高中化学原子结构 合作与讨论 鲁科版 必修2

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1、原子结构合作与讨论1．道尔顿在研究关于原子结构的问题过程中，顽强地进行研究工作，寻找资料、动手实验、不断思考……1803年9月6日，道尔顿在他笔记中写下了原子论的要点：（1）原子是组成化学元素的、非常微小的、不可再分割的物质粒子。在化学反应中原子保持其本来的性质；（2）同一种元素的所有原子的质量以及其他性质完全相同。不同元素的原子具有不同的质量以及其他性质。原子的质量是每一种元素的原子的最根本特征；（3）有简单数值比的元素的原子结合时，原子之间就发生化学反应而生成化合物。化合物的原子称为复杂原子；（4）一种元素的原子与另一种元素的原子

2、化合时，他们之间成简单的数值比。对原子结构的认识过程，你还知道哪几种思维模型？这些模型的论点各是什么？怎么认识这些模型的论点以及评价它们的价值和意义？我的思路：了解原子结构的发展和完善过程，学习前人的科学研究态度和方法，敢于预测和实验，敢于否定前人的论点,有尊重科学的态度与精神，这样才能有所发现和创造。每种模型的论点，从科学的历史发展来看，都起到了承前启后的作用，为人类认识和完善科学规律，起到了极大的推动作用。借助于教材和有关资料，还可以知道关于原子结构的另外一些思维模型：如电子发现后，第一个比较有影响的是汤姆逊的“电子浸浮于均匀正电

3、球”的原子模型。他设想，原子中正电荷以均匀的密度连续地分布在整个原子中，原子中的电子则在正电荷与电子间的作用力以及电子与电子间的斥力的作用下浮游在球内。这种模型被俗称为“葡萄干布丁模型”。在此后是卢瑟福的核式原子模型。他认为，原子的中心有一个很小的核，叫做原子核。原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转。原子有核结构的发现意味着原子物理学和核物理学的出现，也是现代结构化学即将诞生的前奏。接着是波尔的原子模型——核外电子是处在一定的“轨道”上绕核运行的，并按能量高低离核远近不同而“分层”排布。还有

4、是核外电子运动的量子力学模型——电子在核外空间所处的位置及其运动速度不能同时准确地测定，只能用统计的方法，对一个电子的多次行为或多个电子的一次行为进行总的研究，并统计出电子在核外空间某处出现机会的多少。电子在不同的空间区域运动，“轨道”的形状就不同，能量也就不同。2．卢瑟福是如何得到他的“原子是核式结构”模型的？你觉得一种思维模型或一种认识的诞生需要做哪些工作？我的思路：卢瑟福是在设计并进行α粒子散射实验、验证汤姆逊的“葡萄干蛋糕”原子模型的实验时，通过分析意外的实验现象，进行推理和分析而得出他的核式原子模型的。（1）实验装置：铅盒内

5、放有少量放射性元素钋，向外发射具有一定能量的α粒子，一束α粒子射线射到金箔上。穿过金箔的α粒子打到荧光屏上产生一个亮点，用显微镜可以观察到，整个装置放在真空容器中。（2）实验现象：绝大部分α粒子穿过金箔后仍然沿原来方向前进；少数α粒子发生较大偏转，极少数α粒子偏转角大于90°，甚至有的α粒子原路返回。（3）分析实验现象：绝大部分α粒子不改变运动方向，说明穿过时没受到阻碍；少数α粒子有较大偏转，其原因是这部分α粒子受到斥力的作用，施力者不是电子，因电子质量太小，只能是一个带正电的大质量的“物体”；极少数α粒子方向改变180°，只能是带正

6、电α粒子与大质量“物体”正碰的结果。比较绝大多数、少数、极少数，可知一定有一个体积很小的“物体”存在，并且带正电，还集中了原子的几乎全部质量。由此，得到原子核式结构的结论。根据实验数据计算可知原子的直径约为10－10m，原子核直径约为10－14m。3．现代原子结构理论是如何认识原子结构的？我的思路：除了肯定原子是由居于原子中心的带正电的密度极大的原子核和围绕原子核做高速运转的电子组成以外，还明确知道原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成，还进一步研究出了质子和中子是由更小的基本粒子——夸克组成。更重要的是用“量子理论”来解释了原子的

7、结构和状态。而中学化学只是简单地用“电子层”的概念很粗浅地说明了一点简单道理而已，要想了解更多更深的内容，得需要很多高等理论知识，这里只是知道还有我们暂时了解不到的内容。4．什么是夸克？可以分割吗？我的思路：要知道质子和中子是可以再分的，夸克是构成质子和中子的基本粒子，是不可以再分割的。5．“核电荷数=质子数=核外电子数”的等量关系是对什么粒子而言的？它是如何得出的？我的思路：首先明确，该关系适用于中性的原子，然后推出还适用于中性的分子和原子团等。它得出的依据是原子的组成和结构特点。6．为什么说原子的质量主要集中在原子核上？什么叫质量

8、数？质量数与相对原子质量是什么关系？我的思路：知道原子的质量特点，进一步掌握原子结构知识，辨析质量数与相对原子质量，找到质量数与相对原子质量的联系。原子由质子、中子和电子这三种粒子构成，其中质子和中子构成了原子核，而电子