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大单元教学课件
新人教版 化学
必修第一册
第六单元
物质结构 元素周期律
A
原子结构与元素周期表
第1课时 “碳”索世界的奥秘——原子结构
学习目标和核心素养
1、立足原子结构模型演变的历史情境，学生学会用宏观和微观结合的视角分析与解决实际问题，培养宏观辨识与微观探析的能力。
2、感受原子结构模型的建立、修正和完善，归纳原子核外电子排布规律，提高学生证据推理与模型认知能力。
3、了解131I和127I在甲状腺治疗中的运用，探秘其原子结构差异，树立学生严谨求实的科学态度和用化学知识解决生活问题的观念，提升科学态度与社会责任的素养。
教学目标
学习目标和核心素养
核心素养
(1)、创设问题情景，培养学生提出问题、分析问题以及解决问题的能力；
(2)、在化学学习中增强亲身实践的意识，保持不断探索的兴趣，学会认识物质、了解物质的一般方法。
(3)、通过教学的问题性，创设探究情景，增加学生主动求知的精神；
请你思考！
人类是如何起源的？人体必需元素在周期表中的分布如何？
IA IIA IIIB IVB VB VIB VIIB VIII IB IIB IIIA IVA VA VIA VIIA 0
1 H
2 C N O F
3 Na Mg Si P S Cl
4 K Ca Cr Mn Fe Co Cu Zn As Se
5 Sn I
“碳”索神秘世界
碳原子组成了生命，我们今天开始“碳”索世界.
原子是由什么组成的？
原子结构模型的演变
01 原子结构模型的演变
古希腊哲学家德谟克利特
物质是由不可分割的微粒（原子）构成的
道尔顿的近代原子学说——实心球模型
道尔顿模型（1803年）：
原子是构成物质的基本粒子，它们是坚实的、不可再分的实心球。
英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的质量比例关系，提出了原子学说。认为物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割。
汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型
汤姆孙
汤姆孙原子模型：葡萄干面包式
英国物理学家汤姆生在1897年发现了原子中存在电子，并用实验方法测出了电子的质量。他推测这种粒子均匀地嵌在云状的正电荷球体中。
英国科学家汤姆孙认为：原子的带正电部分是一个原子那么大的、具有弹性的、冻胶状的球，正电荷均匀地在球中分布；在球内或球面上，由负电子镶嵌着。
卢瑟福的带核原子结构模型
英国物理学家卢瑟福在α粒子散射实验的基础上，经过理论分析和计算，提出了核式原子模型：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，在原子核周围空间做高速运动。
实验前，根据“葡萄干布丁” 原子模型进行的预测
实验结果：绝大多数 α 粒子通过，少数 α 粒子偏转，个别 α 粒子被反弹
卢瑟福原子模型（1911年）：在原子的中心有一个带正电荷的核，它的质量几乎等于原子的全部质量，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。
英国物理学家 卢瑟福
① 原子中心有一个体积很小、带正电荷的原子核
② 原子核集中了原子的全部正电荷和几乎所有的质量
④ 带负电的电子在核外绕核运动
③ 核外有广阔的运动空间
玻尔的轨道原子结构模型
丹麦物理学家玻尔指出：原子核外，电子在一系列稳定的轨道上运动，每个轨道都具有一个确定的能量值；核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。
现代量子力学模型（电子云模型）
20世纪初 科学家提出，原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用量子力学模型描述核外电子的运动。即现代量子力学模型（电子云模型）。
原子结构模型的演变
【思考】如何根据所含微粒（质子、中子或电子）确定一种元素或一种原子？
02 原子结构
现代原子结构
请你回答下列问题，并说明是什么原子？
【例1】如图为某原子的结构示意图，该原子的原子核中有( )
A . 6个质子和8个中子 B . 8个质子和6个中子
C . 6个质子和8个电子 D . 8个质子和6个电子
A
C原子
构成原子的微粒
由于原子里质子数=电子数，一个质子和一个电子所带的电量相等，电性相反，所以整个原子不显电性。
质子数
核电荷数
原子序数
核外电子数
电子在核外做无规则的高速运转
电子
中子
质子
原子核
1.6726×10-27kg
9.109×10-31kg
1.6749×10-27kg
质量很小，可忽略不计
原子质量≈原子核质量＝质子的质量+中子的质量
原子的质量＝质子的质量+中子的质量+电子的质量（可忽略）
相对原子质量≈质子的相对质量+中子的相对质量
相对原子质量：
原子的质量与一个12C原子质量的1/12的比值
质子
质量 1.6726×10 27 kg
相对质量 ≈1.007
中子
质量 1.6749×10 27 kg
相对质量 ≈1.008
电子
质量 质子质量的1/1836
相对质量 忽略不计
请你思考！
根据表中数据思考：
微粒 电子 质子 中子
