蘇教版必修第一冊專題2第三單元人類對原子結構的認識學案

第三單元人類對原子結構的認識學習目標課程標準學業(yè)評價1.認識原子結構。2.知道元素、核素的含義。3.了解原子核外電子的排布。1.能畫出1～20號元素的原子結構示意圖。2.能夠根據(jù)核外電子排布特點確定元素種類。素養(yǎng)解讀:宏觀辨識與微觀探析:能從元素和原子、分子水平認識物質的組成、結構、性質和變化,形成“結構決定性質”的觀念,通過對核外電子排布的分析,引導學生從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。知識點一人類認識原子結構的歷程1.古希臘原子學說古希臘哲學家德謨克利特曾經提出,物質是由不可分割的微粒(即原子)構成的。2.道爾頓原子學說19世紀初,道爾頓認為,物質由原子組成,原子不能被創(chuàng)造,也不能被毀滅,它們在化學變化中不可再分割,在化學反應中保持本性不變。3.湯姆生原子結構模型1897年,英國物理學家湯姆生發(fā)現(xiàn)原子中存在電子,并提出了“葡萄干面包式”的原子結構模型。4.盧瑟福原子結構模型原子由原子核和核外電子構成,原子核帶正電,位于原子中心,電子帶負電荷,在原子核周圍空間做高速運動。5.玻爾原子結構模型原子核外,電子在一系列穩(wěn)定的軌道上運動,每個軌道都具有一個確定的能量值;核外電子在這些穩(wěn)定的軌道上運動時,既不放出能量,也不吸收能量。6.現(xiàn)代原子結構學說——電子云模型原子核外電子的運動不遵循經典力學的原理,必須用量子力學模型描述核外電子的運動。模型建構的意義1.模型的本質:是科學家描述事物的原型,解釋和預測未知現(xiàn)象的一種思維方式,廣泛應用于科學發(fā)現(xiàn)和發(fā)明的過程中。2.模型的發(fā)展:從原子結構模型的發(fā)展歷程可以看出,科學家通過不同的實驗收集各種證據(jù),從而提出原子結構模型,并不斷修正模型?？茖W家在一定時期建構的模型不是絕對的、一成不變的,而是依據(jù)知識的積累、方法和技術的更新、實驗證據(jù)的不斷完善而動態(tài)發(fā)展的。1.提出原子結構模型的科學家,從時間的先后順序來看,下列排列正確的是(D)A.湯姆生、玻爾、盧瑟福、道爾頓B.湯姆生、玻爾、道爾頓、盧瑟福C.盧瑟福、道爾頓、湯姆生、玻爾D.道爾頓、湯姆生、盧瑟福、玻爾解析:19世紀初,道爾頓提出了原子學說;1897年湯姆生提出了一個被稱為“葡萄干面包式”的原子結構模型;1911年盧瑟福提出了帶核的原子結構模型;1913年玻爾提出了新的原子結構模型,故選D。2.盧瑟福的α粒子散射實驗證明原子中存在(B)A.α粒子 B.原子核C.中子 D.質子解析:α粒子散射實驗現(xiàn)象為絕大多數(shù)α粒子直線穿過金箔,但有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏移,并有極少數(shù)α粒子反彈回來。盧瑟福根據(jù)該實驗現(xiàn)象提出了原子核式結構模型,即原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里,帶負電荷的電子在核外空間里繞著核旋轉,因此盧瑟福的α粒子散射實驗證明原子中存在原子核,B正確。知識點二原子核的構成1.原子的組成(1)原子原子核(2)質量數(shù):將原子核內所有的質子和中子的相對質量取整數(shù),加起來所得的數(shù)值,用A表示。(3)構成原子的微粒間的兩個關系。①質量數(shù)(A)=質子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)。②質子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)=原子序數(shù)。(4)原子組成的表示方法。如作為相對原子質量標準的612C表示質子數(shù)為6,質量數(shù)為2.核素(1)概念:具有一定質子數(shù)和一定中子數(shù)的一種原子稱為一種核素。(2)氫元素的三種核素(11H、12H、13H),質子數(shù)均為(3)碳元素的三種核素612C、613C、614C,質子數(shù)均為[想一想]所有原子都是由質子、中子和電子構成的嗎?提示:并不是所有原子都是由質子、中子和電子構成的。如13.同位素(1)概念:質子數(shù)相同、質量數(shù)(或中子數(shù))不同的核素互稱為同位素。(2)特點——兩同兩不同。①兩同:質子數(shù)相同,元素相同。②兩不同:中子數(shù)不同,原子不同。(3)用途。①放射性的②12H和③放射性同位素釋放的射線可用于育種、治療惡性腫瘤等。