原子结构和相对原子质量
一、知识梳理 1、物质的组成
1.1分子和由分子构成的物质
⑴分子是构成物质的一种能独立存在的微粒,它保持着这种物质的_________。 ⑵由分子构成的物质:
一些非金属单质(如H 2、_________、惰性气体等);气态氢化物;酸酐(SiO 2除外);酸类和大多数有机物等。 1.2原子和由原子构成的物质
⑴原子是参加化学变化的最小微粒。化学反应的实质是原子的拆分和化合,是原子运动形态的变化。
⑵由原子构成的物质:
金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅(SiC )等。 1.3离子和由离子构成的物质
⑴离子是带有电荷的原子或原子团。
带正电荷的阳离子如___________________________等; 带负电荷的阴离子如___________________________等。 ⑵由离子构成的物质。
绝大多数盐类(AlCl 3等除外);强碱类和低价金属氧化物等是由阳离子和阴离子构成的化合物。 2、元素和原子
⑴元素:同一类原子的总称,只讲_________,不讲个数。 ⑵元素存在状态
① 游离态——在单质中的元素
由同种元素形成的不同单质——同素异形体,常有下列三种形成方式:
组成分子的原子个数不同:如O 2、O 3;白磷(P 4)和红磷等 晶体晶格的原子排列方式不同:如金刚石和石墨 晶体晶格的分子排列方式不同:如正交硫和单斜硫 ② 化合态的元素——在化合物中的元素 ⑶元素和原子是总体和个体的关系。
二、新课引入
1、原子的组成和三种微粒间的关系
A Z
X 的含义:代表一个质量数为A 、质子数为Z 的原子。
质子带正电荷,电子带负电荷,中子不显电性。
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
核电荷数=元素的原子序数=质子数=原子的核外电子数。 【例1】填写下表中的空格
2、同位素
【问题1】:初中所学元素的概念是同一类原子的总称,那么氕、氘、氚是属于同种元素吗? 【释疑】:
元素的新概念:具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子。所以氕、氘、氚都是同一种元素——氢元素。
【问题2】:氕、氘、氚三者是什么关系? 【释疑】:
核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
同位素的定义:具有相同质子数和不同中子数的同一种元素的原子(核素)互称为同位素。氕、氘、氚互称同位素。
性质:(1)同位素的不同原子的化学性质几乎完全相同
(2)在天然存在的某周元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的 【归纳】:
质子数决定元素的种类; 质子数和中子数决定原子的种类; 同一元素的不同核素之间互称为同位素;
同种元素可以有多种核素(同位素),所以元素的种数远少于原子的种数。
【概念辨析】比较同位素与同素异形体:
【例2】下列说法错误的是( )
①质子数相同的微粒一定属于同一种元素;②质子数相同、电子数也相同的两种微粒,不可能是一种分子和一种离子;③一种元素只有一种质量数;④同位素的性质相同;⑤某种元素的相对原子质量取整数,就是其质量数
A .②③⑤ B .①②④ C .①②⑤ D .①③④⑤
【例3】下列各组为同位素的是( )
A. 红磷与白磷 B.T 和D C.H 2O 和D 2O D.H 2和D 2
3、相对原子质量
(1)同位素原子的相对原子质量:以一个C-12(126C )原子质量的1/12作为标准,任何一个原子的真实质量跟一个C-12原子质量1/12的比值,称为该原子的相对原子质量。 (2)元素的平均相对原子质量:元素所含各同位素相对原子质量与其原子百分率(丰度)的和。
元素平均相对原子质量=A1×a 1%+A2×a 2%+„+An ×a n %
元素的近似相对原子质量:___________________________(用质量数代替同位素的相对原子质量)
【例3】已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的平均相对原子质量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为( )
A .39:61 B .61:39 C .1:1 D .39:11
三、课堂练习
1、据报道,科学家发现了一种新元素,它的原子核内有161个中子,质量数272。该元素的质子数为( )。
A .111 B .161 C .272 D.433 2、根据元素的核电荷数,不能确定的是( )。 A .原子核内质子数 B.原子核内中子数
C .原子的质量数 D .原子核外电子数 3、据报道,某些建筑材料会产生放射性氡 和质子数之差是( )。(上海市高考题) A .136 B.50 C .86 D.222
47484950
4、钛(Ti )金属常被称为未来钢铁。钛元素的同位素4622Ti 、22Ti 、22Ti 、22Ti 、22Ti 中,中子数不
,从而对人体产生伤害。该原子的中子数
可能为( )
A .30 B .28 C .26 D .24
5、比较1molN 2和1molCO 中的下列物理量①分子的物质的量、②原子的物质的量、③质量、④电子数、⑤质子数,其中相同的是( )
A .①②③
B .①②③⑤ C .①②③④⑤ D .①④⑤
6、核内中子数为N 的
离子,质量数为A ,则n g它的氧化物中所含质子的物质的量是
( )。(上海市高考题)
A . B.
