第二章 原子结构
原子结构与元素周期律教案
原子结构与元素周期律教案第一章：原子的基本概念1.1 原子定义物质与物质的组成原子的概念及其基本属性1.2 原子核与电子原子核的组成：质子、中子电子的特性与运动1.3 原子量与相对原子质量原子的质量及其表示方法相对原子质量的概念及其计算方法第二章：原子结构2.1 原子核外电子的排布电子层与能级电子排布的规则与原则2.2 元素的原子半径原子半径的定义及其表示方法原子半径的变化规律2.3 元素的化合价化合价的定义及其表示方法元素的化合价与原子结构的关系第三章：元素周期律的基本概念3.1 元素周期表的发现与发展元素周期律的发现历程现代元素周期表的结构与特点3.2 元素周期律的表述方式原子序数的定义及其表示方法元素周期律的数学表述3.3 元素周期律的实质电子排布与元素性质的关系元素周期律的微观解释第四章：元素周期律的应用4.1 元素的位置与性质主族元素的性质与位置关系过渡元素的位置与性质4.2 周期律的预测能力利用周期律预测元素性质的变化周期律在化学反应中的应用4.3 周期律在物质结构与性质预测中的应用利用周期律预测化合物的稳定性周期律在材料科学中的应用第五章：原子结构与元素周期律的综合应用5.1 原子结构与元素性质的关系原子核外电子排布与元素性质的关系原子半径、化合价与元素性质的关系5.2 周期律在化学教学与研究中的应用周期律在教学中的指导作用周期律在化学研究中的应用案例5.3 原子结构与元素周期律的前沿动态原子结构的研究新进展元素周期律的新发现与理论发展第六章：主族元素的电子排布与性质6.1 主族元素的电子排布规律主族元素的原子结构特点主族元素电子排布的规律6.2 主族元素的性质原子半径的变化规律化合价与元素性质的关系6.3 主族元素的代表性化合物氧化物、酸、碱和盐的性质主族元素在生物体中的应用第七章：过渡元素与金属性、非金属性7.1 过渡元素的基本概念过渡元素的发现及命名过渡元素在周期表中的位置7.2 过渡元素的电子排布与性质过渡元素的电子排布特点过渡元素的金属性与非金属性7.3 过渡元素的应用过渡元素在催化剂中的应用过渡元素在材料科学中的应用第八章：同周期、同主族元素性质的递变规律8.1 同周期元素性质的递变规律同周期元素原子半径的变化同周期元素化合价的变化8.2 同主族元素性质的递变规律同主族元素原子半径的变化同主族元素化合价的变化8.3 递变规律在元素周期律中的应用利用递变规律预测元素性质递变规律在化学教学中的应用第九章：元素周期律与化学反应9.1 元素周期律在化学反应中的应用氧化还原反应与元素周期律酸碱反应与元素周期律9.2 元素周期律在物质合成中的应用利用元素周期律设计新化合物元素周期律在材料合成中的应用9.3 元素周期律在药物设计中的应用药物设计与元素周期律的关系元素周期律在药物研发中的应用案例第十章：总结与展望10.1 原子结构与元素周期律的意义原子结构与元素周期律的历史意义原子结构与元素周期律在现代化学中的应用10.2 原子结构与元素周期律的发展趋势原子结构研究的深入元素周期律的新理论和新发现10.3 原子结构与元素周期律的挑战与机遇原子结构与元素周期律的局限性原子结构与元素周期律在新领域的应用前景重点和难点解析重点关注章节：第一章至第十章1. 第一章：原子的基本概念重点关注原子的定义、原子核与电子的关系以及原子量与相对原子质量的概念。
大学化学课件第二章--物质结构基础
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§2-2 原子的量子力学模型
一、微观粒子的波粒二象性 二、核外电子运动状态的描述 三、原子轨道和电子云的图像
一、微观粒子的波粒二象性
1、光的波粒二象性
惠更斯的波动学 光是发光体在周围空间里引起的弹性振动而形成
的一种波，不同波长的波产生不同颜色的光，白光 则是各种单色波混合形成的，波动性表现为：光的 干涉、衍射和偏振。
§2-1 氢原子光谱和波尔理论 §2-2 原子的量子力学模型 §2-3 原子核外电子结构 §2-4 元素基本性质的论