1.構成離子的微粒之間的數(shù)量關系①質量數(shù)(A)=質子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)。②陽離子中:質子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)+離子所帶電荷數(shù)。③陰離子中:質子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù)-離子所帶電荷數(shù)。2.元素、核素、同位素之間的關系圖解1.“嫦娥”五號成功著陸月球,實現(xiàn)了中國首次月球無人采樣返回。月壤中的3He可用于核聚變,下列說法正確的是(A)A.3He和4He核外電子數(shù)相等B.3He和4He是同種核素C.3He和4He中子數(shù)相等D.由3He組成的單質為3He2解析:3He和4He的質子數(shù)相同,核外電子數(shù)相等,故A正確;3He和4He的質子數(shù)相同,中子數(shù)不同,是兩種不同的核素,故B、C錯誤;稀有氣體的單質是單原子分子,故D錯誤。2.614C的衰變反應為614CA.614C與B.614C與C.612C和D.某考古樣品中614解析:由614CZ14X+-10e,可知Z=7,X為N,因此614C→714N+-10e。由上述分析可知,Z=7,知識點三原子核外電子排布1.原子結構2.電子層與電子能量的關系電子層數(shù)1234567電子層符號KLMNOPQ電子能量3.核外電子排布規(guī)律(1)核外電子排布總是先排在能量最低的電子層里,即先排滿K層再排L層等。(2)每層最多容納的電子數(shù)為2n2(n代表電子層數(shù))。(3)原子最外層電子數(shù)不能超過8(K層為最外層時不能超過2);次外層電子數(shù)不超過18,倒數(shù)第三層電子數(shù)不超過32。4.核外電子排布表示方法(1)原子結構示意圖:表示原子的核外電子排布的式子。(2)表示方法。[想一想]離子結構能像原子結構一樣用結構示意圖表示嗎?有什么不同嗎?提示:可以。離子結構示意圖中各符號與原子結構示意圖含義一樣,但注意離子結構示意圖中核電荷數(shù)與核外電子數(shù)不相等,如Cl-為、Na+為。5.原子的最外層電子排布與元素化學性質的關系元素結構與性質金屬元素非金屬元素稀有氣體元素最外層電子數(shù)一般小于4一般大于或等于48(He為2)穩(wěn)定性不穩(wěn)定不穩(wěn)定穩(wěn)定得失電子能力易失電子易得電子不易得、失電子化合價只顯正價既有正價,又有負價(F除外)0價核外電子排布與元素的性質1.元素原子的核外電子排布,特別是原子最外層電子數(shù)決定元素的化學性質。2.金屬元素的原子易失去電子,表現(xiàn)為正化合價,化合價數(shù)值=失去電子的數(shù)目=原子最外層電子數(shù)。3.非金屬元素的原子易得到電子,表現(xiàn)為負化合價,最低負化合價的數(shù)值=達到穩(wěn)定結構所得到電子的數(shù)目。(以下選擇題有1個或2個選項符合題意)1.某元素的原子結構示意圖為。下列關于該元素的說法中,不正確的是(C)A.元素符號是CaB.屬于金屬元素C.在化學反應中易得電子D.最高正化合價是+2價解析:由原子結構示意圖可知是20號元素鈣,元素符號是Ca,故A正確;Ca是金屬元素,故B正確;鈣原子最外層有兩個電子,容易失電子,顯+2價,故C不正確,D正確。2.對于核電荷數(shù)為1～18的元素,下列敘述正確的是(BC)A.原子最外層只有1個電子的元素一定是金屬元素B.原子最外層只有2個電子的元素不一定是金屬元素C.原子最外層電子數(shù)小于4的元素不一定是金屬元素D.原子最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)的元素只有2種解析:在核電荷數(shù)為1～18的元素中,原子最外層只有1個電子的元素有H、Li、Na,其中H是非金屬元素,故A錯誤;原子最外層只有2個電子的元素有He、Be、Mg,其中He是非金屬元素,故B正確;H、He、B原子的最外層電子數(shù)小于4,它們都是非金屬元素,故C正確;原子最外層電子數(shù)等于電子層數(shù)的元素有H、Be、Al,共3種,故D錯誤。3.根據(jù)給出的原子或離子結構示意圖,回答下列問題(填字母):(1)電子層排布相同的是。

(2)屬于同種元素的是。

(3)屬于金屬元素的是。

(4)屬于稀有氣體元素的是,稀有氣體一般不參與化學反應的原因是。

(5)寫出D參加化學反應