第2章原子结构和化学键精选文档.ppt
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1、第2章原子结构和化学键本讲稿第一页,共六十六页扫扫描描隧隧道道显显微微镜镜化学研究的对象是化学研究的对象是自然界的各种物质自然界的各种物质浩瀚的宇宙和地球上的物质大多以原子或浩瀚的宇宙和地球上的物质大多以原子或分子形态存在。分子形态存在。有否适当的仪器能观察到原有否适当的仪器能观察到原子的存在?原子究竟有什么样的结构呢?子的存在?原子究竟有什么样的结构呢?本讲稿第二页,共六十六页用扫描隧道显微镜用扫描隧道显微镜的针尖将原子一个的针尖将原子一个个地排列成汉字,个地排列成汉字,汉字的大小只有几汉字的大小只有几个纳米。个纳米。这是中国科学院化学所的科技人员这是中国科学院化学所的科技人员利用纳米加工技
2、术在石墨表面通过利用纳米加工技术在石墨表面通过搬迁碳原子而绘制出的世界上最小搬迁碳原子而绘制出的世界上最小的中国地图。这幅地图到底有多小的中国地图。这幅地图到底有多小呢?打个比方吧,如果把这幅图放呢?打个比方吧,如果把这幅图放大到一张一米见方的中国地图大小大到一张一米见方的中国地图大小的尺寸,就相当于把该幅地图放大的尺寸,就相当于把该幅地图放大到中国辽阔的领土的面积。到中国辽阔的领土的面积。本讲稿第三页,共六十六页本讲稿第四页,共六十六页 原原子子结结构构本讲稿第五页,共六十六页1 1、什么叫元素?决定元素种类的是什么?、什么叫元素?决定元素种类的是什么?2 2、什么叫原子?原子的构成微粒有哪
3、些、什么叫原子?原子的构成微粒有哪些?决定原子种类的粒子是什么?决定原子种类的粒子是什么?3 3、作为相对原子质量标准的碳原子的、作为相对原子质量标准的碳原子的符号如何表示?符号如何表示?交流研讨交流研讨本讲稿第六页,共六十六页一、原子结构的认识过程一、原子结构的认识过程1.公元前公元前5世纪,希腊哲学家德谟克利特等人认为世纪,希腊哲学家德谟克利特等人认为:万物是由大量的不可分割的微粒构成的,即原子。万物是由大量的不可分割的微粒构成的,即原子。2.192.19世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,世纪初,英国科学家道尔顿提出近代原子学说,他认为原子是微小的不可分割的实心球体。他认为原子是微
4、小的不可分割的实心球体。本讲稿第七页,共六十六页3.1897年,英国科学家汤姆生发现了电子。年,英国科学家汤姆生发现了电子。本讲稿第八页,共六十六页一、原子的组成一、原子的组成原子原子原子核()原子核()核外电子核外电子()()质子质子(Z)中子中子(N)XZA本讲稿第九页,共六十六页表表2-1构成原子的粒子及其性质构成原子的粒子及其性质构成原子的构成原子的粒子粒子 电子电子原子核原子核质子质子中子中子电性和电量电性和电量1 1个电子带一个个电子带一个单位负电荷单位负电荷1 1个质子带一个个质子带一个单位正电荷单位正电荷不显电性不显电性 质量质量/kg/kg9.109109.10910-31-
5、31 1.673101.67310-27-27 1.675101.67510-27-27相对质量相对质量 1/18361/18361.0071.0071.008 1.008 本讲稿第十页,共六十六页基本概念1.原子序数:若按核电荷数由小到大给元素编号,所得的序号称为原子序数。v2.质量数:如果忽略电子的质量,将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加所得的数值,称为质量数。本讲稿第十一页,共六十六页几种粒子的关系1.原子序数核电荷数核内质子数核外电子数2.质量数(A)质子数(Z)中子数(N)本讲稿第十二页,共六十六页二、同位素思考:1.决定元素种类的粒子是什么?12C、13C、14C三
6、种粒子的中子数分别是多少?它们是同种元素吗?为什么?本讲稿第十三页,共六十六页稳定同位素的发现稳定同位素的发现1910年英国化学家年英国化学家F.索迪提出了一个假索迪提出了一个假说,化学元素存在着相对原子质量和放射说,化学元素存在着相对原子质量和放射性不同而其他物理化学性质相同的变种,性不同而其他物理化学性质相同的变种,这些变种应处于周期表的同一位置上,称这些变种应处于周期表的同一位置上,称作同位素。不久,就从不同放射性元素得作同位素。不久,就从不同放射性元素得到一种铅的相对原子质量是到一种铅的相对原子质量是206.08,另一种,另一种则是则是208。本讲稿第十四页,共六十六页1897年英国物
7、理学家年英国物理学家W.汤姆逊发现了电子,汤姆逊发现了电子,1912年他改进了测电子的仪器,利用磁场作年他改进了测电子的仪器,利用磁场作用,制成了一种磁分离器。当他用氖气进行用,制成了一种磁分离器。当他用氖气进行测定时,无论氖气怎样提纯,在屏幕上得到测定时,无论氖气怎样提纯,在屏幕上得到的却是两条抛物线,一条代表质量为的却是两条抛物线,一条代表质量为20的氖,的氖,另一条则代表质量为另一条则代表质量为22的氖。这就是第一次的氖。这就是第一次发现的稳定同位素,即无放射性的同位素。发现的稳定同位素,即无放射性的同位素。本讲稿第十五页,共六十六页表表2-2氢元素的同位素氢元素的同位素符号符号名称名称