C .
D .
7、下列叙述中,正确的是( )。
A .两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同 B .凡单原子形成的离子,一定具有稀有气体元素原子的核外电子数 C .两原子,如果核外电子排布相同,则一定属于同种元素 D .不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子 8、关于下面8种微粒中子数相同的微粒是( )。 ① ⑤
② ⑥
③
⑦
④
⑧
A .④⑦ B.①②③ C.①② D.④⑥⑦ 9、下列各组物质中,互为同位素的是( )
A .O 2、、O 3 、O 4 B .H 2、D 2、T 2 40Ca 和42Ca C .H 2O 、D 2O 、 T 2O D .2020
10、1996年科学家在宇宙中发现了H 3分子,H 3和H 2属于 ( )
A .同位素 B .同素异形体 C .同分异构体 D .同一物质 11、和Na 离子具有相同质子数和电子数的微粒是 ( )
+
A .NH 4
+
B .F
-
C .H 2O D .NH 3
12、美国科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞,获得了一种质子数为118、中子数为175
的超重元素,该元素原子核内的中子数和核外电子数之差为 ( ) A .57 B .47 C .61 D .293
13、我国“神舟”六号载人飞机已发射成功,“嫦娥”探月工程也已正式启动。据科学家预
33
测,月球的土壤中吸附着百万吨的2He ,每百吨2He 核聚变所释放出的能量相当于目4前人类一年消耗的能量。在地球上,氦元素主要以2He 的形式存在。下列说法中正确
的是 ( )
4A .2He 原子核内含有4个质子
34B .2He 和2He 互为同位素 3C .2He 原子核内含有3个中子
44D .2He 的最外层电子数为2,所以2He 具有较强的金属性
14、简单原子的原子结构可用下图形象地表示:
其中
表示中子。则下列有关①②③的叙述中,正确的是( )
A .①②③互为同位素 B .①②③为同素异形体
C .①②③是三种化学性质不同的粒子 D .①②③具有相同的质量数
15、下列关于原子的几种描述中,不正确的是
A .18O 与19F 具有相同的中子数 B .16O 与19O 具有相同的电子数
C .12C 与13C 具有相同的质量数 D .15N与14N 具有相同的质子数
( )
111016、硼有两种核素105B 、5B ,硼元素的相对原子质量为10.80,则硼元素中5B 的质量分数
判断正确的是( )
A .略大于20% B .略小于20% C .等于20% D .等于80%
四、课堂总结
N
(核素)
原子核 近似相对原子质量
质子Z (带正电荷) → 核电荷数 元素 → 元素符号
原子结构
决定原子呈电中性
电子数(Z 个)
同位素 ①、结构上,质子数相同而中子数不同;
②、性质上,化学性质几乎完全相同,只是某些物理性质略有不同;
③、存在上,在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,同位素的原子(个数
不是质量)百分含量一般是不变的(即丰度一定)。
元素平均相对原子质量=A1×a 1%+A2×a 2%+„+An ×a n %
五、课后作业
1、最近医学界通过用放射性C 标记的C 60,发现一种C 60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA 杀死细胞,从而抑制艾滋病,则有关C 的叙述正确的是 ( ) A. 与N 含有的中子数相同 B. 是C 60的同素异形体 C. 与C 60中普通碳原子的化学性质不同 D. 与C 互为同位素 2、据报道,月球上有大量3He 存在,以下关于3He 的说法正确的是( )
A .是4He 的同分异构体 B .比4He 多一个中子
C .是4He 的同位素 D .比4He 少一个质子
45
3、2002年由德. 法. 美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了非常罕见的26Fe 原子,有
14
14
14
12
关Fe 的说法正确的是 ( ) A .它是一种新元素
B .它是一种新核素
4556
C .26Fe 与26Fe 互为同素异形体 43D .这种铁原子发生衰变放出两个质子后变成26Fe
4、不具有放射性的同位素称为稳定同位素。近20年来,稳定同位素分析法在科学研究中有
着广泛应用。下列说法中,正确的是 ( ) A .34S 原子核内的中子数为16 B .13C 和15N 原子核内的质子数相差2 C .16O 与18O 互为同位素
D .2H 与1H 的质子数. 中子数. 电子数均不相同
5、613C 可以用于含碳化合物的结构分析。613C 表示的碳原子 ( )
A. 核外有13个电子,其中6个能参与成键 B. 核内有6个质子,核外有7个电子
C. 质量数为13,原子序数为6,核内有7个中子 D. 质量数为13,原子序数为6,核内有7个质子
