1、.第第3 3節(jié)節(jié) 原子結(jié)構(gòu)的模型原子結(jié)構(gòu)的模型教學(xué)目標(biāo)：教學(xué)目標(biāo)：1 1、知道原子的結(jié)構(gòu)和研究過(guò)程；、知道原子的結(jié)構(gòu)和研究過(guò)程；2 2、知道原子中各種構(gòu)成微粒的關(guān)系；、知道原子中各種構(gòu)成微粒的關(guān)系；3 3、知道元素、同位素、離子的概念。、知道元素、同位素、離子的概念。.萬(wàn)物萬(wàn)物無(wú)論是無(wú)論是生物還是非生物，都生物還是非生物，都是由微粒構(gòu)成的。是由微粒構(gòu)成的。. 為了探索原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們進(jìn)行了為了探索原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們進(jìn)行了無(wú)數(shù)的實(shí)驗(yàn)。他們用原子模型來(lái)表示原子，并無(wú)數(shù)的實(shí)驗(yàn)。他們用原子模型來(lái)表示原子，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)不斷的修正模型。通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)不斷的修正模型。我們知道分子是由原子構(gòu)成的，通過(guò)掃

2、描我們知道分子是由原子構(gòu)成的，通過(guò)掃描遂道顯微鏡（遂道顯微鏡（STM）可以看到單個(gè)的原子。）可以看到單個(gè)的原子。那么原子又是由什么構(gòu)成的呢？實(shí)心球的模型那么原子又是由什么構(gòu)成的呢？實(shí)心球的模型能否代表原子的真實(shí)結(jié)構(gòu)？能否代表原子的真實(shí)結(jié)構(gòu)？原子是否還可以再原子是否還可以再分？分？.1.1.道爾頓原子模型道爾頓原子模型（18031803年）年） 3.3.盧瑟福原子模型盧瑟福原子模型（19111911年）年） 2.2.湯姆生原子模型湯姆生原子模型（19041904年）年） 4.4.玻爾原子模型玻爾原子模型（19131913年）年） 5.5.電子云模型電子云模型（19271927年年19351935

3、年）年） 實(shí)心球模型實(shí)心球模型西瓜模型西瓜模型行星繞太陽(yáng)模型行星繞太陽(yáng)模型分層模型分層模型電子云模型電子云模型一、原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展史一、原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展史.l一切物質(zhì)都是由最小的不能一切物質(zhì)都是由最小的不能再分的粒子再分的粒子原子構(gòu)成。原子構(gòu)成。l原子模型：原子是堅(jiān)實(shí)的、原子模型：原子是堅(jiān)實(shí)的、不可再分的實(shí)心球。不可再分的實(shí)心球。英國(guó)化學(xué)家道爾頓英國(guó)化學(xué)家道爾頓（J.Dalton , 17661844)道爾頓原子模型道爾頓原子模型.原子并不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒原子并不是構(gòu)成物質(zhì)的最小微粒 湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子(1897(1897年年) )l 電子是種帶負(fù)電、有一定電子是種帶負(fù)電

4、、有一定質(zhì)量的微粒，普遍存在于質(zhì)量的微粒，普遍存在于各種原子之中。各種原子之中。l 湯姆生原子模型：原子是湯姆生原子模型：原子是一個(gè)平均分布著正電荷的一個(gè)平均分布著正電荷的粒子，其中鑲嵌著許多電粒子，其中鑲嵌著許多電子，中和了電荷，從而形子，中和了電荷，從而形成了中性原子。成了中性原子。英國(guó)物理學(xué)家湯姆生英國(guó)物理學(xué)家湯姆生（J.J.Thomson ,18561940）.盧瑟福和他的助手做了著名盧瑟福和他的助手做了著名粒子散射實(shí)驗(yàn)。粒子散射實(shí)驗(yàn)。19091909年盧瑟福指導(dǎo)他的兩年盧瑟福指導(dǎo)他的兩個(gè)學(xué)生個(gè)學(xué)生( (蓋革與馬斯登蓋革與馬斯登) )在曼徹在曼徹斯特大學(xué)做了著名實(shí)驗(yàn)斯特大學(xué)做了著名實(shí)驗(yàn)

