第一章 物质结构 元素周期律 第一节 原子结构.doc

物质结构 元素周期律 本章内容简介 本章为化学科重要的理论知识部分，内容主要包括三个方面： 一、在中学基础上学习原子结构的理论知识 二、学习元素周期表的知识 三、学习化学键的基本理论知识 本章学习目标： 1．了解同位素的概念、应用及原子中各粒子数的计算。 2．了解核外电子排布规律的初步知识，会画原子序数为1--18的元素原于的结构示意图。 3．了解元素周期律，了解元素周期表的结构，理解元素性质递变的规律。 4．初步学会使用元素周期表判断和比较元素及其化合物的主要化学性质。 5．了解化学键的概念和学会判断离子键和共价键，并初步会用电子式表示离子化合物和共价分子的形成。 本章重点： 1、元素周期律 2、元素周期表及其应用 本章难点： 共价键的概念 本节主要学习内容为： 一、原子的组成 二、核外电子的排布规律 三、同位素 一、说出原子的结构层次，领会质子数、原子序数、中子数、质量数、核电荷数和核外电子数之间的关系 二、说出电子层的概念。 三、画出1-20号原子结构示意图 四、说出同位素的概念 重点 原子的组成、电子结构示意图 核外电子的排布 原子的组成1911年，英国物理学家卢瑟福(Rutherford)通过α粒子散射实验证实了原子核的存在，并提出了原子的结构模型：原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子的中心；电子带负电荷，在原子核周围空间作高速运动。原子核所带的正电荷数(简称核电荷数)与核外电子所带的负电荷数相等，所以，整个原子作为一个整体是不显电性的. 原子很小，而原子核更小。如果把原子看成是万人体育场，则原子核仅以芝 麻大小体积位于万人体育场的中心。原子核由质子和中子构成。质子带一个单位 正电荷，中子呈电中性，因此，核电荷数由质子数决定。核电荷数的符号为“Z”。 核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数电子的质量很小，仅约为质子质量的1／1836，原子的质量主要集中在原子核上。质子和中子的相对质量分别为1．007和1．008，取近似整数值为1。如果电子的质量忽略不计，原子的相对质量(取整数)就等于质子相对质量(取整数)和中子相对质量(取整数)之和，这个数值叫做质量数，用符号A表示，中子数用符号N表示。则： 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(A)构成原子的粒子 电子 原子核 质子 中子 质量／kg 9.04×10-31 1．6726×10-27 1．6748×-27 相对质量 1／1836 1．007 1．008 电性和电量 带1个单位负电荷 带1个单位正电荷 电中性 核外电子的排布规律在原子中，原子核外的电子绕核不停地作高速运动。在含有多个电子的原子中，电子的能量并不相同。能量低的，在离核近的区域运动；能量高的，在离核远的区域运动。通常用电子层来表明这种离核远近不同的区域。 电子层的序数n可用1，2，3，4，5，6，7……等数字表示，也可依次使用 K，L，M，N，0，P，Q．…—等符号表示。如n=1，表示离核最近的第一电子层(即K层)；n=2，表示离核稍远的第二电子层(即L层)；n=3，表示第三电子层(即M层)；依次类推。目前已知最复杂的原子，其电子层不超过7层。不同能量的电子是在不同的电子层上运动着的，所以核外电子是依据能量不同而分层排布的。 经科学研究证明，原子核外电子的排布是有一定的规律的。科学研究还发现，核外电子总是从能量最低的电子层逐步排布到能量最高的电子层里。即按K，L，M，N，O，P，Q电子层的顺序，先后依次排满电子， 以上几点规律是互相联系的，不能孤立地理解。例如，当M层不是最外层时，最多可以排布18个电子，而当它是最外层时，则最多排布8个电子。知道原子的核电荷数和核外电子层排布以后，为了方便，我们常用原子结构示意图表示某元素的原子结构。例如，钠原 子的结构示意图为： 表示原子核及核内有11个质子，弧线表示电子层，弧线上面的数字 表示该层的电子数。 元素的性质(特别是化学性质)与它的原子最外层的电子数目的关系非常密切。稀有气体元素的原子最外层电子数是8(氦是2)，属于稳定结构，很不容易发生化学反应；金属元素的原子最外层电子数较少，容易失去电子使次外层变为最外层，达到8个电子(X层为2个电子)的稳定结构；非金属元素的原子最外 层电子数较多，容易得到电子而达到8个电子的稳定结构。同位素 具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子叫做元素。也就是说，同种元素原子的质子数相同。那么，它们的中子数是否相同呢?科学研究证明，中子数不一定相同。例如，氢元素就有3种不同的原子，它们的名称、符号和组成等见下表： 这种具有相同质子数和不同中子数的同一种元素的几种原子互称为同位素。 同一种元素的各种同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同；大多数的元素都有同