8、含质子数含质子数含中子数含中子数普通氢普通氢氕氕10重氢重氢氘氘11超重氢超重氢氚氚12本讲稿第十六页,共六十六页概念:质子数相同而中子数不同的同一元素的概念:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子,互称为同位素。不同原子,互称为同位素。分类分类稳定性同位素稳定性同位素放射性同位素放射性同位素天然放射性同位素天然放射性同位素人造放射性同位素人造放射性同位素本讲稿第十七页,共六十六页 已知自然界氧的同位素有已知自然界氧的同位素有1616O O、1717O O、1818O O,氢的同位素有,氢的同位素有1 1H H、H H2 2、3 3H H,从水分子,从水分子的原子组成来看,自然界的水共有多
9、少的原子组成来看,自然界的水共有多少种,其分子量所得的数值有多少种,其分子量所得的数值有多少 种?种?本讲稿第十八页,共六十六页1.核外电子是怎样排布的?核外电子是怎样排布的?2、电子离核的距离与能量高低的、电子离核的距离与能量高低的关系怎样?关系怎样?3、核外电子排布有何规律?、核外电子排布有何规律?4.4.元素的种类、性质与元素原子的结元素的种类、性质与元素原子的结构有何关系?构有何关系?思考思考?本讲稿第十九页,共六十六页三、核外电子的排布试一试:试一试:你能画出你能画出Na原子的原子的原子结构示原子结构示意图吗?意图吗?交交流流研研讨讨本讲稿第二十页,共六十六页原子结构示意图的含义原子
10、结构示意图的含义+11281表示原子核内有表示原子核内有11个质子个质子弧线表示电子层弧线表示电子层数字表示该层所填充的电子数数字表示该层所填充的电子数小结:小结:在原子中在原子中,核内质子数,核内质子数=核外电子数总和核外电子数总和最外层最外层本讲稿第二十一页,共六十六页问:问:多电子电子如何运动(排布)?多电子电子如何运动(排布)?二、核外电子的分层排布(运动)二、核外电子的分层排布(运动)二、核外电子的分层排布(运动)二、核外电子的分层排布(运动)电子能量不同电子能量不同电子能量不同电子能量不同电子层数电子层数1234567电子符号电子符号KLMNOPQ电子能量电子能量低低高高离核距离离
11、核距离近近远远1、电子层(、电子层(n)本讲稿第二十二页,共六十六页核外电子排布有什么规律呢?核外电子排布有什么规律呢?1.K、L、M电子层最多能容纳多少个电子?电子层序号1234n电子层符号最多容纳e-计算式KLMN2122222322422818322n2排布规律1:每层最多容纳电子数目是2n2。本讲稿第二十三页,共六十六页核外电子排布的规律核外电子排布的规律1.各电子层最多可容纳各电子层最多可容纳2n2个电子;个电子;2.最外层电子数不超过最外层电子数不超过8个(只有一个电子个(只有一个电子层的,不超过层的,不超过2个);个);3.次外层的电子数不超过次外层的电子数不超过18个,倒数第三
12、层个,倒数第三层不超过不超过32个电子。个电子。本讲稿第二十四页,共六十六页原子的电子式原子的电子式本讲稿第二十五页,共六十六页一、填空题1.将原子核内所的质子和中子的相对质量取近似整数值相加,所得的数值,叫_用符号_表示。2.原子40Ca,其质量数为_,中子数为_,原子结构示意图为_,电子式为_。本讲稿第二十六页,共六十六页1、下列原子互为同位素的是:、下列原子互为同位素的是:A.14C与与14NB.40K与与40CaC.23Na与与23NaD.16O与与18O2.某元素的质量数为某元素的质量数为m,中子数为,中子数为a,则此元,则此元素的质子数为:素的质子数为:A.m+aB.m-aC.m/
13、aD.am本讲稿第二十七页,共六十六页3.某离子某离子X3-质量数是质量数是75,中子数是,中子数是42,它的核外电子数是:它的核外电子数是:A.30B.33C.36D.394.同位素间不相等的是同位素间不相等的是:A.质子数质子数B.中子数中子数C.电子数电子数D.核电荷数核电荷数本讲稿第二十八页,共六十六页三、同下列原子的结构示意图及电子式三、同下列原子的结构示意图及电子式1.K、Ca、Al2.C、N、O、S本讲稿第二十九页,共六十六页本讲稿第三十页,共六十六页本讲稿第三十一页,共六十六页门门捷捷列列夫夫你能说出元素周表与化学的关系吗?你能说出元素周表与化学的关系吗?本讲稿第三十二页,共六
14、十六页一、元素周期律一、元素周期律根据教材表根据教材表22318号元素有关数据可得号元素有关数据可得1.随着原子序数的递增,元素原子核外电子随着原子序数的递增,元素原子核外电子的排布呈周期性变化的排布呈周期性变化。2.随着原子序数的递增,元素的原子半径呈随着原子序数的递增,元素的原子半径呈周期性变化周期性变化。3.随着原子序数的递增,元素最高正价和最随着原子序数的递增,元素最高正价和最低负价呈周期性变化低负价呈周期性变化。本讲稿第三十三页,共六十六页4.随着原子序数的递增,元素金属性和非金随着原子序数的递增,元素金属性和非金属性随着原子序数的递增,元素原子核外电属性随着原子序数的递增,元素原子
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