第四章

原子結(jié)構(gòu)和化學(xué)鍵4.2原子結(jié)構(gòu)4.2.1原子的構(gòu)成和核素新課導(dǎo)入請(qǐng)大家在草稿本上畫(huà)一下水通電分解的微觀(guān)粒子示意圖在化學(xué)變化中，分子可以分裂成原子，原子可以重新組合成新分子。原子是否可以再分？新課講授德謨克利特（約公元前400年）認(rèn)為物質(zhì)是由極小的、不可分割的被稱(chēng)為“原子”的微粒構(gòu)成墨子（約公元前400年）認(rèn)為物質(zhì)分割是由條件的，“非半弗斫則不動(dòng)，說(shuō)在端”。這種“端”就是不能被分割的部分。哲學(xué)思辨（約公元前400年）道爾頓（1766~1844)19世紀(jì)初，英國(guó)化學(xué)家和物理學(xué)家道爾頓根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子論。其主要內(nèi)容包括：1.元素是由不可再分的極小微粒構(gòu)成，這種微粒成為原子。原子在一切化學(xué)變化中保持其不可再分性。2.同一元素的原子在質(zhì)量和性質(zhì)上都相同，不同元素的原子在質(zhì)量和性質(zhì)上都不同3.不同元素化合時(shí)，這些元素的原子按簡(jiǎn)單整數(shù)比結(jié)合。開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，科學(xué)論證原子論（1803年）英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫通過(guò)陰極射線(xiàn)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)原子內(nèi)有微小而帶負(fù)電的粒子存在。他稱(chēng)之為“電子”，電子也是第一種被確認(rèn)的粒子。

湯姆生（1856~1940）發(fā)現(xiàn)電子

（1897年）根據(jù)原子是電中性的事實(shí)，促使湯姆孫提出了葡萄干面包原子模型。他認(rèn)為原子中的正電荷是均勻地分布在整個(gè)原子的球體內(nèi)，電子則均勻地嵌在其中。該原子模型說(shuō)明原子是有結(jié)構(gòu)的，打破了原子不可再分的論點(diǎn)。葡萄干面包模型（1903年）英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福領(lǐng)導(dǎo)的科研小組在用α粒子（He2+）轟擊金箔時(shí)，發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的現(xiàn)象：絕大多數(shù)的α粒子都直線(xiàn)穿過(guò)金箔，但有極少數(shù)α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有個(gè)別α粒子甚至被直接反彈回去。1.絕大多數(shù)α粒子都直接穿過(guò)，沒(méi)有發(fā)生任何偏轉(zhuǎn)。2.有少量α粒子發(fā)生稍微的偏轉(zhuǎn)。3.有非常少的α粒子沿著來(lái)的方向被彈回。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

1.原子是空心的。實(shí)驗(yàn)結(jié)論2.原子內(nèi)存在帶正電荷的核，且質(zhì)量主要集中在原子核里。

盧瑟福（1871~1937）在實(shí)驗(yàn)結(jié)果基礎(chǔ)上，盧瑟福提出了原子結(jié)構(gòu)的有核模型：原子是由體積極微小、質(zhì)量很集中的、帶正電荷的原子核，以及在原子核周?chē)臻g做高速運(yùn)動(dòng)的帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成的。有核模型的提出，標(biāo)志著對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)進(jìn)入了新階段，為以后原子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代模型奠定了基礎(chǔ)，但很快又被新的理論和模型取代。有核模型（1911年）丹麥物理學(xué)家玻爾對(duì)原子的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了更深入的研究和描述，他認(rèn)為電子是在一個(gè)特定的距離圍繞原子核運(yùn)動(dòng)，而且有著特定的軌道。玻爾（1885~1962）玻爾模型（1913年）發(fā)現(xiàn)質(zhì)子（1919年）聰明的盧瑟福用α粒子轟擊氮反應(yīng)時(shí)射出的一種帶正電荷的亞原子粒子，并稱(chēng)它為“質(zhì)子”。α粒子轟擊氮原子核示意圖發(fā)現(xiàn)中子（1932年）英國(guó)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)原子核內(nèi)另一種亞原子粒子，由于它是電中性的，故稱(chēng)之為“中子”。查德威克（1891~1974）現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)理論在新的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上保留了玻爾模型的合理部分，并賦予其新的內(nèi)容。思考：原子由哪些微粒構(gòu)成？帶電情況如何？原子的質(zhì)量主要集中在哪里？原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、質(zhì)量數(shù)、核外電子數(shù)之間有怎樣的關(guān)系？原子原子核核外電子中子質(zhì)子帶正電（+）不帶電帶負(fù)電（-）帶正電（+）每個(gè)質(zhì)子帶1個(gè)單位正電荷，所以原子核的核電荷數(shù)等于其核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)。思考：原子帶電嗎？不帶電因此，原子核所帶正電荷的電量一定等于核外電子所帶負(fù)電荷的總電量。所以：核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)＝原子序數(shù)實(shí)際質(zhì)量質(zhì)子中子電子1.673×10-27kg1.675×10-27kg9.109×10-31kg電子的質(zhì)量很小，相對(duì)于質(zhì)子、中子的質(zhì)量而言，可以忽略不計(jì)，因此原子的質(zhì)量主要集中在原子核上。原子核中質(zhì)子數(shù)（Z）和中子數(shù)（N）之和，稱(chēng)為質(zhì)量數(shù)，用符號(hào)A表示。質(zhì)量數(shù)（A）=質(zhì)子數(shù)（Z）+中子數(shù)（N）X質(zhì)量數(shù)A質(zhì)子數(shù)Z化合價(jià)±ab±離子符號(hào)c原子個(gè)數(shù)化學(xué)符號(hào)各種角標(biāo)的意義在化學(xué)上，我們?yōu)榱朔奖愕乇硎灸骋辉?，通常在元素符?hào)的左下角標(biāo)出其質(zhì)子數(shù)，左上角標(biāo)出其質(zhì)量數(shù)：

思考

表示的含義是什么？質(zhì)子數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為1的氫原子。元素是具有相同核電荷數(shù)的原子的總稱(chēng)。人們把具有一定數(shù)目質(zhì)子和一定數(shù)目中子的一種原子稱(chēng)為核素。質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同種元素的不同核素互稱(chēng)為同位素。在草稿本上寫(xiě)一下這三種碳原子的符號(hào)式。同位素分為穩(wěn)定同位素