人们对原子结构的认识
高中化学第三单元人类对原子结构的认识知识点分析一
煌敦市安放阳光实验学校第三单元人类对原子结构的认识学情分析：在初中《》中，学生已经初步了解原子结构模型的演变历史，知道原子是由原子核和核外电子构成的，知道原子核是由质子和中子构成的，初步了解质子、中子、电子的质量、电性关系；已初步了解元素和同位素的概念及同位素的用。
核外电子的排布规律和原子结构示意图的书写在《》教材中未涉及，但在初高中衔接中已作初步讲解，学生基本可以学出1~18号元素的原子结构示意图。
教材分析：本单元的编排在化学学习中起到承前启后的作用。
在前两个单元中，学生已经认识到了化学物质的精彩纷呈，了解到了研究物质的方法的多样性。
在有这些知识的基础上，通过本单元的学习，将学生从宏观的物质带入化学的微观。
在本单元中主要介绍原子结构模型的演变和原子的构成内容，再在《化学2》中系统学习原子核外电子排布和元素周期表的知识。
目标：知识与技能：1．了解原子结构模型演变的历史。
2．了解钠、镁、氧常见元素原子的核外电子排布情况，知道它们在化学反中通过电子得失使最外层达到8电子稳结构的事实。
通过氧化镁的形成了解镁跟氧气发生化学反的本质。
3．了解原子是由原子核和核外电子构成，绝大多数原子的原子核是由质子和中子构成的。
能根据原子组成符号判断原子的构成。
知道核素、同位素概念。
过程与方法：1.通过了解原子结构模型演变的历史，让学生体验家探索原子结构的艰难过程，认识、假说、模型方法对化学研究的作用。
2．通过学生自主讨论原子中质子、中子、电子及质量数之间的关系，培养学生分析处理数据的能力。
3．通过氧化镁形成过程的分析，以及化合物的化学式的书写，让学生推理、归纳的方法。
情感、态度和价值观：从家探索物质构成奥秘的史体会探究的过程和方法，并培养学生对探索的热爱。
通过氧化镁形成过程的分析，让学生从宏观走向微观，领悟化学反的本质。
教学：1．构成原子的微粒之间的量的关系。
2．化学反子核外电子排布的变化，化合价与得失电子数、最外层电子数的关系。
人类对原子结构的认识1
9.某金属若干克，其原子核外共有2mol电子， 核内共有1.204×1024个中子；同质量的该 金属跟足量稀盐酸反应，有0.2mol电子发 生转移，生成6.02×1022个阳离子，试回答： （1）该金属元素的原子符号为 ，摩尔 质量为 。 （2）原子核的组成中，中子有 个，质 子有 个。
8．X元素的气态氢化物，在高温下分解，生 成固体物质和H2，在相同条件下，测得其 体积是原气体体积的1.5倍，又知分解前后 气体密度比为17:1，X原子核内中子数比质 子数多1个，则X元素的原子序数是 ( ) A. 16 B. 15 C. 14 D. 7
beam of alpha particles
radioactive substance
circular ZnS - coated fluorescent screen gold foil
Dorin, Demmin, Gabel, Chemistry The Study of Matter , 3rd Edition, 1990, page 120
13 6
C
14 6
元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。 元素
。。。。。 核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。 核素 核素
质子数相同，质量数（或中子数）不同的核素互称为同位素。
（同位素）
拓展视野
同位素的应用
“朝核危机”已引起全球瞩目，其起因是朝鲜核电 站采用轻水反应堆还是重水反应堆。重水反应堆核 电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的 钚-239( 239 Pu)，这种 239 Pu 可由铀-239( 239U )，经过 94 94 92 239 多次β衰变而得，下列有关 94 Pu 239U 的说法中 与 92 正确的是（ ） A．二者互为同位素 Ｂ．二者是同一种核素 Ｃ．二者具有相同的质量数 Ｄ．二者具有相同的中子数
原子结构理论的发展历程
原子结构理论的发展历程从古希腊哲学家对物质本质的思考，到现代物理学对原子结构的精确描述，人类对原子结构的认识经历了漫长而曲折的过程。