原子结构理论的发展简史 一、古代希腊的原子（元素）理论 二、道尔顿的原子理论 三、卢瑟福的行星式原子模型 四、氢原子光谱 五、玻尔理论
1808年，英国化学家道尔 顿（John Dalton）建立了原 子论。几乎统一解释了当时 所有的化学现象和经验定律 。
二、道尔顿的原子理论
基本要点： 物质的最小组成单位为原子，原子不能创造、不能 毁灭、不能分割； 同种元素的原子其形状、质量和性质均相同，不同 元素的原子则不同； 原子以简单的比例结合成化合物。 缺陷： 不能解释同位素的发现；没有说明原子和分子的区 别；未能阐释原子的具体组成和结构。
一、微观粒子的波粒二象性
如果微粒的运动位置测得愈准确，则相应的速 度愈不易测准，反之亦然。这就是测不准原理。
测不准原理其中的一种表达形式为：物质的坐 标位置的不确定度ΔX和动量的不确定度ΔP的乘 积，遵循下面的关系式：
三、卢瑟福的行星式原子模型
卢瑟福(E．Rutherford)提出含核原子模型。他 认为原子的中心有一个带正电的原子核(atomic nucleus)，电子在它的周围旋转，由于原子核和 电子在整个原子中只占有很小的空间，因此原子 中绝大部分是空的。
八年级下册科学第二章第三节《原子结构的模型》练习题
八年级下册科学第二章第三节《原子结构的模型》练习题第3节原子结构的模型1、对于氯离子和氯原子，下列各说法中正确的是（ D ）A、氯离子比氯原子多一个质子B、氯离子比氯原子少一个电子C、氯离子和氯原子的化学性质相同D、氯离子和氯原子核内质子数相同2、核外电子数相同，核内质子数不同的两种粒子，它们可能是（ AD ）A、一种元素的原子和另一种元素的粒子B、同种元素的原子和离子C、两种不同元素的离子D、两种不同元素的原子3.一种元素与另一种元素的本质区别是（ C ）A.核外电子数不同B.中子数不同C.质子数不同D.原子数不同4.有两种原子，所含的质子数相同，下列说法正确的是（ A ）A.它们属于同种元素B.它们属于不同种元素C.它们属于同种原子D.以上都不对5.科学上常用元素符号左下角的数字表示原子的质子数，左上角表示原子的中子数与质子之和，如用613C表示核内有7中子和6个质子的碳原子，则1736C 和1737C 的下列说法正确的是（ B ）A.原子中含有相同数目的中子B.属于同种元素C.原子中核外电子数不同D.原子核内质子数不同6.下列粒子中，呈电中性的是（ A ）A 原子B 离子C 质子D 电子7.一个铁原子与一个铁离子中，数量肯定不同的是（ D ）A 质子数B 中子数C 原子核数D 电子数8.R3+离子核外有10个电子，则其核内的质子数为（ 13 ）个9.已知R2-离子与M+离子含有相同的数目的电子，若M+原子含19个质子，则R2-原子的核电荷数为（ 16 ）个10.一种微粒的原子核内有n个质子，核外共有n+1个电子，则该粒子一定属于（ C ）A 原子B 分子C 阴离子D 阳离子11.由某科技节目报道，夏威夷联合中心的科学家在宇宙中发现了氢元素的一种新粒子，它的组成可以用H3+表示。
一个H3+粒子中含有（ 3 ）质子，（ 2 ）个电子12、某不显电性的粒子A，在化学变化中变成了B、C两种粒子；B、C在化学变化中不能再分。
微观粒子的运动特征量子化特征
卢瑟福的“天体行星模型”：
在这个模型中，把微观的原 子看成是“太阳系”，带正 电的原子核好比“太阳”， 把电子描述为在绕核的固定 轨道上运动，就象行星绕着 太阳运动一样。
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卢瑟福的含核原子模型为近代原子结构理论
的研究奠定了基础，并在1908年获得诺贝尔 化学奖。
但这个模型不能说明原子核中的正电荷数，
由此提出原子的西瓜模型——认为电子处于在带正电荷 的球内。 原子内正电荷均匀分布 负电荷包罗于正电荷
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卢瑟福的“天体行星模型”
1911年，英国物理学家卢瑟福（E．Rutherford）
