原子与原子核的结构(优秀版)

原子与原子核原子与原子核是物质世界中最基本的构成单位。

原子由原子核和围绕核运动的电子构成，而原子核则由质子和中子组成。

本文将探讨原子与原子核的组成、结构以及它们在物质世界中的重要性。

一、原子的组成与结构原子是物质的最小单位，由带正电荷的质子、带负电荷的电子和电中性的中子组成。

质子和中子集中在原子的中心部分，形成原子核，而电子则绕核中心运动，保持电中性。

1. 质子质子是氢原子核中的粒子，具有正电荷。

它的质量约为1.67×10^-27千克，相对于电子的质量大约是1836倍。

质子数量决定了元素的原子序数，也决定了元素的化学性质。

2. 中子中子是原子核中的电中性粒子，不带电荷。

它的质量与质子相近，也约为1.67×10^-27千克。

中子的存在对于原子核的稳定性和质量起着重要的作用。

3. 电子电子是原子核外围的带负电荷的粒子。

它的质量相对较小，约为9.1×10^-31千克，且具有负电荷。

电子的数量与质子数量相等，使得原子整体呈电中性。

二、原子与元素不同元素的原子具有不同的原子序数，即质子的数量不同。

原子序数决定了元素的化学性质和周期表中的排列位置。

例如，氢的原子序数是1，是最简单的元素；而铅的原子序数是82，是较重的元素。

在自然界中，元素可以以同位素的形式存在，即原子核中的质子数量相同，但中子数量不同。

同位素具有相同的化学性质，但在核反应和放射性衰变等方面有所不同。

三、原子核的性质与稳定性原子核作为原子的核心部分，具有重要的性质和稳定性的要求。

1. 核力原子核中的质子和中子通过核力相互结合，形成稳定的核。

核力是一种强相互作用力，它能够克服质子间的电磁相互斥力，维持核的稳定。

核力的存在使原子核具有足够的稳定性，能够抵抗外界的扰动。

2. 核衰变在某些情况下，原子核会发生核衰变，即核内质子和/或中子的数量发生变化。

核衰变可以是放射性衰变或人工诱导的核反应。

核衰变的过程中会释放放射线，这对人类和环境具有一定的辐射危害。

原子和原子核 ——知识介绍一．原子结构（一）原子的核式结构人们认识原子有复杂结构是从1897年汤姆生发现电子开始的。

汤姆生通过研究对阴极射线的分析发现了电子，从而知道，电子是原子的组成部分，为了保持原子的电中性，除了带负电的电子外，还必须有等量的正电荷。

因此汤姆生提出了“葡萄干面包”模型：正电荷部分连续分布于整个原子，电子镶在其中。

1909年卢瑟福在α粒子散射实验中，以α粒子轰击重金属箔发现：大多数α粒子穿过薄膜后的散射角很小，但还有八千分之一的α粒子，散射角超过了900，有些甚至被弹回来，散射角几乎达到1800。

1911年卢瑟福提出了原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核称为原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核高速旋转。

从α粒子散射实验的数据可以估计出原子核的大小约为10-15——10-14米，原子半径大约为10-10米。

原子核式结构模型较好的解释了α粒子散射实验现象，也说明了汤姆生的“葡萄干面包”模型是错误的。

（二）玻尔的氢原子理论1．1．巴耳末公式1885年，瑞士物理学家巴耳末首先发现氢原子光谱中可见光区的四条谱线的波长，可用一经验公式来表示：)121(122n R -=λ n =3，4，5……式中λ为波长，R =×10 7米-1称为里德伯恒量，上式称为巴耳末公式。

2．2．里德伯公式1889年，里德伯发现氢原子光谱德所有谱线波长可用一个普通的经验公式表示出来：)11(122n m R -=λ式中n=m+1，m+2，m+3……，上式称为里德伯公式。