这一历程不仅是科学知识的积累，更是人类智慧的结晶，推动了科学技术的巨大进步。
在古代，哲学家们就开始思考物质的构成。
古希腊哲学家德谟克利特提出了“原子论”，他认为万物由不可分割的原子组成。
然而，这种观点更多地是基于哲学思考，缺乏科学实验的验证。
直到 19 世纪初，英国科学家约翰·道尔顿在前人的基础上，正式提出了近代原子论。
道尔顿认为，原子是构成物质的最小单位，不同元素的原子具有不同的质量和性质。
他的理论为化学研究奠定了基础，使得人们能够更系统地理解化学反应的本质。
随着科学技术的发展，19 世纪末，物理学家发现了阴极射线。
通过对阴极射线的研究，JJ汤姆孙在 1897 年提出了“葡萄干布丁”模型。
他认为原子就像一个带正电的“布丁”，电子像葡萄干一样镶嵌在其中。
但这个模型很快就受到了新的实验挑战。
1911 年，卢瑟福进行了著名的α粒子散射实验。
实验结果表明，原子的大部分质量集中在一个很小的核心区域，即原子核，而电子则在核外绕核运动。
这一发现彻底改变了人们对原子结构的认识，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。
然而，核式结构模型也存在一些问题。
按照经典电磁学理论，电子绕核运动时会不断辐射能量，最终会坠入原子核，但实际情况并非如此。
为了解决这个问题，丹麦科学家玻尔在 1913 年提出了玻尔模型。
玻尔引入了量子化的概念，认为电子只能在特定的轨道上运动，并且在这些轨道上运动时不会辐射能量。
当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，会吸收或发射特定频率的光子。
玻尔模型虽然成功地解释了氢原子光谱等一些现象，但对于多电子原子的复杂情况，它的解释能力有限。
20 世纪20 年代，量子力学的发展为原子结构理论带来了新的突破。
薛定谔、海森堡等科学家建立了量子力学的理论体系，从更本质的层面描述了原子中电子的运动状态。
高中化学 人类对原子结构的认识 原子结构模型的演变
问题：为什么Ne气单质不活泼？
答：因为Ne元素原子最外层为8电子的稳定结构 （原子结构）
问题解决：从原子结构知识角度去解释 P29：问题解决1
失去电子
+12 2 8 2
+12 2 8
Mg
Mg2+
得到电子
+8 2 6
+8 2 8
O
原子结构示意图
O2-
离子结构示意图
元素化合价与最外层电子数的关系：
K层 L层 M层
4、原子结构与元素性质的关系（结构决定性质） （1）稳定结构：即最外层为8电子的结构 （K层为2个）
特点：原子既不容易失去电子又不容易得到电子 （如He、Ne、Ar等）
（2）不稳定结构：
最外层电子数﹤4时，容易失去电子
原子
最外层电子数≧4时，容易得到电子
(如，失去： Na、Mg、Al 得到：F、O、Cl)
离子结构示意图
练习：
⒈原子核外电子是分层 排布的 ⒉金属元素的原子最外层一般 ＜4 个电子，在 化学反应中易 失去 电子形成与稀有气体原子 电子层排布相同的阳离子（稳定结构）。 ⒊非金属元素的原子最外层一般 ≧4 个电子， 在化学反应中易 得到 电子形成与稀有气体原 子电子层排布相同的阴离子（稳定结构）。 ⒋化学反应中，原子核不发生变化，但原子的 发生变化，元素的化学性质主要决定于原子结 构中的 最外层电子数目 。
第三单元 人类对原子结构的认识
阅读课本P26~27,填写以下内容
19世纪初,英国科学家11道1尔1顿11提出了原 子学说；1897年，1汤1姆1生111发现了原子中存 在电电子子 ；1911年，英国物理学家1卢11瑟1福11提
出了带核的原子结构模型，其中原子由 1原1子11核1和1核1外11电1子1组成，原子核带11正1电11荷1， 位于1原1子11中1心1电子带1负1电1荷111，在原子核周围 空间作1高1速11运1动1；1913年，丹麦物理学家 11玻1尔111引入量子论观点，提出原子核外， 电子在一系列稳定的1轨1道11上11运动。现代科
原子结构的历史发展
原子结构的历史发展原子结构是现代物理学中的基本概念之一，指的是物质构成的最基本单元。
随着科学的进步，人们对原子结构的认识也在不断深化和演变。
本文将就原子结构的历史发展进行探讨，以了解人类对于原子结构的认识是如何逐步建立的。