借助一个放射源，用α粒子轰击金箔的散射实验，
பைடு நூலகம்
发现了原子核，从而提出了最早的原子结构模型，
即“天体行星模型”。在这个模型中，把微观的原 子看成是“太阳系”，带正电的原子核好比“太
子的发射光谱应为一连续光谱。然而，实验事实表
明，原子光谱是分立的线光谱。
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光谱是复色光经过色散系统（如棱
镜、光栅）分光后，被色散开的单
色光按波长（或频率）大小而依次 排列的图案，全称为光学频谱。光 谱中最大的一部分可见光谱是电磁 波谱中人眼可见的一部分，在这个 波长范围内的电磁辐射被称作可见 光。光谱并没有包含人类大脑视觉
构模型所取代。
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20世纪20年代，随着科学技术的发展，用量子力学 来描述微观粒子具有量子化特性和波粒二象性得到 了满意的结果，从而建立了近代原子结构的量子力 学模型理论，不可否认，卢瑟福的天体行星模型和 玻尔原子模型对原子结构理论的发展作出了重要贡 献。
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二、微观粒子的运动特征
1、微观粒子的界定：
第二章 原子结构与元素周期系
科学八下第二章知识点 (1)
第二章知识要点第一节模型、符号的建立与作用第二节物质的微观粒子模型1、构成物质的微粒有分子、原子、离子分子构成的物质：水是由水分子构成、氧气是由氧分子构成、二氧化碳是由二氧化碳分子构成，还有甲烷、二氧化硫、一氧化碳、氯气、氢气、氮气、过氧化氢等原子构成的物质：铁是由铁原子构成、石墨是由碳原子构成，还有：金属单质（如：铁、钠等）、稀有气体单质（如:氦气、氖气、氩气等），部分固态非金属单质（如：碳、磷、硫、硅等）。
离子构成的物质：食盐是由氯离子和钠离子构成，还有硫酸、盐酸、氢氧化钙溶液等2、分子由原子构成，分子的种类由原子的种类和数目决定。
如水分子是由氧原子和氢原子构成、氧分子是由氧原子构成3、由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小微粒；在化学变化中原子不能再分，原子是化学变化中的最小微粒。
分子与原子的主要区别是：在化学变化中，分子可分，而原子不可分。
在化学变化中，分子种类发生变化，而原子种类和原子数目没有发生变化。
4、水的三态变化：水分子本身没有发生变化，只是分子之间的距离发生了变化，所以是物理变化水的电解：水分子分解成了氧原子和氢原子，氧原子和氢原子重新组合成氧分子和氢分子，分子本身发生了变化，所以是化学变化5、分子和原子都有一定的质量和体积。
原子半径一般在10-10米，1 个碳原子的质量约为1.993×10-26千克。
第三节原子结构的模型1、原子结构模型的发展历史：汤姆森、卢瑟福、玻尔等2、原子结构质子：每一个质子带一个单位的正电荷原子核（带正电）原子（带正电）中子（不带电）核外电子（带负电）：每个电子带一个单位的负电荷说明：（1）原子核和核外的电子所带的电荷总数相等，电性相反，整个原子不显电性（2）核电荷数（原子序数） = 质子数 = 核外电子数（注：原子核所带的电荷数为核电荷数。
（3）相对原子质量=质子数+中子数（4）中子数可以为零，如氢原子（5）质子和中子又是由更小的微粒夸克构成（6）原子的质量集中在原子核上，电子的质量可忽略不计。
大一无机及分析化学知识点
大一无机及分析化学知识点第一章：无机化学基础知识无机化学是研究无机化合物的组成、结构、性质和化学反应的学科。
它是化学的一个重要分支，对于理解和应用其他化学学科具有重要意义。
1.1 原子结构及元素周期表- 原子结构：原子由原子核和围绕核运动的电子组成。
原子核由质子和中子组成，电子负电荷平衡原子核的正电荷。
- 元素周期表：元素周期表是按照元素的原子序数排列的化学元素分类表。
它将元素按照性质的周期性规律分组，方便研究。
