原子結構與原子結構示意圖是中學化學學習的重點内容。
1、一些物質是由分子構成,分子由原子構成,那麼原子是由什麼構成的,可以再分嗎?,科學家們對原子的結構做了大量的研究和探索,對原子的結構認識經曆了以下幾個曆程。
1.1、道爾頓(1803年提出:實心小球模型)
英國科學家道爾頓,認為原子是組成物質的最小單元,是個堅硬的不可分割的實心小球。他對原子結構認識有以下幾點:
①原子是不可再分的粒子;
②原子是個實心小球;
③同種元素的原子的各種性質和質量都相等。
道爾頓的原子學說雖然不正确,但他第一個提出了原子的概念,為以後原子結構的研究奠定了基礎。
1.2、湯姆森(1904年提出:葡萄幹布丁模型)
1897年英國物理學家湯姆森發現原子中存在電子,證明原子可分,并提出了“葡萄幹布丁”的原子模型,認為原子是一個圓球狀内充斥着正電荷,而帶負電的電子像一粒粒葡萄幹一樣均勻相欠在其中。他對原子結構認識有以下幾點:
①原子可以分為帶負電的電子和帶正電荷的物質;
②原子是個平均分布正電荷的球體,帶負電的電子相嵌在其中;
③電子是靜止不動的。
1.3、盧瑟福(1911年提出:核式模型或行星模型)
1909年著名物理學家盧瑟福通過α粒子散射實驗(也叫金箔實驗),提出了原子的核式模型。
α粒子散射實驗:用一束帶正電的α粒子去轟擊金箔,發現大多數α粒子都能穿過金箔,且發生很小的偏轉,很少的α粒子發生大的偏角,極少數α粒子發生超過90度的偏轉,極個别的α粒子發生180度角偏轉而反彈回來。
核式原子的結構模型的基本觀點:
①原子質量幾乎全部集中在直徑很小的帶正電的原子核上;
②原子内部大部分體積是空的;
③帶負電的電子随意的繞帶正電荷的原子核運動;
1.3、波爾原子模型(1913年提出:波爾量子化模型)
1913年波爾原子模型指出:電子不是随意占據在原子核的周圍,而是在固定層面上運動。
波爾原子結構模型的基本觀點:
①原子中的電子在具有确定半徑的圓周軌道上,繞原子核運動;
②在不同軌道上的運動的電子具有不同的能量;
③當電子從一個軌道躍遷到另個軌道時,才會輻射或吸收能量。
1.4、現代電子雲模型(1926年提出)
現代電子雲原子模型指出,電子繞原子核運動形成一個帶負電的雲團,如上圖。
2、原子結構的劃分
原子分為:原子核和核外電子(帶負電);原子核分為質子(帶正點)和中子(不帶電);
2.1、原子核很小且原子質量主要集中在原子核上,電子的質量很小,幾乎忽略不計。
2.2、原子的體積與半徑
原子體積和半徑的大小和電子層數密切相關,一般情況下電子層數越多的原子的體積與半徑越大,
如氧原子(O)核外有二個電子層,鈉原子(Na)有三個電子層。所以氧原子的半徑和體積小于鈉原子。
3、原子結構示意圖
原子結構示意圖是表示原子核電荷數和電子層排布圖示,比較直觀的表示原子的結構。
3.1、原子結構示意圖認識
以氧(Na)原子的結構示意圖為例:
電子層上電子的簡單排列方法:第一層最多隻能放2個電子,最外層最多隻能放8個電子。初中隻要掌握1~20号元素的原子原子結構示意圖。
3.2、原子結構示意圖的書寫方法
①由已知原子畫出原子結構示意圖(1~20号元素以),以鈉為例:
第一步:找到鈉元素在元素周期表中的排列序數(即質子數),将“ 序數”寫入圓圈内,
第二步:後在根據第一層、等二層、第三層…依次寫上2、8、1…,最後保證正電荷數等于核外電子數。
②由原子結構示意圖寫出粒子種類(1~20号元素)
第一步:根據圓圈中的數字,得到元素的質子數(即元素周期表中的排列序數);寫出元素的符号
第二步:根據正電荷總數與核外電子總數來判斷原子還是離子。
正電荷總數=核外電子總數:原子;
正電荷總數>核外電子總數:陽離子;
正電荷總數<核外電子總數:陰離子;
3.3、原子的最外層電子得失規律
在化學反應中原子的最外層容易失去或得到電子,最終趨于穩定結構。
①原子的最外層電子全部失去:原子的最外層電子全部失去後,次外層并成最外層,次外層的8個電子并成了穩定結構(如果次外層是第一層,02個電子也成了穩定結構)。
②原子的最外層得到電子:原子的最外層得到電子後,讓最外層達到8個電子并成了穩定結構。
原子最外層電子的得失遵循“就近原則“
①最外層電子數接近“0“的原子,容易失去電子,如金屬元素(锂、鈉、鎂等),最外層電子數為1、2、3的原子,容易失去電子形成陽離子。
②最外層電子數接近“8“的原子,容易得到電子,如非金屬元素(氧、氯、硫等),最外層電子數為6、7的原子,容易得到電子形成陰離子。
③最外層電子數接近“0”與”8“中間的原子,既可以得到電子也可以失去電子,如碳、氮等元素,最外層電子數為4、5的原子。
3.4、原子的最外層電子數與原子的化學性質有關
從微觀上看:化學反應是反應物中的舊分子分解成原子,原子在重新組合成新分子的過程,如氫氣在氧氣中燃燒生成水的反應:
原子形成分子的過程:是原子在接觸過程中,原子的最外層電子的得失(或偏向某個原子)産生正負電性,原子通過電荷間的吸引連接在一起,形成新的分子。所以原子的最外層電子數決定原子的化學性質,最外層電子數相同的原子,化學性質相似。
比較兩種原子的化學性質是否相似,注意以下三點:
①一定要是不同種原子與原子之間的比較,不能是離子與原子,離子與離子之間的比較。
②如果某原子最外層是第一層且有2個電子,他和其他最外層也為2電子(最外層不是第一層)的原子的化學性質不相似。
③如果某原子最外層是第一層且有2個電子,和其他最外層為8電子(最外層不是第一層)的原子的化學性質相似。因為他們都達到穩定結構。
,
更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!