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第1课时 原子结构 核素
第四章 第一节 原子结构与元素周期表
学习内容简介
1.原子结构
原子结构
原子核外电子排布
电子层
电子分层排布
构成原子的微粒及其性质
原子的表示方法
质量数
核外电子排布的表示方法
2.核素、同位素
含义
用途
教学引入：原子的发现史
科学史话：原子结构模型的演变
1803年
道尔顿实心球模型
原子是构成物质的基本粒子，是坚实的、不可再分的实心球。
1904年
汤姆逊枣糕原子模型
原子 是一个平均分布着正电荷的粒子，其中镶嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。
1911年
卢瑟福核式模型
在原子的中心有一个带正电的核，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。
波尔原子模型
电子云模型
创设情境
电子在核外做无规则的高速运转
现代原子结构
电子
中子
质子
原子核
任务一：认识原子结构
【回顾旧知】回忆初中所学内容，写出构成原子的微粒及其性质。
带电情况： ，质量1.6726×10-27kg
质子
中子
(中心，带正电)
(核外，带负电)
原子核
原子
核外电子
每个质子带1单位正电荷
不带电
每个电子带1单位负电荷
核电荷数
带电情况： ，质量1.6749×10-27kg
决定原子的种类
带电情况： ，质量9.109×10-31kg
(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
注意：原子的质量主要集中在原子核上
任务一：认识原子结构
【思考讨论】分析下列表格，找出构成原子的微观粒子之间的关系。
核电荷数=核内质子数=核外电子数
质子数不一定等于中子数
氢原子的原子核中没有中子
原子内质子数不同，原子种类也不同
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氢 1 0 1
碳 6 6 6
氧 8 8 8
钠 11 12 11
氯 17 18 17
任务一：认识原子结构
【思考讨论】观察下列表格，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
将原子核内所有_____和_____的相对质量取近似___________，所得的数值叫做质量数，常用____表示
质子
中子
整数值相加
A
质量数(A)＝质子数(Z)+中子数(N)
质子数 中子数 相对原子质量
1 0 1
6 6 12
8 8 16
11 12 23
17 20 37
任务一：认识原子结构
【思考辨析】原子的质量数是否就是原子的相对原子质量？请举例说明。
X
A
提示　不一定。如 的质量数为32，而硫原子的相对原子质量为32.06，两者数值上相近但不相等。
任务一：认识原子结构
【观察思考】观察下列粒子符号，总结原子的表示方法。
质子数 (Z) 中子数 (N） 质量数 (A) 粒子
符号
1 0 1
6 6 12
8 8 16
17 20 37
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)
H
1
1
C
6
12
O
8
16
Cl
17
37
任务一：认识原子结构
【评价训练】根据表格提供的信息，正确表示以下三种原子。
原子 质子数(Z) 中子数(N) 表示方法
F 9 10 ___
Na 11 12 _____
Al 13 14 _____
任务一：认识原子结构
【分析总结】填写下列表格并思考离子的核外电子数、质子数、电荷数之间的关系。
粒子符号 质子数(Z) 质量数(A) 中子数(N) 电荷数 核外电子数
11 23 ___ __ ___
17 37
结论：阳离子中核外电子数＝ － ；
阴离子中核外电子数＝ ＋ 。
12
1
10
20
1
18
质子数
电荷数
质子数
电荷数
任务一：认识原子结构
【总结归纳】
(1)一个信息丰富的符号解读
A——质量数
Z——核电荷数或质子数
n——离子所带的电荷数
b——化学式中原子的个数
(2)粒子中的数量关系
①分子或原子：质子数＝核外电子数
②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n
③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n
任务一：认识原子结构
【评价训练】
1. 判断正误
(1)原子呈电中性是因为中子不带电（ ）
(2)质子数和中子数决定原子的质量（ ）
(3)微粒中的质子数与核外电子数一定相等（ ）
(4)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17（ ）
(5)质量数为28的硅原子可以表示为 （ ）
×
×
√
√
√
任务二：认识原子核外电子排布
【阅读归纳】阅读教材92页，找出电子层的概念及表示方法。
1.电子层
(1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在 的区域内运动。我们把不同的区域简化为 ，也称作电子层。
如图为电子层模型示意图。
能量不同
不连续的壳层
任务二：认识原子核外电子排布
【评价训练】阅读教材92页，找出电子层的概念及表示方法。