1.2 化学键和离子结构- 化学键：原子通过化学键相互连接，形成化合物。
常见的化学键有离子键、共价键和金属键。
- 离子结构：离子结构是指由正负离子通过离子键组成的化合物的结构。
正离子是失去电子的金属原子或原子团，负离子是获得电子的非金属原子或原子团。
1.3 配位化学- 配位化学是研究过渡金属离子与配体之间的键合关系及其化合物的性质的学科。
配位化合物由中心金属离子和配体组成，配体通过配位键与中心金属离子结合。
1.4 水溶液中的离子- 水溶液中的离子是指将化合物溶解在水中时形成的离子。
离子在水中可以进行水合反应，影响溶液的性质。
第二章：分析化学基础知识分析化学是研究物质组成和性质的化学分析方法的学科。
它是化学实验的基础，广泛应用于环境监测、药物分析、食品检测等领域。
2.1 定性分析和定量分析- 定性分析：定性分析是确定物质中所含的元素或化合物的成分和性质的方法。
- 定量分析：定量分析是确定物质中某种或若干种成分的含量的方法。
2.2 大气分析- 大气分析是研究大气中气体成分及其浓度的分析方法。
常用的技术包括气相色谱、质谱等。
2.3 水分析- 水分析是研究水中各种成分及其浓度的分析方法。
常用的技术包括滴定法、光谱分析等。
2.4 有机分析- 有机分析是研究有机物成分和结构的分析方法。
常用的技术包括红外光谱、核磁共振等。
第三章：重要的化学实验化学实验是学习无机及分析化学的重要途径，通过实验可以加深对化学原理的理解，培养实验操作技能。
无机及分析化学教案
无机及分析化学教案第一章：绪论1.1 课程介绍了解无机及分析化学的概念、范围和重要性。
了解无机及分析化学在科学、工业和日常生活中的应用。
1.2 无机化学的基本概念物质、元素、化合物、同素异形体的定义及分类。
化学方程式、化学反应、化学平衡的基本概念。
1.3 分析化学的基本概念分析化学的定义、目的和任务。
定性分析与定量分析的分类和比较。
第二章：原子结构与元素周期律2.1 原子结构原子核、电子、原子的电子排布。
元素的原子序数、原子量、同位素。
2.2 元素周期律周期表的构成、周期律的规律。
主族元素、过渡元素、镧系和锕系元素的特点。
2.3 元素性质的递变性同一周期、同一族元素性质的递变规律。
元素的位置与性质的关系。
第三章：化学键与化合物的结构3.1 化学键的类型离子键、共价键、金属键、氢键的定义和特点。
化学键的极性和键能。
3.2 化合物的结构离子化合物、共价化合物、金属化合物、氢化物的结构特点。
分子的立体构型、键角、键长。
3.3 晶体结构晶体的定义、分类和性质。
晶体的空间点阵、晶胞参数、晶体的物理性质。
第四章：化学反应速率与化学平衡4.1 化学反应速率反应速率的定义、表达式和影响因素。
零级反应、一级反应、二级反应的特点和计算。
4.2 化学平衡化学平衡的定义、条件和原理。
平衡常数、平衡移动、平衡的判断方法。
4.3 化学动力学化学动力学的定义和研究内容。
反应速率与浓度的关系、反应速率与温度的关系。
第五章：溶液与离子平衡5.1 溶液的性质与制备溶液的定义、分类和特点。
溶液的制备方法、溶液的浓度表示法。
5.2 离子平衡离子的定义、离子的溶解度。
离子平衡的原理、离子平衡的计算。
5.3 沉淀与溶解平衡沉淀与溶解的定义、沉淀的种类。
沉淀溶解平衡的判断、沉淀转化的条件。
第六章：氧化还原反应6.1 氧化还原反应的基本概念氧化还原反应的定义、特点和重要性。
氧化还原反应的基本术语：氧化剂、还原剂、氧化数、电子转移。
6.2 氧化还原反应的电子转移电子转移的类型、方向和数量。
2.3 原子的结构模型(同步练习)(解析版)
第二章微粒的模型与符号第3节原子结构的模型1、（2019杭州初二章测）如图为原子结构模型的演变图,其中①为道尔顿原子模型，④为近代量子力学原子模型。
下列排列符合历史演变顺序的一组是( )A. ①③②⑤④B. ①②③④⑤C. ①⑤③②④D. ①③⑤④②【答案】A【解析】①19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。