5、: :用用粒粒子去轟擊金箔子去轟擊金箔, ,大多數(shù)粒子都直大多數(shù)粒子都直接穿過(guò)金箔接穿過(guò)金箔, ,少數(shù)只產(chǎn)生很小的少數(shù)只產(chǎn)生很小的偏轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn), ,然而的極少數(shù)的粒子會(huì)反然而的極少數(shù)的粒子會(huì)反彈回去彈回去. .盧瑟福說(shuō)盧瑟福說(shuō): :“好象你用一炮彈去好象你用一炮彈去轟擊一張薄紙轟擊一張薄紙, ,而炮彈返回把你而炮彈返回把你打中打中. .”他對(duì)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解他對(duì)這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果的解釋是釋是: : 粒子可能被質(zhì)量很大粒子可能被質(zhì)量很大但體積很小的核碰撞回來(lái)但體積很小的核碰撞回來(lái), ,原子原子核帶正電荷核帶正電荷, ,位于原子的中心位于原子的中心. .英國(guó)科學(xué)家盧瑟福英國(guó)科學(xué)家盧瑟福（E.Rutherfo

6、rd,18711937).盧瑟福原子模型（又稱(chēng)行星原子模型）盧瑟福原子模型（又稱(chēng)行星原子模型）：原子是由：原子是由居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的電居于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的電子構(gòu)成。原子核的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，子構(gòu)成。原子核的質(zhì)量幾乎等于原子的全部質(zhì)量，電子在原子核外空間繞核做高速運(yùn)動(dòng)。就像行星環(huán)電子在原子核外空間繞核做高速運(yùn)動(dòng)。就像行星環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)一樣。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，盧瑟福在根據(jù)實(shí)驗(yàn)，盧瑟福在1911年提出年提出原子有核模型。原子有核模型。. 電子在原子核外空間的一定軌道上分層繞核電子在原子核外空間的一定軌道上分層繞核做高速的圓周運(yùn)動(dòng)。做高速的

7、圓周運(yùn)動(dòng)。丹麥物理學(xué)家玻爾丹麥物理學(xué)家玻爾（N.Bohr,18851962). .原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，但原子原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，但原子核很小。（原子質(zhì)量核很小。（原子質(zhì)量=質(zhì)子質(zhì)量質(zhì)子質(zhì)量+中子質(zhì)量）中子質(zhì)量）.二、原子結(jié)構(gòu)二、原子結(jié)構(gòu) （原子序數(shù)）原子核電荷數(shù)（原子序數(shù)）原子核電荷數(shù)= =質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)= =核外電子數(shù)核外電子數(shù).核外電子的運(yùn)動(dòng)有自己的特點(diǎn)，它不像行星繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)有固定核外電子的運(yùn)動(dòng)有自己的特點(diǎn)，它不像行星繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)有固定的軌道，但卻有經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。科學(xué)家把這些區(qū)域稱(chēng)為電子的軌道，但卻有經(jīng)常出現(xiàn)的區(qū)域。科學(xué)家把這些區(qū)域稱(chēng)為電子層。核外電子是在不同的電子層內(nèi)運(yùn)

8、動(dòng)的，人們又把這種現(xiàn)象層。核外電子是在不同的電子層內(nèi)運(yùn)動(dòng)的，人們又把這種現(xiàn)象叫做核外電子的分層排布，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)元素原子核外電子最少的叫做核外電子的分層排布，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)元素原子核外電子最少的有有1 1層，最多的有層，最多的有7 7層。最外層電子數(shù)最多不超過(guò)層。最外層電子數(shù)最多不超過(guò)8 8個(gè)（只有個(gè)（只有1 1層層的不超過(guò)的不超過(guò)2 2個(gè)）。個(gè)）。 .若電子層數(shù)是若電子層數(shù)是n n，這層的電子數(shù)目最多是，這層的電子數(shù)目最多是2n2n2 2個(gè)個(gè) 最外層電子數(shù)最多不超過(guò)最外層電子數(shù)最多不超過(guò)8 8個(gè)（只有個(gè)（只有1 1層的不超過(guò)層的不超過(guò)2 2個(gè)）。個(gè)）。 .原子種類(lèi)原子種類(lèi)核電荷數(shù)核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)質(zhì)子數(shù)中

9、子數(shù)中子數(shù)核外電數(shù)核外電數(shù)氫原子氫原子1 11 10 01 1氦原子氦原子2 22 22 22 2碳原子碳原子6 66 66 66 6氮原子氮原子7 77 77 77 7鋁原子鋁原子1313131314141313硫原子硫原子1616161617171616氯原子氯原子1717171720201717鐵原子鐵原子2626262630302626分析下表：在一個(gè)原子中哪些數(shù)目總是相等的？分析下表：在一個(gè)原子中哪些數(shù)目總是相等的？.【小結(jié)小結(jié)】1 1、原子中的質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)；、原子中的質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)；2 2、并不是所有的原子都有中子；、并不是所有的原子都有中子；3 3、在原子中，質(zhì)子數(shù)

