．教学过程 第1课时 【提问】化学变化中的最小微粒是什么? 【学生回答】原子是化学变化中的最小微粒。 【引出课题】这一节就从探讨原子的结构开始我们的学习。 【点评】开头简洁，直截了当，由初中相关知识提出问题，过渡到原子结构的学习。 【板书】第一节原子结构 【提出问题】原子是化学变化中的最小微粒。同种原子的性质和质量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何构成的呢? 【学生思考、回答】 第一章原子结构与性质 引言 【知识要点】 组成和性质 化学研究 性质和变化 1、分子的组成不同——结构不同——性质不同 元素种类一样 2、分子组成相同——结构不同——性质不同 化学式 3、分子组成不同，但结构相似——性质相似 4、无机物中，化学组成相同，但晶体结构不同，从而导致性质不同。 第一章原子结构与性质 第一节原子结构 【学习重点】 1、根据构造原理写出1～36号元素原子的电子排布式； 2、核外电子的运动状态，电子云与原子轨道； 3、泡利原理、洪特规则。 【学习难点】 1、电子云和原子轨道； 2、基态、激发态和光谱。 （第1课时） 【知识要点】 一、原子的诞生 1932年勒梅特首次提出了现代宇宙大爆炸理论：整个宇宙最初聚集在一个“原始原子”中，后来发生了大爆炸，碎片向四面八方散开，形成了我们的宇宙。大爆炸后两小时，诞生了大量的、少量的及极少量的Li，然后经过长或短的发展过程，以上元素发生原子核的熔合反应，分期分批的合成了其它元素。 元素宇宙中最丰富的元素占88.6%（氦1／8），地球上的元素大多数是金属，非金属元素（包括稀有气体）仅种。 二、原子结构模型（人类对原子结构的认识历史） 古希腊哲学家德谟克利特是原子学说的奠基人，他认为原子是构成物质的粒子。万物都是由间断的、不可分的粒子即原子构成的，原子的结合和分离是万物变化的根本原因。 1、道尔顿原子模型（1803年）英国科学家道尔顿是近代原子学说的创始人。他认为原子是组成物质的基本粒子，它们是坚实、不可再分的实心球，同种原子的质量和性质都相同。 2、汤姆生原子模型（1904年）英国科学家汤姆生发现了电子。他认为原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。（也称“枣糕”模型或“葡萄干布丁”模型） 3、卢瑟福原子模型（1911年）英国物理学家卢瑟福根据α—粒子散射实验提出：在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。（电子绕核旋转的原子结构模型） 4、玻尔原子模型（1913年）丹麦物理学家玻尔通过光谱研究提出电子在核外空间的一定轨道内绕核做高速圆周运动的理论。（核外电子分层排布的原子结构模型） 5、电子云模型（1927年—1935年）又称现代物质结构学说。奥地利物理学家薛定谔等人 晶体的七大晶系是十分专业的问题，它有时是鉴别晶体的关键，鉴藏矿晶的人多少应该知道一些。 概论 已知晶体形态超过四万种，它们都是按七种结晶模式发育生长，即七大晶系。晶体是以三维方向发育的几何体，为了表示三维空间，分别用三、四根假想的轴通过晶体的长、宽、高中心，这几根轴的交角、长短不同而构成七种不同对称、不同外观的晶系模式：等轴晶系，四方晶系，三方晶系，六方晶系，斜方晶系，单斜晶系，三斜晶系。请看图： 上图是七大晶系的理论模型，在同一水平面上，请大家仔细分辨它们的区别。面向观众的轴称x轴，与画面平行的横轴称y轴，竖直的轴称z 轴，也可叫“主轴” 一，等轴晶系简介 等轴晶系的三个轴长度一样，且相互垂直，对称性最强。这个晶系的晶体通俗地说就是方块状、几何球状，从不同的角度看高低宽窄差不多。如正方体、八面体、四面体、菱形十二面体等，它们的相对晶面和相邻晶面都相似，这种晶体的横截面和竖截面一样。