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第四章 物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第1课时 原子结构与核素
历史情境——人类认识原子结构历史
道尔顿模型(1803年)：
实心模型
坚实的、不可再分实心球
汤姆孙原子模型（1904年）：
葡萄干模型
平均分布着正电荷的粒子，镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成中性原子。
卢瑟福原子模型（1911年）：行星模型
中心有一个带正电荷的核，电子在它的周围沿着不同轨道运转，就像行星环绕太阳运转一样。
玻尔原子模型（1913年）：原子轨道模型
电子在原子核外空间的一定轨道上绕核做高速圆周运动。
电子云模型
现代物质结构学说
任务一 原子结构
元素化学性质与原子最外层电子数的关系
元素化学性质与原子最外层电子数的关系
原子核
原子
核外电子
质子
中子
按照核电荷数由小到大给元素编号，得到的序号叫原子序数。
(带正电荷)
(不带电)
(带负电)
原子核所带的电荷数，称为核电荷数
核电荷数 = 质子数
原子不显电性
原子序数 = 核电荷数 = 质子数=原子的核外电子数
核外电子数= 质子数
1. 原子的构成
任务一 原子结构
【资料卡片】参考数据：
①1个核外电子的质量：9.10×10-31 kg
②1个质子的质量：1.6726231 × 10-27 kg
③1个中子的质量：1.6749286 ×10-27 kg
2.质量数
忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值。常用A 表示。
质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
问题：原子的质量数与原子的相对原子质量什么关系？
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
任务一 原子结构
3. 原子的表示方法
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
质量数
质子数
所含X原子数
所带正、负电荷
化合价
Na
2311
质子数：
中子数：
电子数：
质量数：
11
12
11
23
O2-
188
质子数：
中子数：
电子数：
质量数：
8
10
10
18
O22-
168
质子数：
中子数：
电子数：
质量数：
16
16
18
32
任务一 原子结构
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
原子名称 质子数 核电荷数 中子数
氢1(氕 piē) 1 1 0
氢2(氘 dāo ) 1 1 1
氢3(氚 chuān) 1 1 2
观察：表格中同一类型的原子有什么相同点和不同点？
元素是具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。
思考：它们是同一种元素吗？为什么？
核素具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
核素
元素
4. 核数
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）
任务一 原子结构
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
5.同位素的应用
235U：做核燃料 2H、3H：制氢弹 18O：示踪原子
14C：考古断代、医学上检测幽门螺旋杆菌
利用放射性同位素释放的射线育种，诊断、治疗癌症和肿瘤等。
任务一 原子结构
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
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
同种元素形成的不同单质
同类原子
原子
原子
单质
只有种类，没有个数
化学反应中的最小微粒
化学性质几乎完全相同
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
O2、O3互为同素异形体
1H
1
1H
2
1H
3
三种核素
1H
1
1H
2
1H
3
互称同位素
课堂练习
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
现有下列基本粒子：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。请回答下列问题：
(1)它们分属____种元素，属于氢元素的核素有____种，属于铀元素的核素有____种，互为同位素的原子分别为____________、_______________。
(2)质量数相等的粒子有________、__________、________。(可不填满，也可补充)
7
3
3
1H、2H、3H
234U、235U、238U
1H、1H＋
40K、40Ca
14N、14C
任务二 原子核外电子排布
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
1. 电子层
表示方法
电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
能量 离核远近 在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。
低 高
近 远
能量规律
任务二 原子核外电子排布
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
2. 原子核外电子排布规律
①K层为最外层时不超过______个，其余最外层电子数不超过_____个
②次外层电子数不超过_____个
（当K层为次外层时不超过___个）
③各电子层最多容纳_______个电子
④ 倒数第三层电子数不超过_____个
观察表中的电子层排布，从中发现什么规律？
2
8
18
2
2n2
32
核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氩 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
数量规律
任务二 原子核外电子排布
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
3. 核外电子排布表示方法
原子(或离子)结构示意图
粒子符号
原子核
质子数(或核电荷数)
电子层
该电子层上的电子数
+11
2 8 1
Na
练习：画出下列原子或离子的结构示意图
①S： ，S2－： ； ②Ca： ，Ca2＋： 。
依次画出1～18号元素的原子结构示意图，分析它们的核外电子排布特点(填元素符号)：
(1)最外层电子数与次外层电子数相等的原子有____________。
(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子有____________，3倍的原子有____________。
(3)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有______________。
(4)电子层数与最外层电子数相等的原子有______________。
(5)最外层电子数是电子层数2倍的原子有______________。
任务二 原子核外电子排布
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
Be、Ar
C
O
Li、Si
H、Be、Al
He、C、S
任务二 原子核外电子排布
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
4. 常见“10e-”的微粒
出发点
Ne
→ Na+
F ←
↓
HF
↓
OH
CH4 ←
→Mg2+
→ Al3+
↓
H2O
↓
H3O+
↓
NH3
↓
N3 ←
O2 ←
任务二 原子核外电子排布
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
5. 常见“18e-”的微粒
出发点
Ar
→ K+
Cl ←
↓
HCl
↓
HS
SiH4 ←
→ Ca2+
↓
H2S
↓
PH3
P3 ←
S2 ←
2个9电子微粒组合
—F、—OH、—NH2、—CH3
F2、H2O2、N2H4、CH3CH3
CH3OH、CH3NH2……
课堂练习
质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）≈ 相对原子质量
已知A、B、C三种元素的原子中，质子数为A(1)三种元素的元素符号：
A________；B________；C________。
(2)画出三种元素的原子结构示意图：
A________； B________； C_________。
C
Si
Cl

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