对于每一个m ，上式可构成一个光谱系： m=1，n=2，3，4……赖曼系（紫外区）m=2，n=3，4，5……巴尔末系（可见光区）m=3，n=4，5，6……帕邢系（红外区）m=4，n=5，6，7……布喇开系（远红外区）3．3．玻尔的氢原子理论卢瑟福的原子核式结构模型能成功地解释α粒子散射实验，但无法解释原子的稳定性和原子光谱是明线光谱等问题。

原子与原子核的组成原子是构成物质的基本单位，而原子核则是原子的核心部分。

本文将对原子和原子核的组成进行探讨。

一、原子的组成原子由三个基本粒子组成：质子、中子和电子。

1. 质子：质子是带正电荷的基本粒子，具有相对质量为1的单位质量，符号为“p”。

质子位于原子核中，用来确定原子的质量数和原子序数，每个元素的原子核都含有不同数目的质子。

2. 中子：中子是电中性的基本粒子，相对质量也为1，符号为“n”。

中子同样位于原子核中，中子的存在稳定了原子核的结构，起到缓解原子核内部质子间的排斥力的作用。

3. 电子：电子是带负电荷的基本粒子，质量极小，几乎可以忽略不计，符号为“e”。

电子绕着原子核以轨道的形式运动，通过电子能级来描述其能量状态。

二、原子核的组成原子核由质子和中子组成，其中质子数量决定了元素的原子序数和化学性质，中子数量则影响了原子核的质量。

1. 质子数：原子核中质子的数量被称为原子序数，用来区分不同元素。

例如，氢的原子核只含有一个质子，原子序数为1；氧的原子核含有8个质子，原子序数为8。

2. 中子数：原子核中中子的数量可以不同，同一个元素的不同同位素就是指具有相同质子数但中子数不同的原子核。

同位素的存在使得原子核具有不同的质量，例如氢同位素有氘（氢-2）和氚（氢-3）。

三、原子与原子核的相互作用原子的稳定性与原子核的结构有关，其中电子云与原子核之间的相互作用起到重要的作用。

1. 核吸引力：原子核中的正电荷对绕核运动的电子产生吸引力，它们之间的相互作用力保持了电子在原子周围的运动。

这种吸引力使得电子保持在稳定的轨道上。

2. 电子云：电子云是由电子在原子周围所形成的区域，是负电荷的集中区域。

它的形状和分布决定了原子的大小和化学性质。

电子云也能够屏蔽原子核对外部电子的吸引力，因此影响了原子的化学反应性。

3. 核力与电子排斥力：原子核中的质子之间存在互相排斥的力，这是由于质子间的电荷相互作用引起的。

中子的存在能够缓解这种排斥力，保持原子核的稳定性。

重难点10 原子结构和原子核【知识梳理】一、氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式 1．原子的核式结构（1）电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。

（2）α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。

（3）原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

2．光谱 （1）光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。

（2）光谱分类有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。

有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。

（3）氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，（n ＝3,4,5，…），R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数。

3．玻尔理论（1）定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

（2）跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n 。

（h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s ） （3）轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。

原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。

4．氢原子的能级、能级公式 （1）氢原子的能级 能级图如图所示（2）氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1（n＝1,2,3，…），其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV。

(2)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

二、氢原子光谱
1．光谱：
用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱。

2．光谱分类
3．氢原子光谱的实验规
律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式
1
λ
＝R(
1
22
－1
n2
)，(n＝3,4,5，…，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1)。

