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原子核的构成

原子核的构成

[引入]在化学上我们常说的一句话就是：原子是参加化学反应的最小微粒，原子也是构成物质的一种基本微粒，物质的组成、性质和变化都与原子结构密切相关，那么原子的内部结构又是怎样的呢？

[介绍]原子结构模型的演变

道尔顿的原子模型：（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。

汤姆生的原子模型：（1904年）原子是一个平均分布着正电荷的粒子，其中嵌着许多电子，中和了正电荷，从而形成了中性原子。就好象是“葡萄干蛋糕”一样。

1911年，卢瑟福作了一个有名的实验即“α粒子（氦原子核）散射实验”，根据“葡萄干蛋糕”原子结构的模型进行的预测是α粒子会全部通过，但事实是：绝大多数α粒子通过，少数α粒子转向，个别α粒子反弹。这样就证明汤姆生的“葡萄干蛋糕”原子模型是不正确的。由此，卢瑟福提出了核式原子模型，即在原子的中心上有一个带正电荷的核，电子在它的周围沿着不同的轨道运转，就象行星环绕太阳运转一样。那么，原子核内的结构是怎样的呢？电子在核外的运动状态又是怎样的呢？

[板书]一、原子核、核素

1、原子核的构成

[过渡]下面请同学们阅读课本上的“交流与研讨”中的有交关数据进行有关的讨论。

[提示]相对质量的求法：用一个微粒的质量与一个C—12原子质量的1/12相比，所得的值即为这种微粒的相对质量。

[提问]课本中的讨论题

[板书]对于原子：核电荷数 = 质子数 = 核外电子数

对于阳离子Xⁿ⁺：核电荷数 = 质子数

核外电子数 = 质子数 — n

对于阴离子X^n—：核电荷数 = 质子数

核外电子数 = 质子数 + n

[讲述]根据原子的质量主要集中在原子核上，并且用具体的数值向学生说明原子核和原子的相对大小。由此向学生说明卢瑟福的核式原子模型的由来。并由此引出质量数这个概念。

[板书]质子数（Z）+ 中子数（N）= 质量数（A）

质量数 = 原子的近似相对原子质量（在数值上）

原子的表示方法：^A_ZX

[练习]

1、某元素M²⁺核外电子数为24，则该元素的质子数为（C）

A、24      B、12        C、26        D、22

2、某一价阳离子核外有36个电子，其质量数为86，则核内的中子数为（B）

A、36       B、49        C、50         D、371

3、质子数和中子数相同的原子A，其阳离子Aⁿ⁺核外共有x个电子，则A的质量数为（A）

A、2(x+n)     B、2(x-n)     C、2x     D、n+2x

4、Aⁿ⁺离子的质量数为a，原子核内的中子数为m，则电子数为（C）

A、m + n    B、a – m + n    C、a – m – n    D、a + m – n

5、和OH^—具有相同质子数和电子数的微粒是（A、D）

A、F^-     B、Cl^-      C、NH₃       D、NH₂^-

6、下列各组微粒中具有相同电子数目的是（B）

A、₁₁M、₁₁M⁺   B、₂₀N²⁺、₁₇R^-  C、₁₁M⁺、₂₀N²⁺  D、₁₂R、₁₁M⁺

7、在RO₃^n-离子中共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内中子数为（D）

A、A + n + 48 + x        B、A – n – 24 – x

C、A – n + 24 – x        D、A + n + 24 – x

[过渡]请同学们阅读课本上的“化学前沿”

[过渡]请同学们阅读课本中的“迁移与应用”，回答有关问题。

听、思考、看课本上的图片、假说

学生回答

讨论

回答

听、记

阅读

阅读回答

通过介绍原子结构模型的演变，以及卢瑟福的“α粒子（氦原子核）散射实验”向学生初步体验假说、模型方法在科学研究中的应用。

使学生初步学会运用数据获取有用的信息。

利用练习使学生对构成原子的各种微粒之间的关系有更加明确的认识。

人类对原子结构的认识还在深入。

核素

[提问]C—12和C—14都是碳元素，那么它们之间是什么关系呢？首先请同学们阅读课本中的“观察与思考”中的思考题。

[结论]1、它们是同一种元素，因为它们具有相同的质子数。

2、它们的质子数相同，但是它们的中子数不同。

[提出概念]

元素：具有相同的质子数或核电荷数的同一类原子的总称。

核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。

同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素。

如：¹₁H、²₁H、³₁H是三种不同的核素，它们互称同位素，它们都属于氢元素。

[练习]

1、有五种微粒，它们分别是⁴⁰₁₉X、⁴⁰₁₈Z、⁴⁰₁₉Q⁺、⁴⁰₂₀R²⁺、⁴¹₂₀M，则它们所属元素的种类有（B）

A、2种      B、3种       C、4 种        D、5种

2、不久前，我国科学家在世界上首次合成三种核素，其中一种新核素的名称是铪—185（¹⁸⁵Hf），关于铪—185（¹⁸⁵Hf）的说法正确的是（D）

A、是一种新元素            B、原子核内有185个质子

C、原子核内有185个中子    D、是铪—180（¹⁸⁰Hf）的一种新的同位素

3、钛（Ti）金属常被称为未来钢铁，钛元素同位素有⁴⁶₂₂Ti、⁴⁷₂₂Ti、⁴⁸₂₂Ti、⁴⁹₂₂Ti、⁵⁰₂₂Ti中，中子数不可能为（A）

A、30       B、28        C、26        D、24

4、人类探测月球发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可以作为未来核聚变的重要原料之一，关于氦的这种同位素的说法不正确的是（D）

A、氦的该种同位素应表示为³₂He

B、该种氦原子比He—4少1个中子

C、该种氦原子聚变后可能产生一种质子数比氦的质子数更多的原子

D、氦原子的核外电子数比质子数多1个

5、已知自然界中氧元素的同位素有¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O，氢的同位素有H、D，从水分子的原子组成来看，自然界中的水共有（）

A、3种      B、6种       C、9 种       D、12种

观察回答

练习

阅读课本了解同位素的应用

通过具体的实例使学生明了这三个概念的关系。