物体的原子结构

“原子结构发展史”文字材料

材料一：英国化学家道尔顿（1766—1844）最大的贡献是把古代模糊的原子假说发展为科学的原子理论，为近代化学的发展奠定了重要的基础。他认为物质由原子构成，原子像一个实心的玻璃球不可再分。

材料二：原子“绝对不可再分”的观点在19世纪末受到了新的科学发现的冲击。1879年，英国剑桥大学物理学家汤姆生利用阴极射线能被电场和磁场联合偏转的作用，验证了一种带负电荷的粒子是原子的共同组成部分，并称之为电子。1903年电子发现者汤姆生提出一个原子的“葡萄干面包”模型，认为由于原子对外不显电性，所以原子是一种正电荷平均分布着的粒子，电子嵌在原子中，如同葡萄干嵌在面包中一样。

材料三：1909年，英国物理学家卢瑟福用一束高能的带正电的氦离子流轰击薄金箔时发现，绝大多数粒子几乎不受阻碍而直接通过金箔，说明原子内部很空旷；但也有极少数（约万分之几）粒子穿过金箔后发生偏转，个别粒子甚至被反弹回来。卢瑟福设想，这是由于原子中存在一个几乎集中了原子全部质量并带正电荷的极小的核，是它对粒子产生了静电排斥作用。1911年，卢瑟福提出了原子结构的“核式模型”：每个原子中心有一个体积极小的原子核，它却几乎集中了原子的全部质量并带有Z个单位正电荷，核外有Z个电子绕核旋转，原子对外不显电性，电子绕核如同行星绕日运行，因此这一模型也被称为“行星式模型”。

材料四：原子核还可以再分吗？答案是：可以！卢瑟福还发现，在原子核内部有质子，每个质子带一个单位的正电荷。到1932年，科学家查德威克发现了原子核内有不带电的中子。

材料五：后来，由于对原子光谱的深入研究和量子力学的出现，科学家又推翻了核外电子运动的轨道学说，认为电子具有波粒二象性，它绕核做高速运转，却没有固定轨道，只能用电子云表示电子在某位置出现的频率，这样现代原子结构理论逐步形成了。

《原子的结构》必记知识点

知识点一 原子的结构

1．原子是由居于原子中心的__原子核__与__核外电子__构成的。原子核是由__质子__和__中子__构成的，每个质子带1个单位的__正__电荷，每个电子带1个单位的__负__电荷，中子__不带电__。

2．原子核内质子所带电荷与核外电子所带电荷__数量相等__，__电性相反__，因此原子__不显电性__。

3．原子中，__核电荷数＝核内质子数＝核外电子数__。

4．__核内质子数__不同，原子的种类不同。

知识点二 原子核外电子的排布

1．(1)原子是一个__空心__球体，原子核体积很__小__，原子内部大部分空间被__电子__占据。

(2)原子核外电子是__分层__排布的。原子的核外电子最少的只有一层，最多的有七层，最外层电子数不超过 __8__个(只有一层的，电子数不超过 __2__个)。

(3)原子核外电子的分层排布可以用__原子结构示意图__来表示。以钠原子的结构示意图为例，各部分表示的含义分别为：①圆圈表示__原子核__；②圆圈内“＋”表示__原子核带正电荷__；③数字“11”表示__核电荷数__；④弧线表示__电子层__；⑤弧线上的数字表示__各电子层上的电子数__。(原子结构示意图的五个要素)