6、下列各组微粒中,核外电子数相同的是 ( )
A.Mg 2+、S 2-、Na +、F - B. Na+、F -、S 2-、Ar
C .K +、Ca 2+、S 2-、Ba 2+ D .Mg 2+、O 2-、Na +、F - 7、铀元素有是
A .23592的中子数为235
234
U 、235U 、238U 等多种同位素,用做核燃料的是23592U 。下列有关说法正确的
( )
B .234U 、235U 、238U 是铀的三种不同核素
C .234U 、235U 互为同分异构体 D .235U 、238U 的中子数相同
8、氯只有Cl 和Cl 两各稳定同位素,它们在氯气中的原子数之比Cl :Cl 为3:1。则分子量为70、72、74的氯气分子数之比可能是( )
A .5:2:1 B .5:2:2 C .9:3:1 D .9:3:2
9、一种相对原子质量为X 的元素,其两个同位素的质量数为X-1及X-2。较轻的同位素的相对丰度为( )
A .25.0% B .33.3% C .66.7% D .75.0% 10、中国科学院在世界上首次发现铂元素的一种同位素
20278
35
37
35
37
Pt ,它的中子数( )
A .78 B .124 C .202 D .280
【小百科】
《原子结构模型发展》
一、道尔顿模型
1808年 道尔顿模型 原子是一个坚硬的小球
英国自然科学家约翰·道尔顿提出了世界上第一个原子的理论模型。
他的理论主要有以下三点:
①原子都是不能再分的粒子;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。虽然,经过后人证实,这是一个失败的理论模型,但道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中,明确了今后化学家们努力的方向,化学真正从古老的炼金术中摆脱出来,道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。 二、汤姆生模型
1897年 汤姆生模型 原子是一个带正电荷的球,电子镶嵌在里面,原子好似一块“葡萄干布丁”。
葡萄干布丁模型由汤姆生提出,是第一个存在着亚原子结构的原子模型。 汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型,汤姆生认为: ①电子是平均的分布在整个原子上的,就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。②在受到激发时,电子会离开原子,产生阴极射线。
汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验(散射实验),否认了葡萄干布丁模型的正确性。 三、卢瑟福模型
1911年 卢瑟福模型 原子的大部分体积是空的,电子按照一定轨道围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。
行星模型由卢瑟福在提出,以经典电磁学为理论基础,主要内容有:
①原子的大部分体积是空的 ②在原子的中心有一个很小的原子核 ③原子的全部正电荷在原子核内,且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核运动。 四、玻尔模型
1913年 玻尔模型 电子不是随意占据在原子核的周围,而是在固定的层面上运动,当电子从一个层面跃迁到另一个层面时,原子便吸收或释放能量。
为了解释氢原子线状光谱这一事实,玻尔在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。
玻尔原子结构模型的基本观点是:
①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道(orbit) 上绕原子核运动,不辐射能量 ②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量(E ),且能量是量子化的,轨道能量值依n (1,2,3,... )的增大而升高,n 称为量子数。而不同的轨道则分别被命名为K (n=1)、L(n=2)、N(n=3)、O(n=4)、P(n=5)。 ③当且仅当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来,就形成了光谱。 五、现代模型
20世纪20年代以来 现代模型(电子云模型) 电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,在一个确定电子的时刻不能精确测定电子的确切位置。
原子结构和相对原子质量
一、知识梳理 1、物质的组成
1.1分子和由分子构成的物质
⑴分子是构成物质的一种能独立存在的微粒,它保持着这种物质的_________。 ⑵由分子构成的物质:
一些非金属单质(如H 2、_________、惰性气体等);气态氢化物;酸酐(SiO 2除外);酸类和大多数有机物等。 1.2原子和由原子构成的物质