1. 早期观念和哲学思考的影响在古代，人们对原子结构的认识主要依靠哲学思考和逻辑推理。
古希腊的哲学家德谟克利特提出了原子学说，认为物质是由不可再分的微小颗粒构成的，这些颗粒具有不同的形态和质量。
虽然他的学说并没有经受住时间的考验，但这是人类第一次对原子这一概念进行了系统的思考。
2. 化学实验的重要突破随着化学实验技术的发展，科学家们开始通过实验来探索原子结构。
英国化学家道尔顿在18世纪末提出了道尔顿原子模型，认为元素由不可再分的小颗粒组成，各种元素的原子在化学反应中会重新组合。
道尔顿的学说在化学界得到了广泛的认可，并且对后续的原子理论发展产生了深远的影响。
3. 雷利散射实验的发现20世纪初，英国物理学家雷利通过散射实验发现了原子的结构不是均匀的，而是由一个小而致密的核心和外围电子云组成。
这一实验为后来的量子力学奠定了基础，揭示了原子中存在不同的子粒子。
4. 量子力学的问世20世纪初，量子力学的诞生彻底改变了人们对于原子结构的认识。
物理学家们发现，原子结构的描述需要借助于量子力学的数学框架，原子中的电子存在于离散的能级中。
薛定谔方程的提出使得人们对于原子结构有了更深入的理解，并且能够解释许多先前无法解释的实验现象。
5. 粒子加速器的发展随着粒子加速器技术的进步，科学家们得以通过高能碰撞实验来研究原子的内部结构。
通过对粒子间相互作用的观察和测量，人们发现原子核内存在着质子和中子。
这一发现进一步完善了对于原子结构的认识，使原子结构模型更趋于完整。
总结：原子结构的历史发展经历了古代哲学思考、化学实验突破、雷利散射实验的发现、量子力学的问世以及粒子加速器的发展等多个阶段。
通过这些阶段的发展，人类对于原子结构的认识得到了不断深化和完善。
《人类对原子结构的认识——原子结构模型的演变》教案最全版
第三单元人类对原子结构的认识——原子结构模型的演变温岭中学陈成一、教材分析：这块内容分为三部分，因此核心思想不明确，给教学带来一定难度。
第一部分为原子结构模型的演变，这块内容从知识上讲，初中学生已学过了，高二的物理中也是作为重点来探讨，因此个人理解不必过于详细，但是这块内容涉及到的科学家探究过程中的艰辛、思想方法以及探究过程中对事物的认知过程都是很有教育意义。
第二部分是核外电子分层排布内容，这部分内容在必修2中进一步加深，所以这里不要过于拓展，但是由于涉及到后面学生探索化学变化中原子核外外层电子发生变化的关系，对这块内容的处理应该达到能画出1-18号元素的原子结构示意图的水平。
第三块内容是结构和性质之间的关系，这是化学中很重要的学科指导思想，对后面几个专题中元素化合物的性质推导起到指导性作用，如下一个专题中氯的性质为什么这么活泼，就可以从结构上加以说明，帮助学生理解，因此个人理解这一块内容是重点和难点，如何通过问题设计引导学生充分体验交流讨论，自主发现规律得出结论是关键。
二、教学目标：1、知识与技能：（1）知道钠、镁、氧等常见元素原子的核外电子排布情况并能用原子结构示意图来表示（2）知道活泼金属和非金属原子在化学反应过程中常通过电子得失使最外层达到8电子稳定结构的事实；（3）知道得失电子数目与原子最外层电子数、化合价的关系（4）从氧化镁的形成推知其它常见离子化合物的形成原因了解原子核外电子的排布2、过程与方法：认识模型的方法、归纳总结的方法等。
3、情感态度与价值观：（1）了解化学学科的发展趋势；掌握结构决定性质，性质反映结构的化学学科思想方法。
（2）通过从道尔顿原子结构模型到量子力学原子结构模型等原子结构模型演变的学习，了解科学家探索原子结构的艰难过程；体验科学的认知过程：实践——认识——再实践——再认识（3）通过汤姆生原子结构模型、卢瑟福原子结构模型等的学习，体验科学实验、科学思维和科学想象对创造性工作的重要作用。
2.3.1人类认识原子结构的历程 原子核的构成(课件)-高一化学(新教材苏教版必修第一册)
科学家对物质结构的进一步研究证实，物质是由原子构成，原 子由质子、中子、电子等微粒构成，基于对原子及其结构的认识， 人们可以更好好探索物质的组成、结构、性质及应用，可以根据需 要制备各种不同性能的物质。
人类认识原子结构的历程
随着自然科学的发展，人类对原子结构的确认识经历了一段曲折的历程， 科学家依据实验获得的数据，提出了各种假说和模型，逐步提示了原子结构 的奥秘。