2．原子的最外层电子数与元素性质的关系

元素种类 最外层电子数 得失电子趋势 化学性质 结论

金属元素

一般__少于__4个 易__失去__电子 较容易发生化学变化 __最外层电子数__决定了元素的化学性质 非金属元素 一般__多于__4个 易__得到__电子

稀有气体元素 8(氦为2) 为相对稳定结构 极难发生化学变化

知识点三 离子

1．带正电的原子或原子团叫做__阳离子__，带负电的原子或原子团叫做__阴离子__。

2．离子也是构成物质的一种微粒，由离子构成的物质，其化学性质由离子保持。如保持NaCl化学性质的最小粒子是__Na＋__和__Cl－__。

第1讲 人类对原子结构的认识

1．构成物质的微粒

构成物质的微粒有原子、分子和离子。

原子是化学变化中的最小微粒，能直接构成物质，如金刚石、石墨等。

分子是构成物质的一种微粒，更多的研究结果表明，分子是由原子结合而成的，如：He、O2、O3、H2O、CO2、H2SO4等。

原子可以通过得到或失去电子形成离子，离子也是构成物质的微粒，如氯化钠就是由Na＋和Cl－构成的。

2．原子

原子的英文名(Atom)是从äτομοζ(atomos，“不可切分的”)转化而来。很早以前，希腊和印度的哲学家就提出了原子的不可切分的概念。17和18世纪时，化学家发现了物理学的依据：对于某些物质，不能通过化学手段将其继续的分解。19世纪晚期和20世纪早期，物理学家发现了亚原子粒子以及原子的内部结构，由此证明原子并不是不能进一步切分。

原子是一种元素能保持其化学性质的最小单位，一个原子包含有一个致密的原子核及若干围绕在原子核周围带负电的电子，原子核由带正电的质子和电中性的中子组成。在原子中，质子数与电子数相同，原子表现为电中性。如果质子数和电子数不相同，就成为带有正电荷或者负电荷的离子。根据质子和中子数量的不同，原子的类型也不同，质子数决定了该原子属于哪一种元素。原子是一个极小的物体，其质量也很微小，原子的99.9%的重量集中在原子核，其中的质子和中子有着相近的质量，目前可用扫描隧道显微镜观察并拨动单个原子，下图为超高真空多功能扫描隧道显微镜，中图为显微镜下的硅原子结构，右图为在扫描隧道显微镜下科学家拨动49个铁原子排列在钢表面上形成的一个圆形栅栏。

1．原子的组成

原子是化学反应中的最小微粒，在化学反应中不可分割。科学研究表明，绝大多数原子的原子核由质子和中子构成，质子、中子和电子的质量、所带电荷各不相同。1个质子带1个单位的正电荷，1个电子带1个单位的负电荷，中子不显电性。原子核内的质子数与原子核外的电子数相等，所以原子呈电中性。原子核所含质子数，也就是所带的正电荷数又称核电荷数。科学家发现不同元素的原子所含的质子数各不相同，而且目前发现的所有原子中，其质子数按1、2、3、4、5……依次递增，刚好和自然整数序列一致，习惯上，人们就把原子中所含质子数称为原子序数，原子序数在数值上等于其核电荷数。阶段一般要求了解原子序数在18以内的原子所带的质子数、核外电子数。

第6章 原子结构

【6-1】利用玻尔理论推导的轨道能量公式，计算氢原子的电子从第五能级跃迁到第二能级所释放的能量级谱线的波长。

解：18195222112.179104.56710J52EEE

972210434.1nm111.0971052hcE

【6-2】利用德布罗依关系式计算：

（1）质量为9.1×10-3kg，速度为6.0×106 m·s-1的电子，其波长为多少？

（2）质量为1.0×10-2kg，速度为1.0×103 m·s-1的子弹，其波长为多少？

此两小题的计算结果说明什么问题？

解：（1）3413166.626109.1106.010hm101.210m120pm

（2）342236.626101.0101035236.610m6.610pm

由此可见,电子的波长与原子大小相近，讨论原子核外电子运动状态时，必须考虑它的波动性；而子弹的波长极短，无法测量，故波动性无法觉察，所以子弹表现微粒性，服从经典力学运动规律。

【6-3】定性的画出：3dxy轨道的原子轨道角度分布图，4dx2-y2轨道的电子云角度分布图，4p轨道的电子云径向分布图。

解：

【6-4】下列哪些量子数是不合理的，为什么？

（1）n=2 l=1 m=0 ms=12

（2）n=2 l=2 m=-1 ms=12

（3）n=3 l=0 m=0 ms=0

（4）n=3 l=1 m=+1 ms=1+2

（5）n= 2 l=0 m=-1 ms=1+2

（6）n=5 l=4 m=-4 ms=1+2

解：（1）合理。

（2）不合理，l 应小于n 。

（3）合理。

（4）合理。

（5）不合理，m=0。

（6）不合理，l 应小于n 。

【6-5】氮原子中有7个电子，写出各电子的四个量子数。