2.3.1 人類認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)的歷程 原子核的構(gòu)成學(xué)案2023-2024學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)蘇教版（2019）必修第一冊

新蘇教版高中化學(xué)必修1PAGEPAGE1第三單元人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識第1課時人類認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)的歷程原子核的構(gòu)成[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.了解原子結(jié)構(gòu)模型的演變，培養(yǎng)探索未知、崇尚真理的意識。2.熟知原子的構(gòu)成，會正確計(jì)算微粒的質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)。3.知道元素、核素、同位素的概念，并了解它們之間的關(guān)系。一、人類認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)的歷程1．德謨克利特古希臘哲學(xué)家德謨克利特指出，物質(zhì)是由不可分割的微粒(即原子)構(gòu)成的。2．道爾頓19世紀(jì)初，英國科學(xué)家道爾頓提出原子學(xué)說，認(rèn)為物質(zhì)由原子組成，原子不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅，在化學(xué)變化中不可再分割。3．湯姆生19世紀(jì)末，英國物理學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)原子中存在電子，推測這種粒子是均勻地嵌在云狀的正電荷球體中，提出“葡萄干面包式”的原子結(jié)構(gòu)模型。4．盧瑟福英國物理學(xué)家盧瑟福推測原子核帶正電，電子在其周圍高速運(yùn)動，就像行星圍繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)一樣，即“有核模型”或“行星模型”。5．玻爾1913年，丹麥物理學(xué)家玻爾引入量子論觀點(diǎn)。他提出新的原子結(jié)構(gòu)模型：原子核外，電子在一系列穩(wěn)定的軌道上運(yùn)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(yùn)動時，既不放出能量，也不吸收能量。6．現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)學(xué)說——電子云模型原子結(jié)構(gòu)理論在20世紀(jì)末和21世紀(jì)初又有了新的飛速發(fā)展。(1)模型本質(zhì)上是科學(xué)家描述事物的原型，解釋和預(yù)測未知現(xiàn)象的一種思維方式()(2)從原子結(jié)構(gòu)模型的發(fā)展歷程可以看出，一些理論會隨著人們知識的積累和方法與技術(shù)的積累而不斷完善或改進(jìn)()(3)英國物理學(xué)家湯姆生認(rèn)為正、負(fù)電荷均勻地分布在原子中()(4)丹麥物理學(xué)家玻爾提出原子結(jié)構(gòu)的行星模型()答案(1)√(2)√(3)√(4)×1．人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識經(jīng)歷了漫長的歷史階段。下列實(shí)驗(yàn)事實(shí)與原子結(jié)構(gòu)模型建立的關(guān)系正確的是()A．電子的發(fā)現(xiàn)：道爾頓的原子結(jié)構(gòu)模型B．α粒子散射：盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型C．α粒子散射：玻爾原子結(jié)構(gòu)模型D．氫原子光譜：盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型答案B解析道爾頓的原子結(jié)構(gòu)模型是道爾頓通過對大氣的物理性質(zhì)進(jìn)行研究而提出的；盧瑟福原子結(jié)構(gòu)模型是通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出的；玻爾原子結(jié)構(gòu)模型是玻爾在牛頓力學(xué)的基礎(chǔ)上吸收了量子論和光子學(xué)說的思想建立起來的。2．道爾頓的原子學(xué)說曾經(jīng)起了很大的作用。他的學(xué)說中主要有下列三個論點(diǎn)：①原子是不能再分的微粒；②同種元素的原子的各種性質(zhì)和質(zhì)量都相同；③原子是微小的實(shí)心球體。從現(xiàn)代原子——分子學(xué)說的觀點(diǎn)看，你認(rèn)為不正確的是()A．只有①B．只有②C．只有③D．①②③答案D解析在化學(xué)變化中原子不可再分，但是通過物理變化原子可以分為原子核和核外電子，①錯誤；同種元素的原子的化學(xué)性質(zhì)相同，質(zhì)量可能不相同，②錯誤；原子不是實(shí)心球體，原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的，③錯誤。3．如圖所示的原子結(jié)構(gòu)模型的演變圖中，(1)為道爾頓實(shí)心球式原子模型，(2)為盧瑟福行星運(yùn)轉(zhuǎn)式原子模型，(3)為湯姆生葡萄干面包式原子模型，(4)為近代量子力學(xué)原子模型，(5)為玻爾軌道式原子模型。其中符合歷史演變順序的一組為()A．(1)(3)(2)(5)(4) B．(1)(2)(3)(4)(5)C．(1)(5)(3)(2)(4) D．(1)(3)(5)(4)(2)答案A二、原子核的構(gòu)成1．原子的構(gòu)成(1)結(jié)構(gòu)原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核帶正電\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子帶正電,中子不帶電)),核外電子帶負(fù)電))(2)原子中的數(shù)量關(guān)系：核外電子數(shù)＝核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝原子序數(shù)。2．元素、核素、同位素(1)元素具有相同質(zhì)子數(shù)的同一類原子的總稱，同種元素可有多種不同的核素。(2)核素①概念：具有一定質(zhì)子數(shù)和一定中子數(shù)的原子。②表示方法：eq\o\al(A,Z)XA：質(zhì)量數(shù)，Z：質(zhì)子數(shù)，A(質(zhì)量數(shù))＝Z(質(zhì)子數(shù))＋N(中子數(shù))。③氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)H(氕)eq\o\al(2,1)H(氘)eq\o\al(3,1)H(氚)俗稱－重氫超重氫符號HDT質(zhì)子數(shù)111中子數(shù)012(3)同位素①質(zhì)子數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)(或中子數(shù))不同的核素互稱為同位素，同位素的化學(xué)性質(zhì)幾乎相同，物理性質(zhì)相差較大。②同位素的應(yīng)用同位素的應(yīng)用已遍及醫(yī)學(xué)、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、考古和環(huán)境等眾多領(lǐng)域。如：利用同位素的放射性進(jìn)行醫(yī)療診斷，14C用于考古斷代，eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H可制造氫彈。(1)原子呈電中性是因?yàn)橹凶硬粠щ?)(2)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)決定原子的質(zhì)量()(3)質(zhì)量數(shù)就是元素的相對原子質(zhì)量()(4)O2和O3、紅磷和白磷均互稱同位素()(5)一種單質(zhì)中可能含有多種核素，如O2中可能含16O、17O、18O三種核素()(6)同位素的化學(xué)性質(zhì)基本相同，物理性質(zhì)不同()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√1．自1803年英國科學(xué)家道爾頓提出原子學(xué)說以來，人類對原子結(jié)構(gòu)的研究不斷深入，不斷發(fā)展，通過實(shí)驗(yàn)事實(shí)不斷地豐富、完善原子結(jié)構(gòu)理論。下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)理論的說法正確的是()A．所有的原子都含有質(zhì)子、中子和電子且個數(shù)都是相等的B．質(zhì)子數(shù)決定元素的種類，中子數(shù)決定核素的種類C．原子核對電子的吸引作用的實(shí)質(zhì)是原子核中的質(zhì)子對核外電子的吸引D．原子中的質(zhì)子、中子和電子3種基本微粒不可能進(jìn)一步分成更小的微粒答案C解析eq\o\al(1,1)H沒有中子；核素由質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)共同決定，質(zhì)子和中子里面還有更小的微?！淇恕?．下列說法正確的是()A．34S原子核內(nèi)中子數(shù)為16B．2H＋核外電子數(shù)為2C．13C和15N核內(nèi)中子數(shù)相差1D.eq\o\ar(14,6)C和eq\o\ar(14,7)N質(zhì)量數(shù)相同，互稱為同位素答案C3．填空(1)eq\o\al(34,16)S2－中的質(zhì)子數(shù)是________，中子數(shù)是________，核外電子數(shù)是________，質(zhì)量數(shù)是________。(2)微?！癆Xn－”核外有18個電子，則它的核電荷數(shù)為________，核內(nèi)中子數(shù)為________。(3)由1H216O與2H217O所代表的物質(zhì)中，共有________種元素，________種原子，________種分子，互為同位素的原子有________。答案(1)16181834(2)18－nA－(18－n)(3)2421H和2H、16O和17O(1)一個信息豐富的符號解讀(2)粒子中的電性關(guān)系①分子或原子：質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)②陽離子Xn＋：質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)＋n③陰離子Xn－：質(zhì)子數(shù)＝核電荷數(shù)＝核外電子數(shù)－n1．19世紀(jì)初，某科學(xué)家提出原子學(xué)說，他認(rèn)為物質(zhì)由原子組成，原子不能被創(chuàng)造，也不能被毀滅，在化學(xué)反應(yīng)中不能再分，這個科學(xué)家是()A．湯姆生B．道爾頓C．盧瑟福D．玻爾答案B2．下列有關(guān)說法不正確的是()答案C解析由于同位素的存在，所以原子種類大于元素種類，A正確；氫元素中1H不含中子，C錯誤；12C與13C質(zhì)子數(shù)相同(均為6)，中子數(shù)不同(前者為6，后者為7)，互為同位素，D正確。3．YBa2Cu8Ox(Y為釔元素)是磁懸浮列車中的重要超導(dǎo)材料，下列關(guān)于eq\o\al(89,39)Y的說法不正確的是()A．質(zhì)量數(shù)是89B．中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為50C．核外電子數(shù)是39D.eq\o\al(89,39)Y和eq\o\al(90,39)Y是兩種不同的核素答案B解析對于原子eq\o\al(89,39)Y，其質(zhì)子數(shù)為39，質(zhì)量數(shù)為89，中子數(shù)為89－39＝50，中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為50－39＝11，核外電子數(shù)為39；eq\o\al(89,39)Y和eq\o\al(90,39)Y的質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，是兩種不同的核素，互為同位素。4．現(xiàn)有下列基本微粒：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、14Neq\o\al(－,3)、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，請回答下列問題：(1)在給出的微粒中，含有________種元素，屬于氫元素的核素有________種，屬于鈾元素的核素有________種，互為同位素的原子分別是________，________。(2)質(zhì)量數(shù)相等的微粒為________、________、________。(3)氫的同位素1H、2H、3H與氧的同位素16O、17O、18O相互結(jié)合為水，可得水分子的種數(shù)為________，可得____種不同的相對分子質(zhì)量。(4)0.1mol14Neq\o\al(－,3)中共含________mol中子，含________個電子。答案(1)7331H、2H、3H234U、235U、238U(2)1H與1H＋40K與40Ca14N與14C(3)187(4)2.12.2NA解析(1)共有7種元素，氫元素中有1H、2H、3H三種核素，鈾元素有234U、235U、238U三種核素，上述三種氫原子、三種鈾原子各自互為同位素。(2)質(zhì)量數(shù)相等的微粒有：1H與1H＋、40K與40Ca、14N與14C。(3)結(jié)合成水分