4．光谱分
析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。

在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。

三、氢原子的能级、能级公式
1．玻尔理论。

大学物理基础知识原子与原子核的结构大学物理基础知识：原子与原子核的结构原子与原子核是物质世界的基本组成部分，对于理解物质性质和物质转化过程具有重要意义。

本文将介绍原子与原子核的结构，包括原子的组成、原子核的构成以及原子的稳定性等内容。

一、原子的组成原子由原子核和电子构成。

原子核位于原子的中心，带有正电荷，质量较大；电子绕核运动，带有负电荷，质量较小。

原子核中包含两种粒子：质子和中子。

质子带有正电荷，质量约为1.6726×10^-27千克；中子不带电荷，质量约为1.6749×10^-27千克。

二、原子核的构成原子核由质子和中子组成，质子和中子共同维持了原子核的稳定性。

质子和中子的数目决定了原子核的质量数和原子的同位素。

质子和中子都存在于原子核的能级中，能级较低的排在内侧，能级较高的排在外侧。

三、原子的稳定性原子的稳定性与原子核中质子和中子的比例有关。

当质子和中子的比例适当时，原子核相对稳定；当比例失去平衡时，原子核变得不稳定，容易发生放射性衰变。

原子核的稳定性可以通过核素的存在时间来衡量，稳定的核素存在时间较长，不稳定的核素则具有较短的存在时间。

四、原子核的力原子核内部存在着强相互作用力和库伦排斥力。

强相互作用力是一种相互吸引的力，使得质子和中子能够在原子核内紧密结合；库伦排斥力是质子之间的排斥力，使得原子核维持一定的稳定结构。

在原子核中，强相互作用力的作用要大于库伦排斥力，从而使得原子核保持相对稳定。

五、原子的结构模型原子的结构模型有很多种，其中最为常用的是玻尔模型和量子力学模型。

玻尔模型将电子的运动描述为绕着核心的轨道运动，提出了能级概念。

量子力学模型则是基于波粒二象性提出的，将电子视为波函数存在于原子核周围的云中，且存在于不同的能级中。

六、元素周期表与原子核结构元素周期表是按照原子核结构的特点将元素排列整齐的表格。

元素周期表按照原子核中质子的数目和电子的排布规律来确定元素的位置。

课题2 原子结构一、【知识梳理】(一)原子结构原子核（带正电）1、原子（不显电性）中子（不带电）核外电子（带负电）注：原子不显电性是因为质子和电子所带动电荷数相等，电性相反。

2、核电荷数：原子核所带电荷数。

3、在原子中，质子数=核外电子数=核电荷数（二）核外电子排布1、在多电子的原子中，核外电子的能量不同，能量高的离核远，能量低的离核近。

通常把电子在离核远近不同的区域运动称为电子的分层排布。

2、排布规律：（1）第一层最多2个电子；（2）第二层最多8个电子；（3）最外层最多8个电子。

3、结构示意图含义：圆圈（原子核）；圆圈内数字（核内质子数）；弧线（电子层）；弧线上数字（该电子层上电子数）4、原子分类（最外层电子数决定化学性质）（三）离子1、定义：带电的原子或原子团。

2、分类：阳离子：（质子数大于核外电子数）带正电的离子。

阴离子：（质子数小于核外电子数）带负电的离子。

3、书写：在元素符号或原子团的右上角先写数字再写正负号，数值为1时省略不写。

4、离子是构成物质的基本微粒，例如：氯化钾、氯化钠等。

（五）相对原子质量1、定义：一个原子质量与一个碳12原子的质量的1/12的比值就是相对原子质量。

2、公式：相对原子质量=质子数+中子数3、理解：（1）相对原子质量不是个质量是个比值；（2）有单位，是“1”常省略不写；（3）相对原子质量之比等于原子实际质量之比；（4）引入相对原子质量是为了书写、记忆和运算方便。

二、【典例解析】例题1：中国科研团队首次证实了天然铀单质的存在．用于核电工业的一种铀原子中含有92个质子和143个中子．有关该原子的说法不正确的是（）A．属于金属元素 B．电子数为92C．核电荷数为92 D．相对原子质量为143【答案】D【解析】A、由于铀的元素名称铀中含有偏旁“钅”故该元素属于金属元素；B、原子中质子数等于核外电子数，故铀核外含有92个电子；C、原子中质子数等于核电荷数，核电荷数为92；D、由于相对原子质量≈质子数+中子数，143是中子数，不是相对原子质量；故选D。