思考：什么是元素？谁决定了元素的种类？同一种元素含有的中子 数目一定相同吗？同一种元素只有一种原子吗？
原子核的构成
1、元素：___具_有__相_同__核_电__荷_数__的__同_一__类_原__子_的__总_称__。_____
2、核素：具__有_一__定_质__子_数__和__一_定__中_子__数_的__一__种_原__子_称__为_一__种__核_素__
2、同位素在考古中的应用 考古学家们挖掘出生物化石，如何较准明地测定 其年代呢？同位素在考古断代上功不可没。生物 化石中含有14C。在生物死亡前，由于生命活动伴 随体内含碳元素物质与自然界中碳元素的交换， 生物体中14C所占碳原子的比例和大气中14C所占 碳原子的比例相同。大气中14C所占破原子的比例 是恒定的。但当生物体死亡后，其体内的14C和大 气中的14C停止交换，生物体内的14C所占碳原子 比例因衰变而减少，每5730年14C就减少一半。因 此，测定出土文物或化石中14C所占碳原子比例， 与大气中的恒定值进行比较，就可以测算出其死 亡的年代。
相对原子质量
AZX
F
9
10
19
18.998
199F
Na 11 12
23
22.990
郭人类对原子结构的认识
氢
重氢 超重氢
H H
3 1
12 C 6 234 U 92
13 C 6 235 U 92
14 C 6 238 U 92
同位素的性质一样吗?
特 1、质子数相同 点
2、中子数不同
核外电子数相同
总结
在原子中:
核电荷数=质子数= 核外电子数 = 原子序数
质量数(A) = 质子数 (Z)+ 中子数(N) 质量数=原子的近似相对原子质量
X
探究讨论
1、它们属于同一种元素吗? 2、它们是同一种原子吗?
结论
1、质子数相同
属同种元素
质子数决定元素的种类
2、中子数不同，质量数不同 不同种原子 质子数和中子数决定原子的种类
常见的同位素
核组成
1
质子数
中子数
质量数
学 名
俗 称
H 1
2 1
1 1 1
0 1 2
1 2 3
氕（H） 氘(D) 氚(T)
2、原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量只占 原子的质量的极小一部分。
质子数 中子数 质子数+中子数 原子 相对原子质量 Z N A F 9 10 19 18.998 Na 11 12 23 22.990 Al 13 14 27 26.982
质子数Z+中子数N=质量数A≈相对原子质量 ±d X——元素符号 A c± A——代表质量数； n Z Z——代表核电荷数； c±——代表离子的所带电荷； ±d——代表化合价 n——原子的个数
氦 氖 氩 氪 氙 氡
He Ne Ar Kr Xe Rn
3、原子结构示意图 ——形象表示的方法
第 1 层
原子核
原子结构的认识史
α粒子散射实验模拟
现象
1.绝大多数α粒 子直接穿过金箔
2.少数α粒子发生 较大偏转
3.极少数α粒子被 直接弹回
结论
原子中大部分是空的
原子中间有一带正电荷 的核 原子的质量几乎集中 在小核上
4.卢瑟福原子结构行星模型
原子是由居于原子中心的带正电的原子核和 核外带负电的电子构成。原子核的质量几乎等 于原子的全部质量，电子在原子核外空间绕核 做高速运动。
3.汤姆孙的葡萄干面包原子模型
原子是一个平均分布着正电 荷的球，其中镶嵌着许多电 子，中和了电荷，从而形成 了中性原子。
英国科学家汤姆孙发现 电子
德国物理学家伦琴发 现X射线（伦琴射线）
法国物理学家贝克勒 尔发现元素的放射性 现象
放射出的射线为α射线和β射线
人类对原子结构的认识
原子结构模型的演变
阅读思考
人类对原子结构的认识经历了哪几个重要的阶 段？划出代表人物和具体贡献。
1、 古典原子论：
公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特认
为 ：物质是由不可分割的原子构成的。
2.近代原子学说
1803年，英国科学家道尔顿认为:原子 是化学变化中不可再分的实心球体。
原子结构的发展历史
德谟克利特：古典原子论
道尔顿：近代原子学说
1803
汤姆孙：葡萄干面包原子模型 1904
卢瑟福：原子结构行星模型 1911
射线
本质
电性
α射线 β射线 γ射线
氦离子流
(He2+)
电子流
带正电荷 带负电荷
电磁波 不带电荷