⑴原子是参加化学变化的最小微粒。化学反应的实质是原子的拆分和化合,是原子运动形态的变化。
⑵由原子构成的物质:
金刚石、晶体硅、二氧化硅、碳化硅(SiC )等。 1.3离子和由离子构成的物质
⑴离子是带有电荷的原子或原子团。
带正电荷的阳离子如___________________________等; 带负电荷的阴离子如___________________________等。 ⑵由离子构成的物质。
绝大多数盐类(AlCl 3等除外);强碱类和低价金属氧化物等是由阳离子和阴离子构成的化合物。 2、元素和原子
⑴元素:同一类原子的总称,只讲_________,不讲个数。 ⑵元素存在状态
① 游离态——在单质中的元素
由同种元素形成的不同单质——同素异形体,常有下列三种形成方式:
组成分子的原子个数不同:如O 2、O 3;白磷(P 4)和红磷等 晶体晶格的原子排列方式不同:如金刚石和石墨 晶体晶格的分子排列方式不同:如正交硫和单斜硫 ② 化合态的元素——在化合物中的元素 ⑶元素和原子是总体和个体的关系。
二、新课引入
1、原子的组成和三种微粒间的关系
A Z
X 的含义:代表一个质量数为A 、质子数为Z 的原子。
质子带正电荷,电子带负电荷,中子不显电性。
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
核电荷数=元素的原子序数=质子数=原子的核外电子数。 【例1】填写下表中的空格
2、同位素
【问题1】:初中所学元素的概念是同一类原子的总称,那么氕、氘、氚是属于同种元素吗? 【释疑】:
元素的新概念:具有相同核电荷数(即质子数)的同一类原子。所以氕、氘、氚都是同一种元素——氢元素。
【问题2】:氕、氘、氚三者是什么关系? 【释疑】:
核素:具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
同位素的定义:具有相同质子数和不同中子数的同一种元素的原子(核素)互称为同位素。氕、氘、氚互称同位素。
性质:(1)同位素的不同原子的化学性质几乎完全相同
(2)在天然存在的某周元素里,不论是游离态还是化合态,各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的 【归纳】:
质子数决定元素的种类; 质子数和中子数决定原子的种类; 同一元素的不同核素之间互称为同位素;
同种元素可以有多种核素(同位素),所以元素的种数远少于原子的种数。
【概念辨析】比较同位素与同素异形体:
【例2】下列说法错误的是( )
①质子数相同的微粒一定属于同一种元素;②质子数相同、电子数也相同的两种微粒,不可能是一种分子和一种离子;③一种元素只有一种质量数;④同位素的性质相同;⑤某种元素的相对原子质量取整数,就是其质量数
A .②③⑤ B .①②④ C .①②⑤ D .①③④⑤
【例3】下列各组为同位素的是( )
A. 红磷与白磷 B.T 和D C.H 2O 和D 2O D.H 2和D 2
3、相对原子质量
(1)同位素原子的相对原子质量:以一个C-12(126C )原子质量的1/12作为标准,任何一个原子的真实质量跟一个C-12原子质量1/12的比值,称为该原子的相对原子质量。 (2)元素的平均相对原子质量:元素所含各同位素相对原子质量与其原子百分率(丰度)的和。
元素平均相对原子质量=A1×a 1%+A2×a 2%+„+An ×a n %
元素的近似相对原子质量:___________________________(用质量数代替同位素的相对原子质量)
【例3】已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的平均相对原子质量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为( )
A .39:61 B .61:39 C .1:1 D .39:11
三、课堂练习
1、据报道,科学家发现了一种新元素,它的原子核内有161个中子,质量数272。该元素的质子数为( )。
A .111 B .161 C .272 D.433 2、根据元素的核电荷数,不能确定的是( )。 A .原子核内质子数 B.原子核内中子数
C .原子的质量数 D .原子核外电子数 3、据报道,某些建筑材料会产生放射性氡 和质子数之差是( )。(上海市高考题) A .136 B.50 C .86 D.222
47484950
4、钛(Ti )金属常被称为未来钢铁。钛元素的同位素4622Ti 、22Ti 、22Ti 、22Ti 、22Ti 中,中子数不
,从而对人体产生伤害。该原子的中子数
可能为( )
A .30 B .28 C .26 D .24
5、比较1molN 2和1molCO 中的下列物理量①分子的物质的量、②原子的物质的量、③质量、④电子数、⑤质子数,其中相同的是( )
A .①②③
B .①②③⑤ C .①②③④⑤ D .①④⑤
6、核内中子数为N 的
离子,质量数为A ,则n g它的氧化物中所含质子的物质的量是
( )。(上海市高考题)
A . B.