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层 由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由近到远 能量高低 由低到高
任务二：认识原子核外电子排布
【阅读思考】阅读教材93页“思考与讨论”中稀有气体元素原子的电子层排布，总结核外电子排布规律。
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
K为最外层最多容纳2个电子
其他各层为最外层最多容纳8个电子
次外层最多容纳18个电子
第n层最多容纳2n2个电子
能量最低原理：
电子优先排在能量最低的的电子层，按K→L→M→N……顺序排列
任务二：认识原子核外电子排布
【回顾总结】回忆初中所学知识，画出氯原子的原子结构示意图，总结核外电子排布的表示方法。
Cl
任务二：认识原子核外电子排布
【评价训练】
画出下列原子或离子的结构示意图
①S： ，S2－： ；
②Ca： ，Ca2＋： 。
任务二：认识原子核外电子排布
【评价训练】M层最多可容纳18个电子，为什么钾原子的核外电子排布不是 ？
提示　原子核外电子排布每层最多容纳2n2个电子，故M层最多可容纳18个电子，但M层作为最外层时，最多不超过8个电子。
任务二：认识原子核外电子排布
【评价训练】
在1～20号元素的原子中：
(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 。
Be、Ar
C
O
Li、Si
H、Be、Al
任务二：认识原子核外电子排布
【思考讨论】根据已学知识，写出常见的10e－和18e－微粒。
F－、O2－、N3－、OH－
HF、H2O、NH3、CH4
Na+、Mg2+、Al3+、 、H3O+
(2)常见的10e－微粒
任务二：认识原子核外电子排布
【思考讨论】根据已学知识，写出常见的10e－和18e－微粒。
(2)常见的18e－微粒
H2S
F2
K+、Ca2+
任务二：认识原子核外电子排布
【评价训练】
1.判断正误
(1)在多电子原子里，电子的能量不完全相同
(2)M层为最外层时，最多容纳18个电子
(3)原子的次外层电子数都是8
(4)Mg的原子结构示意图是
(5)最外层电子数小于4的原子必定是金属元素的原子
×
√
×
×
×
核素 同位素
核素 同位素
活动一、元素和核素
任务一、阅读教材P96页内容，观察表4-1，思考核素和元素的定义
是什么？
①核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，其符号为AZX。
例如： 、 、 都是氢元素的不同核素。决定核素种类的是质子数与中子
数，与核外电子无关。
②元素：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。
决定元素种类的是质子数，与中子数和核外电子无关。
核素 同位素
任务二、根据教材P96页表4-1，回答氢元素的三种核素有核特点？
完成表格内容。
氢元素的三种核素比较：
原子名称 原子符号(X) 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N)
氕
氘
氚
1
1
1
1
2
0
1H
1H或D
1H或T
【结论】元素周期表中涉及的元素有118种，但核素多于118种。并不是所有
原子均有中子数，氕无中子。
3
2
1
核素 同位素
活动二、探究同位素的概念、特点及用途
任务一、阅读教材P96页最后自然段，结合“化学与职业”栏目，回答
同位素的定义、特点是什么？有何用途？
①概念：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)，如 、 、 互为同位素。
②特点：同位素在元素周期表中占有相同的位置，化学性质几乎完全相同，物理
性质略有差异；；同一元素的不同核素的中子数不同，质量数也不相同；天然存
在的同位素，相互间保持一定的比率。
③用途：14C在考古工作中用于测定文物的年代；2H、3H用于制造氢弹；利用放射
性同位素释放的射线育种、给金属探伤、诊断和治疗疾病等。
核素 同位素
任务二、元素、核素、同位素、同素异形体的区别与联系是什么。
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
化学性质几乎相同，物理性质不同
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
项目
内容
1H
1
1H
2
1H
3
三种核素
1H
1
1H
2
1H
3
互称同位素
核素 同位素
【元素、核素、同位素、同素异形体的联系】
对应训练
【典例1】回答下列问题：
（1）有下列微粒
①以上8种微粒中共有____种核素，共____种元素。
②互为同位素的是____________。
③质量数相等的是_____和_____，中子数相等的是_____和_____。
④ H、D、T 三种核素构成的氢气的相对分子质量有____种。
6 5
14C　 14N　 14C 　16O
5
（2）18O2与16O2，二者的关系是____________________________（填“互为同位素”“互为同素异形体”或“属于同一种物质”）。
属于同一种物质

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