1911年,英国物理学家卢瑟福为了探明 原子内部电子和其它粒子的分布状况，进 一步验证他老师汤姆生提出“葡萄干面包 式”的原子结构模型。为了实现这一目的， 他设想了打碎原子的方法。而为了打碎原 子，他选择了带正电的α粒子作为“炮弹” 轰击金箔的实验思路。
原子结构的发展历史
原子结构的发展历史一、古代对原子的认识古代的人们对于原子的认识主要是基于哲学和思辨。
古希腊哲学家德谟克利特最先提出了原子的概念，认为物质是由不可再分的微小颗粒组成的。
他将这些微小颗粒称为"原子"，意为不可分割的。
二、化学元素周期表的发现19世纪初，化学家开始研究不同元素之间的关系。
德国化学家道尔顿提出了第一个完整的原子理论，他认为所有物质都是由不可再分的原子组成的，并且每种元素的原子具有独特的质量和性质。
这一理论为后来的原子研究奠定了基础。
随后，化学家门捷列夫发现了化学元素周期表。
他发现元素的性质和原子的质量之间存在着一定的规律，将元素按照原子质量排列，发现了一些周期性的规律。
这一发现进一步支持了原子理论的正确性，并为后来的原子结构研究提供了重要线索。
三、电子的发现19世纪末，物理学家开始研究原子的结构。
英国物理学家汤姆逊通过实验证明了电子的存在。
他使用了电磁场将电子从原子中抽离出来，并通过测量电子的质量和电荷比，发现了电子是原子的基本组成部分之一。
四、卢瑟福金箔实验1909年，英国物理学家卢瑟福进行了著名的金箔散射实验。
他将α粒子轰击金箔，观察粒子的散射情况。
实验结果出乎意料地显示，大部分α粒子直接穿过金箔，只有极少数α粒子发生明显的偏转。
这意味着原子内部存在着一个非常小而带正电的核心。
五、玻尔模型基于卢瑟福的实验结果，丹麦物理学家玻尔提出了玻尔模型，描述了原子的结构。
他认为原子由一个紧密排列的正电荷核心和围绕核心旋转的电子组成。
电子只能存在于特定的能级上，并跳跃到不同能级时会吸收或发射能量。
这一模型解释了原子光谱的现象，并为后来的量子力学奠定了基础。
六、量子力学的发展20世纪初，量子力学的发展使得人们对原子结构有了更深入的了解。
量子力学描述了微观粒子的行为，包括电子在原子中的行为。
通过量子力学，科学家们发现了电子云模型，即电子在原子中呈现一种概率分布的状态。
这一模型更为准确地描述了原子的结构。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
回顾历史：人们对原子结构的认识
科学研究工作的一种重要方法—-假说与模型
1、公元前5世纪，我国墨翟认为构成物质的微粒为“端”，意指不能再分的质点；战国时《庄子·天下篇》一书中提出：物质
无限可分的思想。
公元前4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；而且原子有不同的
形态。
2、19世纪初，英国科学家道尔顿提出近代原子学说。
道尔顿原子模型：原子是构成物质的基本粒子，它非常小，
不可再分，内部没有任何结构，就像一个小球一样。
实心球模型
道尔顿提出原子模型虽然多半处于想象，但也有符合科学研究基本原则的地方，所以是合理的想象。
3、1897年，英国科学家汤生逊发现了电子。
汤姆生的原子模型：原子由带正电荷的主体和带负电荷的电子组成，电子像镶嵌在蛋糕中的葡萄干那样处于正电荷的“海洋”中。
这个模型中电子与正电荷的分布是处于想象的，因为没有实验证明
浸入模型（枣糕模型）
4、1911年，卢瑟福（汤姆生的学生）提出原子模型：
原子由带正电的原子核和带负电的电子构成，在原子的中心有一个很小的核，原子核集中了原子的绝大多数质量和全部的正电荷，电子在核外空间绕着核旋转。
卢瑟福原子行星模型
5.玻尔（卢瑟福的学生）的原子壳型结构：
电子依据能量不同，在原子核外不同区域（电子层）运动。
6.奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型（几率说）：
电子云是近代对电子用统计的方法，在核外空间分布方式
的形象描绘，我们不能预言电子在某一时刻究竟出现在核外空间
的哪个地方，只能知道它在某处出现的机会有多少，即几率密度
大小，用小白点的疏密来表示。
小白点密处表示电子出现的几率
密度大，小白点疏处几率密度小，看上去好像一片带负电的云状
物笼罩在原子核周围，因此叫电子云。
至此，人类对原子结构的认识算是有了一个比较满
意的答案。