此晶系的矿物有黄铁矿、萤石、闪锌矿、石榴石，方铅矿等。请看这种晶系的几种常见晶体的理论形态： 等轴晶系的三个晶轴(x轴y轴z轴)一样长,互相垂直。 常见的等轴晶系的晶体模型图 金刚石晶体 八面体和立方体的聚形的方铅矿 黄铁矿 二，四方晶系简介 四方晶系的三个晶轴相互垂直，其中两个水平轴（x轴、y轴）长度一样，但z轴的长度可长可短。通俗地说，四方晶系的晶体大都是四棱的柱状体，（晶体横截面为正方形，但有时四个角会发育成小柱面，称“复四方”），有的是长柱体，有的是短柱体。再，四方晶系四个柱面是对称的，即相邻和相对的柱面都一样，但和顶端不对称（不同形）；所有主晶面交角都是九十度交角。请看模型图： 四方晶系的晶体如果z轴发育，它就是长柱状甚至针状；如果两个横轴（x 、y）发育大于竖轴z轴，那么该晶体就是四方板状，最有代表性的就是钼铅矿。请看常见的一些四方晶系的晶体模型： 原子结构教案 知识目标： 1、认识原子核的结构 2、理解质量数和A Z X的含义， 3、掌握质量数、质子数、中子数、电子数间的关系。能进行质量数、质子数、中子数、电子数间的简单计算 4、理解元素、核素、同位素的含义，会判断同位素 能力情感目标： 1、培养学生对数据的分析处理、概括总结能力 2、尝试运用比较、归纳等方法对信息进行加工 3、通过假说、模型等科学研究方法培养学生科学的学习方法和科学的学习态度 4、通过放射性同位素作用的自学和查阅，激发学生学习的热情 学习重点： 原子核的结构，构成原子的各微粒间的关系及同位素的判断 难点：原子核的结构及构成原子的各微粒间的关系 教法:模型展示、多媒体动画模拟、问题推进、对比归纳 学法:交流研讨、比较归纳、练习巩固 [引入]初中我们学习了原子结构的初步知识，原子由原子核和核外电子构成。那么原子核和核外电子在原子中的相对关系是怎样的呢下面我们重温一下著名的卢瑟福实验。 [多媒体动画演示1]卢瑟福的α粒子散射实验及实验现象2· [学生活动]学生观看实验，总结现象，分析现象并思考问题： 1、大部分粒子穿过金箔不偏转，说明了什么 2、少数粒子被偏转，个别粒子被反射分别说明了什么 3、试想象推测原子的结构模型 [多媒体演示2]展示卢瑟福的解释：原子：原子核（带正电）；核外电子（带负电）在此实验的基础上，卢瑟福提出了“核式原子模型”，较好的解释了原子核与核外电子的关系，那么，原子核内部的结构又是怎样的 【多媒体演示3】学习目标1· 一、原子核核素 1、原子核的构成 [交流研讨]9·阅读P3表格，分析电子、质子、中子的基本数据表,思考讨论以下问题 2、在原子中质子数、核电荷数和电子数之间存在怎样的关系为什么 3、原子的质量主要由哪些微粒决定的 4、若忽略电子的质量，质子、中子的相对质量取近似值，试推测原子的相对质量的数值与核内质子数和中子数的关系。 [学生总结]回答问题1、2 [多媒体演示4] 结论（1）核电荷数、质子数、核外电子数之间的关系： 核电荷数=质子数=核外电子数 [思考]以上关系式是否适合所有的微粒(以Na+、Cl-为例进行分析) 注意：以上关系式只适用于原子，不适用于阴阳离子。 [学生总结]回答问题3、4 结论（2）：原子中各微粒之间的关系：质子数（Z）+中子数（N）=质量数（A）[学生阅读P3-P4第一段]掌握质量数和A Z X的意义：表示一个质量数为A、质子数为Z的原子。 跟踪练习：2· 1、判断正误： （1）原子核都是由质子和中子组成。 （2）氧元素的质量数是16 2、符号为b a X n-的微粒，核电荷数是，中子数是，电子总数是。 符号为b a Y m+的微粒，核电荷数是，中子数是，电子总数是。 结论：阴离子中：核电荷数= 质子数是= 电子数电荷数 阳离子中：核电荷数= 质子数是= 电子数电荷数高一化学 第一节 原子结构教案
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