高中物理原子结构和原子核原子结构和原子核是高中物理中一个非常重要的内容。

在这篇文章中，我们将从基本概念开始，逐步展开对原子结构和原子核的讲解。

一、原子结构原子结构是指原子的内部构造。

早在古希腊时期，人们就意识到物质是由非常小的粒子构成的，而这些粒子就是原子。

但直到19世纪末，科学家们才通过实验证据确信原子是物质的基本单位。

1.原子的基本构成原子是由三种基本粒子组成的：质子、中子和电子。

质子和中子位于原子的核心，被称为原子核，而电子则绕着原子核旋转。

质子和中子的质量相近，质量大约为1.67x10^-27千克，而电子的质量则非常小，大约为9.11x10^-31千克。

原子核的半径约为0.1纳米，而电子的轨道半径约为0.1埃。

2.原子的电荷质子带有正电荷，记为+e，其中e为元电荷的基本单位。

电子带有负电荷，记为-e。

中子没有电荷，是中性粒子。

原子总的电荷是零，因为质子和电子数量相等。

3.原子的元素特性每种元素的原子的质子数是固定不变的，被称为原子序数或核电荷数。

根据元素的原子序数从小到大排列，可以得到元素周期表。

电子的数量和排布方式则决定了元素的化学性质。

二、原子核原子核是原子的核心部分，由质子和中子组成。

原子核的直径约为10^-15米，相比整个原子的尺寸非常小。

但是原子核却凝聚着原子99.95%的质量。

1.质子质子带有正电荷，质量较大。

质子数决定了原子的元素特性，因为不同元素的质子数是不同的。

质子数可以通过查看元素周期表获得。

2.中子中子没有电荷，是中性粒子。

中子的质量和质子相近。

中子数可以通过减去原子的质子数来得到。

3.原子的核外电子原子的核外电子按能级分布在轨道上。

能级较低的电子离原子核较近，能级较高的电子离原子核较远。

根据一套量子数规则，电子的能级和轨道数量是有限的。

电子的排布方式决定了元素化学性质的差别。

三、原子结构的实验验证原子结构的理论模型得到广泛接受，主要是基于一系列实验证据得出的。

1.序列反应一些放射性原子的衰变过程表明有一种带正电的粒子存在于原子核中。

原子的结构优秀课件一、教学内容二、教学目标1. 知识与技能：使学生理解原子的概念，掌握原子的基本组成，了解原子核与核外电子的相互作用。

2. 过程与方法：培养学生运用模型分析原子结构的能力，通过实例讲解和随堂练习，提高学生解决实际问题的能力。

3. 情感态度与价值观：激发学生对化学学科的兴趣，培养学生的科学精神和探索精神。

三、教学难点与重点教学难点：原子核与核外电子的相互作用，原子的大小及表示方法。

教学重点：原子的概念，原子的基本组成，原子结构的表示方法。

四、教具与学具准备1. 教具：原子结构模型，多媒体课件。

2. 学具：原子结构图，随堂练习题。

五、教学过程1. 导入：通过展示化学变化中微观粒子的动画，引发学生对原子结构的思考。

2. 新课导入：讲解原子的概念，引导学生了解原子的基本组成。

3. 知识讲解：（1）原子核：讲解原子核的组成，引导学生理解原子核与核外电子的相互作用。

（2）核外电子：介绍核外电子的分布，解释电子云的概念。

（3）原子的大小：讲解原子的大小及表示方法，通过实例进行说明。

4. 实践情景引入：展示实际生活中的原子结构应用，如原子弹、核能等。

5. 例题讲解：选取典型例题，讲解解题思路和方法。

6. 随堂练习：布置相关练习题，巩固所学知识。

六、板书设计1. 原子概念2. 原子组成原子核：质子、中子核外电子：电子云3. 原子的大小及表示方法七、作业设计1. 作业题目：（1）解释原子的概念。

（2）简述原子的基本组成。

2. 答案：（1）原子是物质的基本组成单位，由原子核和核外电子组成。

（2）原子核由质子和中子组成，核外电子分布在电子云中。

（3）原子弹和核能都是利用原子核反应释放能量。

八、课后反思及拓展延伸本节课通过讲解原子的结构，使学生掌握了原子的基本组成和表示方法。

课后反思如下：1. 教学过程中，注意引导学生积极参与，提高课堂互动性。

2. 例题讲解和随堂练习要注重解题思路的引导，培养学生的思维能力。