第1讲原子结构

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1、物质结构第1讲原子结构〖内容摘要〗原子（）原子核电子（Z个）（electron）质子（Z个）（proton）中子（N=(A-Z)个）（neutron）1．原子的组成2．元素、同位素、核素核素是指具有一定数目的质子数和一定数目中子数的某种原子；同位素是指具有相同质子数和不同中子数的核素之间的互称；元素是指具有相同质子数的原子的总称。具有相同的质子数中子数1中子数2中子数3···形成单质或化合物分子组合元素同位素1同位素2同位素3元素的相对原子质量各同位素的相对原子质量3．元素的相对原子质量同位素之间具有相同的质子数同位素的化

2、学性质极为相似各同位素在天然存在的单质或化合物中所占比例几乎保持不变实验测得的某元素的相对原子质量应包含各同位素的贡献元素的相对原子质量　　符号Ar（Ｅ）A表示原子(atom)，r表示相对质量(relativemass)，Ｅ表示某种元素(element)。M—某同位素的相对原子质量，a—该同位素所占的原子个数百分比（丰度）例1．氯元素的相对原子质量的计算同位素同位素的相对原子质量（Mi）丰度（ai）34.96975.7736.96624.23Cl元素的相对原子质量＝M1×a1＋M2×a2＋……＝34.969×75.77%＋

3、36.966×24.23%＝35.453.Cl元素的近似相对原子量＝A1×a1＋A2×a2＋……＝35×75.77%＋37×24.23%＝35.48535×75%＋37×25%＝35.5（进一步对丰度作近似处理）4．同位素通过组合形成具有相同分子结构的单质或化合物的分子。例2原子的组合方式用O、H、D分别代表16O，1H，2H，它们共可以形成_____种不同的水分子。例3组合过程的定量计算某元素x的同位素可形成三种双原子分子，其式量分别为158、160、162，其分子个数比为1:2:1，问：⑴元素x有几种同位素？⑵质量数分

4、别为多少？⑶计算各种同位素所占原子百分比？【练习一】1．假定密里根在他的油滴上测得如下电荷：1.33×10-19C、2.66×10-19C、3.33×10-19C、4.66×10-19C、7.92×10-19C等。你认为他的电荷值可能是多少？2．在卢瑟福的散射实验中，假设被α粒子撞击的原子本体都是实心的球体的话，那么我们可以预料到射线束的所有的α粒子都会偏转一定程度，而实际上卢瑟福观察到的大多数α粒子并没有明显的偏转：在一次实验中，α粒子透过了厚达400nm的金箔，即穿透了约1000层金原子层，每100，000个α粒子中只

5、有大约1个α粒子被偏转。这一α粒子呈现出很大的偏转，偏转角达到90℃以上。当采用两倍厚度的金箔时，发现约有两倍多的α粒子呈现出很大的偏转角。试根据以上实验结果，推测原子核与原子半径的大约比值是多少？3．从一种铀矿[加丹加板铅铀矿（Katangancurite）,其产地现属非洲扎伊尔]制得一块质量为1.0000g的硫化铅PbS试样，经还原后发现得到0.8654g金属铅。另外从一种钍矿[挪威钍石（thorite）]制得一质量为1.0000g的PbS试样，经还原后发现得到0.8664g金属铅，假设硫元素的相对原子质量为32.06

6、4。试计算铅的两种原子量的值。4．道尔顿的原子学说曾经起了很大作用。他的学说中，包含有下述三个论点：①原子是不能再分的粒子；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代的观点看，你认为这三个论点中不确切的有哪些？5．氧有三种天然同位素，它们的同位素原子量和各同位素原子的百分组成数据分列如下：16O15.99491599.759%17O16.9991330.037%18O17.999160.204%计算：⑴氧元素的相对原子质量；⑵氧元素的近似原子量。6．氢元素有三种同位素1H、2H、3H，但从氢元素

7、的相对原子质量为1.008的角度进行考察，似乎并没有涉及氘和氚对氢元素的相对原子质量的贡献。请说明其理由。氢元素的同位素1H2H3H相应丰度99.984%0.016%~1×10-15%7．自然界中，碳除了有2种稳定同位素12C和13C外，还有一种半衰期很长的放射性同位素14C，丰度也十分稳定，如下表所示（注：数据后括号里的数字是最后一位或两位的精确度，14C只提供了大气丰度，地壳中的含量小于表中数据）：同位素相对原子质量地壳丰度（原子分数）12C12（整数）0.9893(8)13C13.003354826(17)0.010

8、7(8)14C14.003241982(27)1.2×10-16（大气中）试问：为什么通常碳的相对原子质量只是其稳定同位素的加权平均值而不将14C也加入取平均值？8．在计算氯元素的相对原子质量时，有同学注意到，在质子和中子结合形成氯原子的过程中，出现质量亏损。试计算出在此过程中的质量亏损的值为_____