C .
D .
7、下列叙述中,正确的是( )。
A .两种微粒,若核外电子排布完全相同,则其化学性质一定相同 B .凡单原子形成的离子,一定具有稀有气体元素原子的核外电子数 C .两原子,如果核外电子排布相同,则一定属于同种元素 D .不存在两种质子数和电子数均相同的阳离子和阴离子 8、关于下面8种微粒中子数相同的微粒是( )。 ① ⑤
② ⑥
③
⑦
④
⑧
A .④⑦ B.①②③ C.①② D.④⑥⑦ 9、下列各组物质中,互为同位素的是( )
A .O 2、、O 3 、O 4 B .H 2、D 2、T 2 40Ca 和42Ca C .H 2O 、D 2O 、 T 2O D .2020
10、1996年科学家在宇宙中发现了H 3分子,H 3和H 2属于 ( )
A .同位素 B .同素异形体 C .同分异构体 D .同一物质 11、和Na 离子具有相同质子数和电子数的微粒是 ( )
+
A .NH 4
+
B .F
-
C .H 2O D .NH 3
12、美国科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞,获得了一种质子数为118、中子数为175
的超重元素,该元素原子核内的中子数和核外电子数之差为 ( ) A .57 B .47 C .61 D .293
13、我国“神舟”六号载人飞机已发射成功,“嫦娥”探月工程也已正式启动。据科学家预
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测,月球的土壤中吸附着百万吨的2He ,每百吨2He 核聚变所释放出的能量相当于目4前人类一年消耗的能量。在地球上,氦元素主要以2He 的形式存在。下列说法中正确
的是 ( )
4A .2He 原子核内含有4个质子
34B .2He 和2He 互为同位素 3C .2He 原子核内含有3个中子
44D .2He 的最外层电子数为2,所以2He 具有较强的金属性
14、简单原子的原子结构可用下图形象地表示:
其中
表示中子。则下列有关①②③的叙述中,正确的是( )
A .①②③互为同位素 B .①②③为同素异形体
C .①②③是三种化学性质不同的粒子 D .①②③具有相同的质量数
15、下列关于原子的几种描述中,不正确的是
A .18O 与19F 具有相同的中子数 B .16O 与19O 具有相同的电子数
C .12C 与13C 具有相同的质量数 D .15N与14N 具有相同的质子数
( )
111016、硼有两种核素105B 、5B ,硼元素的相对原子质量为10.80,则硼元素中5B 的质量分数
判断正确的是( )
A .略大于20% B .略小于20% C .等于20% D .等于80%
四、课堂总结
N
(核素)
原子核 近似相对原子质量
质子Z (带正电荷) → 核电荷数 元素 → 元素符号
原子结构
决定原子呈电中性
电子数(Z 个)
同位素 ①、结构上,质子数相同而中子数不同;
②、性质上,化学性质几乎完全相同,只是某些物理性质略有不同;
③、存在上,在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,同位素的原子(个数
不是质量)百分含量一般是不变的(即丰度一定)。
元素平均相对原子质量=A1×a 1%+A2×a 2%+„+An ×a n %
五、课后作业
1、最近医学界通过用放射性C 标记的C 60,发现一种C 60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA 杀死细胞,从而抑制艾滋病,则有关C 的叙述正确的是 ( ) A. 与N 含有的中子数相同 B. 是C 60的同素异形体 C. 与C 60中普通碳原子的化学性质不同 D. 与C 互为同位素 2、据报道,月球上有大量3He 存在,以下关于3He 的说法正确的是( )
A .是4He 的同分异构体 B .比4He 多一个中子
C .是4He 的同位素 D .比4He 少一个质子
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3、2002年由德. 法. 美及波兰等多国科学家组成的科研小组合成了非常罕见的26Fe 原子,有
14
14
14
12
关Fe 的说法正确的是 ( ) A .它是一种新元素
B .它是一种新核素
4556
C .26Fe 与26Fe 互为同素异形体 43D .这种铁原子发生衰变放出两个质子后变成26Fe
4、不具有放射性的同位素称为稳定同位素。近20年来,稳定同位素分析法在科学研究中有