10、和中子數(shù)不一定相、在原子中，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不一定相等；等；4 4、原子種類(lèi)不同，質(zhì)子數(shù)一定不同。、原子種類(lèi)不同，質(zhì)子數(shù)一定不同。.l實(shí)驗(yàn)證明，質(zhì)子和中子是由更小的微粒實(shí)驗(yàn)證明，質(zhì)子和中子是由更小的微粒“夸克夸克”構(gòu)成。構(gòu)成。l有關(guān)夸克的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)仍在探索和研究中有關(guān)夸克的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)仍在探索和研究中. 1、同種原子其原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)以及中子數(shù)都是一定的。、同種原子其原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)以及中子數(shù)都是一定的。而不同原子中其核外電子數(shù)和原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)以及中子數(shù)而不同原子中其核外電子數(shù)和原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)以及中子數(shù)都可能不同。為了分類(lèi)我們把都可能不同。為了分類(lèi)我們把具有相同質(zhì)子數(shù)的一類(lèi)具有相同質(zhì)子數(shù)的一類(lèi)原子總稱(chēng)

11、為元素原子總稱(chēng)為元素。2、質(zhì)子數(shù)、質(zhì)子數(shù)也就是原子核內(nèi)所帶的電荷數(shù)目也稱(chēng)為也就是原子核內(nèi)所帶的電荷數(shù)目也稱(chēng)為核電荷數(shù)核電荷數(shù)。 3 3、同類(lèi)元素中質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不相同的原、同類(lèi)元素中質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不相同的原子稱(chēng)為子稱(chēng)為同位素原子同位素原子。三、元素和同位素三、元素和同位素核內(nèi)質(zhì)子數(shù)核內(nèi)質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)核外電子數(shù)核內(nèi)中子數(shù)核內(nèi)中子數(shù)核電荷數(shù)核電荷數(shù).電電子子質(zhì)質(zhì)子子中中子子氫氫原原子子的的三三種種同同位位素素原原子子氕氕氘氘氚氚H11H21H31同位素原子性質(zhì)相同，質(zhì)量不同同位素原子性質(zhì)相同，質(zhì)量不同. 有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素用質(zhì)子、有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素

12、用質(zhì)子、中子、中子、粒子轟擊原子核，可以用人工方法得到放射性同位粒子轟擊原子核，可以用人工方法得到放射性同位素例如用素例如用粒子轟擊鋁原子核，可發(fā)生下面的核反應(yīng)，其粒子轟擊鋁原子核，可發(fā)生下面的核反應(yīng)，其中反應(yīng)生成物就是磷的放射性同位素用人工方法得到的放中反應(yīng)生成物就是磷的放射性同位素用人工方法得到的放射性同位素已經(jīng)在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和和科學(xué)研究等許多方射性同位素已經(jīng)在工農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生和和科學(xué)研究等許多方面得到了廣泛的應(yīng)用面得到了廣泛的應(yīng)用 放射性同位素的應(yīng)用是沿著以下三放射性同位素的應(yīng)用是沿著以下三個(gè)方向展開(kāi)的個(gè)方向展開(kāi)的 . .利用它的射線(xiàn)利用它的射線(xiàn) 醫(yī)學(xué)診斷、檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有沙眼醫(yī)學(xué)診斷、檢查金屬內(nèi)部有沒(méi)有沙眼或裂紋等。或裂紋等。射線(xiàn)的電離作用很強(qiáng)，可以用來(lái)消除機(jī)器在運(yùn)射線(xiàn)的電離作用很強(qiáng)，可以用來(lái)消除機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)中因摩擦而產(chǎn)生的有害靜電轉(zhuǎn)中因摩擦而產(chǎn)生的有害靜電 . .利用它核反應(yīng)放出巨大能量利用它核反應(yīng)放出巨大能量。例核潛艇、原子彈、氫彈。例核潛艇、原子彈、氫彈。 . .利用它的示蹤性。利用它的示蹤性。免疫研究、古董鑒定、測(cè)定年代、化免疫研究、古董鑒定、測(cè)定年代、化學(xué)分析。學(xué)分析。原子的同位素的應(yīng)用原子的同位素的應(yīng)用.常見(jiàn)元素的同位素及其符號(hào)和用途常見(jiàn)元素的同位素及其符號(hào)和用途 元素元素同位素（符