③1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型。
②1911年英国物理学家卢瑟福(汤姆生的学生)提出了带核的原子结构模型。
⑤1913年丹麦物理学家波尔(卢瑟福的学生)引入量子论观点，提出电子在一定轨道上运动的原子结构模型。
④奥地利物理学家薛定谔提出电子云模型(几率说)，为近代量子力学原子模型。
故选：A2、(2019浙江初二期末)根据资料分析并回答下列问题：自从丹麦科学家玻尔建立了核外电子分层排布的原子模型后，许多科学家进一步深入研究，找到了核外电子排布的许多规律。
其中最基本的核外电子排布规律是“288”规律，即当一个原子核外有许多电子分层排布时，先排第一层且最多排两个，再排第二层且最多排8个……最外层最多排8个电子。
当最外层电子排满时，该原子（或离子）是最稳定的。
一般，当其最外层电子数少于4时，这种原子易失去电子成为阳离子，显示出金属性：当最外层电子数大于或等于4时，该原子易得到电子成为阴离子，显示出非金属性。
如图所示为某原子结构示意图，则：（1）根据该原子结构示意图，可确定该元素名称为________，元素符号为________；（2）该原子最外层电子数为________，在化学反应中容易________（填“得到”或“失去”）3个电子而成为________离子，显性（3）该元素在分类上属于________元素【答案】(1)氧O (2)6 得到阴非金属(3)非金属【解析】(1)质子数为8的原子是氧元素，氧元素的符号为O；（2）最外层为6个电子，根据题目信息知道容易得到电子，称为阴离子，显非金属性（3）既然显非金属性，那就是非金属元素喽，故答案为：(1)氧O (2)6 得到阴非金属(3)非金属3、（2019浙江初二期中）原子、分子、离子都是构成物质的微观离子，如图所示是构成物质的粒子之间的关系：(1)甲是(2)在氮气、水、汞、氯化钠、铁，这五种物质中，由原子构成的物质是，由分子构成的物质是(3)二氧化碳是由(填具体粒子的名称,下同)构成的，氯化钠是由构成的【答案】(1)原子(2)汞、铁氮气、水(3)二氧化碳分子钠离子和氯离子【解析】(1)构成物质的微粒有分子、原子、离子，分子是由原子构成的，原子通过得失电子形成离子；(2)构成物质的微粒有分子、原子和离子，汞、铁是由原子构成的，氮气、水是由分子构成的，氯化钠是由钠离子和氯离子构成的；(3)二氧化碳是由二氧化碳分子构成的，氯化钠是由钠离子和氯离子构成的。
结构化学讲义教案2原子结构和性质
第二章 原子结构和性质教学目的：通过H 原子薛定谔方程的求解，了解原子结构中量子数的来源，类氢离子波函数的图形及其物理意义。
掌握多电子原子的原子轨道能级等，推导原子基态光谱项。
教学重点：1.类氢离子波函数量子数的物理意义。
2.掌握多电子原子的原子轨道能级、电离能的求解。
3.推导等价、非等价电子的原子光谱项，掌握基态原子谱项的快速推算法。
第一节 单电子原子的薛定谔方程及其解引言：前面介绍了量子力学的概念，建立了量子力学的基础，下面我们要讨论原子结构的核心问题，即原子中电子的运动状态，其中最简单的体系就是原子核外只有一个电子的体系，也叫单电子原子结构，如氢原子和类氢离子（H ，Li 2+，He +，Be 3+……）。
一．建立单电子原子的Schrodinger 方程r Ze mh M h H e N 022********ˆπεππ-∇-∇-= 假设在研究电子运动时核固定不动，r Ze mh H 0222248ˆπεπ-∇-= 为了解题方便通常将x,y ,z 变量变换成极坐标变量r ，θ，φ由图可得如下关系：⎪⎭⎪⎬⎫⋅=⋅⋅=⋅⋅=θφθφθcos sin sin cos sin r z r y r x得极坐标形式的Schrodinger 方程：048sin 1sin sin 110222222222=⎪⎪⎭⎫⎝⎛++∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂ψπεπφψθθψθθθψr Ze E h m r r r r r r二、单电子Schrodinger 方程的一般解。