质量/kg 9.109×10-31 1.673×10-27 1.675×10-27
相对质量 0.0005484 1.007 1.008
电量/C 1.602×10-19 1.602×10-19 0
电荷 -1 +1 0
1. 在原子中，质子数、核电荷数和核外电子数之间存在怎样的关系？为什么？
2. 原子的质量主要由哪些微粒决定？
3. 如果忽略电子的质量，质子和中子的相对质量分别取近似整数值，则原子的相对质量在数值上与质子数和中子数有什么关系？
如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，
那么，原子的相对质量在数值上与原子核内的质子数和中子数有什么关系？
质量数
相对原子质量≈质子数+中子数
质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
6个质子
6个电子
6个中子
12C原子
03 原子的表示方法
原子的表示方法
X
Z
A
质量数
质子数
元素符号
质量数(A)＝质子数(Z)+中子数(N)
分析下列原子的构成微粒，并用符号 表示。
原子X 核电荷数 质子数 中子数 核外电子数 质量数
① 6 6
② 8 18
③ 18 35
6
6
12
8
8
10
17
17
17
以Na+和Cl-为例，回答简单离子中各微观粒子数
目有和特点？完成表格内容。
粒子符号 质子数(Z ) 质量数(A ) 中子数(N ） 电荷数 核外电子数
结论 ①阳离子： ②阴离子： Na+
11
23
Cl-
17
37
核外电子数＝质子数-电荷数
核外电子数＝质子数+电荷数
11 23 12 1 10
17 37 20 1 17
质量数
质子数
微粒
中子数
电子数
23
12
32
35
45
18
10
16
16
80
11
35
Br
80
35
X+
23
11
S2-
32
16
科学家发现有三种氢原子：氕、氘、氚。
原子 俗称 质子数 中子数 电子数
氕 H 1 0 1
氘 D 重氢 1 1 1
氚 T 超重氢 1 2 1
①比较氕、氘、氚三种原子结构有何异同？
②如何用符号表示这三种氢原子？
③氕、氘、氚属于同一种元素吗？
04 核素
核素
元素是具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。
具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子
核素
X
Z
A
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
即同一元素的不同核素互称为同位素
氢元素的原子核 原子符号 () 原子名称
质子数 (Z) 中子数 (N) 1 0
1 1
1 2
氕
氘
氚
统称：氢元素
单称：核素
互称：同位素
H
1
1
或D
H
2
1
或T
H
3
1
核素 同位素
元 素
核素1
核素3
核素2
……
同位素
同位素的特点
①两同：质子数相同、元素相同； ②两不同：中子数不同、原子不同。
③位置：在周期表里占据同一位置。 ④结构：质子数相同，中子数不同。
⑤性质：化学性质几乎完全相同，物理性质略有差异。
⑥存在：天然存在的同位素，相互之间保持一定的比率。
天然存在的元素里，不论是游离态还是化合态，各同位素原子所占原子的百分比一般是不变的。
同位素的用途
自然界中存在三种碳的同位素：12C、13C、14C，前两者比较稳定，而14C属低能量的放射性元素。
碳元素
C
12
6
C
13
6
C
14
6
相对质量的标准
考古断代
同位素的用途
氧元素
O
16
8
O
17
8
O
18
8
铀元素
U
234
92
U
235
92
U
238
92
能源、农业、医疗、考古等方面都有重要应用。
同位素的用途
一位病人的甲功五项化验单，有甲状腺疾病
131I和127I在治疗甲状腺治疗中有一定的作用
元素 核素 同位素 同素异形体
本质
范畴
特性
决定因素
举例
质子数相同的一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的核素
同种元素同种原子形成的不同单质
原子
原子
原子
单质
只有种类，没有个数
化学反应中的最小微粒
化学性质几乎相同
元素相同
性质不同
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
H、C、O
三种元素
1H
1
1H
2
1H
3
三种核素
1H
1
1H
2
1H
3
互称同位素
O2、O3互为同素异形体
“四素”的区别
课堂评价
D
课堂评价
B
课堂评价
3、元素是组成世界万物的基本成分，下列关于元素的说法不正确的是(　　)
A． 氯原子和氯离子都属于氯元素
B． 合金中一定含有金属元素
C． 人体缺铁元素会引起贫血
D． 碳和碘元素都是人体不可缺少的微量元素
D
课堂评价
4、同位素示踪技术已广泛应用在农业、工业、医学、地质及考古等领域。下列有关叙述正确的是(　　)
A．14C与12C是两种不同的元素或核素
B． 通过化学变化可以实现16O与18O之间的相互转化
C．35Cl2与37Cl2互为同素异形体
D． 铯元素的两种同位素中137Cs比133Cs多4个中子
D
课堂评价
D

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