着广泛应用。下列说法中,正确的是 ( ) A .34S 原子核内的中子数为16 B .13C 和15N 原子核内的质子数相差2 C .16O 与18O 互为同位素
D .2H 与1H 的质子数. 中子数. 电子数均不相同
5、613C 可以用于含碳化合物的结构分析。613C 表示的碳原子 ( )
A. 核外有13个电子,其中6个能参与成键 B. 核内有6个质子,核外有7个电子
C. 质量数为13,原子序数为6,核内有7个中子 D. 质量数为13,原子序数为6,核内有7个质子
6、下列各组微粒中,核外电子数相同的是 ( )
A.Mg 2+、S 2-、Na +、F - B. Na+、F -、S 2-、Ar
C .K +、Ca 2+、S 2-、Ba 2+ D .Mg 2+、O 2-、Na +、F - 7、铀元素有是
A .23592的中子数为235
234
U 、235U 、238U 等多种同位素,用做核燃料的是23592U 。下列有关说法正确的
( )
B .234U 、235U 、238U 是铀的三种不同核素
C .234U 、235U 互为同分异构体 D .235U 、238U 的中子数相同
8、氯只有Cl 和Cl 两各稳定同位素,它们在氯气中的原子数之比Cl :Cl 为3:1。则分子量为70、72、74的氯气分子数之比可能是( )
A .5:2:1 B .5:2:2 C .9:3:1 D .9:3:2
9、一种相对原子质量为X 的元素,其两个同位素的质量数为X-1及X-2。较轻的同位素的相对丰度为( )
A .25.0% B .33.3% C .66.7% D .75.0% 10、中国科学院在世界上首次发现铂元素的一种同位素
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Pt ,它的中子数( )
A .78 B .124 C .202 D .280
【小百科】
《原子结构模型发展》
一、道尔顿模型
1808年 道尔顿模型 原子是一个坚硬的小球
英国自然科学家约翰·道尔顿提出了世界上第一个原子的理论模型。
他的理论主要有以下三点:
①原子都是不能再分的粒子;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。虽然,经过后人证实,这是一个失败的理论模型,但道尔顿第一次将原子从哲学带入化学研究中,明确了今后化学家们努力的方向,化学真正从古老的炼金术中摆脱出来,道尔顿也因此被后人誉为“近代化学之父”。 二、汤姆生模型
1897年 汤姆生模型 原子是一个带正电荷的球,电子镶嵌在里面,原子好似一块“葡萄干布丁”。
葡萄干布丁模型由汤姆生提出,是第一个存在着亚原子结构的原子模型。 汤姆生在发现电子的基础上提出了原子的葡萄干布丁模型,汤姆生认为: ①电子是平均的分布在整个原子上的,就如同散布在一个均匀的正电荷的海洋之中,它们的负电荷与那些正电荷相互抵消。②在受到激发时,电子会离开原子,产生阴极射线。
汤姆生的学生卢瑟福完成的α粒子轰击金箔实验(散射实验),否认了葡萄干布丁模型的正确性。 三、卢瑟福模型
1911年 卢瑟福模型 原子的大部分体积是空的,电子按照一定轨道围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转。
行星模型由卢瑟福在提出,以经典电磁学为理论基础,主要内容有:
①原子的大部分体积是空的 ②在原子的中心有一个很小的原子核 ③原子的全部正电荷在原子核内,且几乎全部质量均集中在原子核内部。带负电的电子在核空间进行绕核运动。 四、玻尔模型
1913年 玻尔模型 电子不是随意占据在原子核的周围,而是在固定的层面上运动,当电子从一个层面跃迁到另一个层面时,原子便吸收或释放能量。
为了解释氢原子线状光谱这一事实,玻尔在行星模型的基础上提出了核外电子分层排布的原子结构模型。
玻尔原子结构模型的基本观点是:
①原子中的电子在具有确定半径的圆周轨道(orbit) 上绕原子核运动,不辐射能量 ②在不同轨道上运动的电子具有不同的能量(E ),且能量是量子化的,轨道能量值依n (1,2,3,... )的增大而升高,n 称为量子数。而不同的轨道则分别被命名为K (n=1)、L(n=2)、N(n=3)、O(n=4)、P(n=5)。 ③当且仅当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,才会辐射或吸收能量。如果辐射或吸收的能量以光的形式表现并被记录下来,就形成了光谱。 五、现代模型
20世纪20年代以来 现代模型(电子云模型) 电子绕核运动形成一个带负电荷的云团,在一个确定电子的时刻不能精确测定电子的确切位置。