1. 变数分离法把含三个变量的微分方程化为三个各含一个变量的常微分方程来求解。
令()()r R r =φθψ,,Θ（θ）Φ（φ）()()φθ,,Y r R =代入薛定鄂方程，经过数学变换得三个方程：R(r)方程 ()()k E r hm r h mZe r r R r r r R =++⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂⋅2222022821πεπ Θ方程22sin )(sin )(sin m k =+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂Θ∂⋅∂∂⋅Θθθθθθθθ Φ方程222)()(1m =∂Φ∂⋅Φ-φφφ 2. Φ方程的解Φ方程整理得：0222=Φ+Φm a a φ这是一个常系数2阶齐次线性方程，它的特征方程为022=+m p i m p ±=微分方程的两个特解为φim Ae m =Φ m m ±= A 由归一化求得： π21=A ∴φπim e m 21=Φ 这是解的复数形式，由于Φ是循环坐标所以()()πφφ2+Φ=Φm m 于是πφπφφ2)2(im im im im e e e e ⋅==+ 即12=πim e由欧拉公式12sin 2cos 2=+=m i m e im πππ故m 的取值必须为： 2,1,0±±=m 即取值是量子化的称为磁量子数。
【课时练习】2020-2021学年浙教版科学八年级下册 第2章 第3节 原子结构的模型(原卷版)
2020-2021学年浙教版科学八年级下册第2章第3节原子结构的模型课时练习一、单选题（共20题；共40分）1.如图为某原子结构模型的示意图，其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子，下列说法正确的是（）A. 决定该原子种类的粒子是bB. 原子的质量集中在a和c上C. 原子中b与c的数目一定相同D. 原子中a与c的数目一定相同2.原子论开辟了从微观世界认识物质及其变化的新纪元。
下列哪位科学家最早提出了原子的概念（）A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 道尔顿D. 阿基米德3.曾经充满活力的碧波，滋养着740平方公里土地的母亲河“温瑞塘河”，而现今由于生活污水的肆意排放造成了重度污染，水质监测结果表明，氮、磷含量严重超标，这里提到的“氮”、“磷”指的是（）A. 分子B. 原子C. 离子D. 元素4.知识梳理有助于我们对已学知识的巩固，如图是某同学学习物质结构层次后以氧气为例进行的梳理，下列选项中与a、b、c相对应的是( )A. 原子、原子核、核外电子B. 原子核、原子、核外电子C. 原子、核外电子、原子核D. 核外电子、原子核、原子5.我国著名科学家张青莲教授主持测定了铕等9种原子质量新值，已知铕原子的相对原子质量为152，核电荷数为63，则铕原子的核外电子为（）A. 63B. 89C. 152D. 2156.决定元素种类的是（）A. 电子数B. 中子数C. 最外层电子数D. 质子数7.下列关于原子核构成的说法正确的是（）A. 一般由质子和电子构成B. 一般由质子和中子构成C. 一般由电子和中子构成D. 一般由质子、中子和电子构成8.俄罗斯科学家利用第72号元素铪和第74号元素钨精确测出月球至少比地球早700万年形成。
铪、钨两种元素原子本质的不同是（）A. 核内质子数目B. 核内中子数目C. 核外电子数目D. 相对原子质量9.下列关于元素的理解，正确的是（）A. 元素的种类取决于该元素原子的核外电子数B. 中子数相等的原子的统称叫元素C. 元素既论种数，也可计个数D. 自然界中所有的物质都是由元素组成的10.科学家用质子数为20的钙离子，轰击核电荷数为98的锎元素靶，使两种元素的原子核合并在一起，合成核电荷数为118的新元素。