原子的结构课件

原子的结构原子是构成物质的基本单位，拥有独特的结构，影响其化学性质什么是原子物质的基本单位不可分割原子结构原子是构成物质的最小单元，也是原子曾经被认为是不可分割的，但原子包含带正电荷的原子核和带负化学反应中最小的粒子现代物理学发现原子可以进一步分电荷的电子，它们通过电磁力相互解为更小的粒子作用原子结构的发现道尔顿原子模型1原子是不可分割的汤姆孙模型2原子包含带负电的电子卢瑟福模型3原子核带正电玻尔模型4电子在特定轨道上运动科学家们在不断探索原子的结构，从道尔顿的原子不可分割理论，到汤姆孙发现电子，再到卢瑟福提出原子核的存在，最终发展到玻尔模型，揭示了电子在原子核外特定轨道上运动的规律这些模型的不断完善，为我们理解物质的本质提供了越来越清晰的认识普劳提模型道尔顿模型是一个非常简单的原子模型，它认为原子是不可分割的实心球体，就像一个小球一样道尔顿在他的原子理论中提出了几个重要的概念，包括所有物质是由原子组成的，所有同一元素的原子都具有相同的质量和性质，不同的元素的原子具有不同的质量和性质，以及原子在化学反应中不会被创造或销毁，只是重新排列这个模型虽然简单，但它解释了当时化学领域的一些重要现象，例如质量守恒定律和定比定律它为后来的原子结构理论的发展奠定了基础汤姆孙模型葡萄干布丁模型电子嵌入正电荷球解释阴极射线实验汤姆孙模型也被称为“葡萄干布丁模型”，汤姆孙模型提出了电子嵌入到一个带正该模型成功地解释了当时著名的阴极射他认为原子就像一个带正电荷的球体，电荷的球体中，电子可以自由移动，但线实验，因为电子可以从原子中释放出其中均匀地分布着电子，如同布丁中的无法脱离球体来，形成阴极射线葡萄干卢瑟福模型卢瑟福模型，也称为核模型或行星模型，是英国物理学家欧内斯特·卢瑟福在1911年提出的卢瑟福模型假设原子中心有一个带正电的核，电子则像行星绕太阳一样，围绕原子核运动此模型解释了α粒子散射实验中观察到的现象，证明了原子的核心结构，为现代原子结构理论奠定了基础玻尔模型玻尔模型是1913年丹麦物理学家尼尔斯·玻尔提出的原子结构模型这个模型认为，电子在原子核外以特定轨道绕核运动，这些轨道被称为能级玻尔模型解释了氢原子光谱的现象，解释了电子发射和吸收光子的原因，这在当时是一项重大突破玻尔模型也为量子力学的发展奠定了基础原子核的组成质子带正电荷的亚原子粒子，位于原子核内中子不带电荷的亚原子粒子，位于原子核内原子核原子中心，包含质子和中子质子和中子质子中子质子带正电荷，位于原子核内中子不带电荷，也位于原子核质子的数量决定了元素的种内中子的数量会影响原子的类例如，氢原子只有一个质质量，但不会改变元素的种类子，而碳原子有六个质子核子质子和中子统称为核子，它们构成了原子核原子核外壳电子云电子轨道电子在原子核外运动，但它们的运动轨迹无法精确预测电子在原子核外并非随意运动，而是按照特定的能量层级和轨道分布电子云模型描述了电子在原子核周围的概率分布，形象地描绘了电子运动的模糊区域每个能量层级对应特定的电子轨道，不同轨道上的电子具有不同的能量水平电子云电子云模型描述了电子在原子核外空间的运动状态它不像经典物理学中的行星绕太阳运行，电子在原子核外以不确定的轨迹运动，它的位置和动量无法同时精确确定电子云的密度表示电子在该空间区域出现的概率，密度越高，电子出现概率越高电子轨道电子轨道1电子轨道是原子中电子运动的空间区域，它们不是简单的圆形轨道，而是在三维空间中呈云状分布能级2不同轨道上的电子具有不同的能量，能量越高的轨道离原子核越远，能量越低的轨道离原子核越近轨道形状3电子轨道有不同的形状，例如球形、哑铃形等，它们反映了电子在空间中的概率分布量子化能量的离散性量子跃迁电子只能占据特定能量的轨道电子吸收能量时跃迁到更高能，不能停留在轨道之间级，释放能量时跃迁到更低能级能级跃迁能量跃迁对应于光谱线的特定频率，反映了原子的量子性质电子配置电子在原子核外壳中的排列电子层和电子亚层电子填充顺序电子配置描述了电子在原子核外壳中的电子配置反映了电子在不同能级和亚能电子填充原子轨道遵循一定的规则，例排列方式，遵循特定的规则和原理级上的分布，决定了元素的化学性质如泡利不相容原理和洪特规则原子质量数原子质量数A表示原子核中质子和中子的总数量它决定了原子的质量，但并不包括电子原子质量数A质子数Z中子数N126614771688原子序数原子序数是指原子核中质子的数量它决定了元素的化学性质，原子序数相同的原子属于同一元素例如，氢的原子序数为1，这意味着每个氢原子核中只有一个质子同位素原子核的组成化学性质12同位素具有相同的原子序数同位素具有相同的化学性质，但中子数不同，因为它们的电子数相同物理性质应用34同位素的物理性质可能略有同位素在科学研究、医学和不同，例如质量和放射性工业领域有广泛应用元素周期表元素周期表是一张表格，它将所有已知的化学元素以其原子序数、电子构型和重复的化学性质进行排列它有助于了解元素之间的关系，以及元素的化学和物理性质的趋势周期表的发展古代化学家古代化学家已经认识到一些元素，但没有组织它们道尔顿道尔顿提出了原子理论，并根据原子量对元素进行了初步排列门捷列夫门捷列夫根据元素的原子量和化学性质排列元素，创建了第一个周期表现代周期表现代周期表根据原子序数排列元素，并包含所有已知元素元素在周期表中的位置周期周期表中水平排列的元素行族周期表中垂直排列的元素列区周期表中根据元素的电子构型划分的区域元素在周期表中的性质元素周期表中的性质元素性质变化的趋势元素周期表中元素的性质是随着原子序原子半径从左到右递减，从上到下递增数的增加而变化的，遵循周期律周期律是指元素的性质随原子序数的增电离能从左到右递增，从上到下递减加而呈周期性变化的规律电负性从左到右递增，从上到下递减原子的离子化原子失去或获得电子形成离子化合物当一个原子失去一个或多个电子时，它离子化合物是由带相反电荷的离子通过会形成一个带正电荷的离子，称为阳离静电吸引力结合在一起形成的例如，子另一方面，当一个原子获得一个或钠原子失去一个电子形成钠离子Na+多个电子时，它会形成一个带负电荷的，而氯原子获得一个电子形成氯离子离子，称为阴离子Cl-，然后它们结合形成氯化钠NaCl，即食盐离子化能离子化能是指从气态原子中移去一个电子使其变成气态阳离子所需的最低能量它是衡量原子失去电子的难易程度，数值越大，失去电子的难度越大

13.61000电子伏特kJ/mol氢原子的第一电离能铯原子的第一电离能101周期族同一周期元素，从左到右，原子半径减小，核电荷同一族元素，从上到下，原子半径增大，核电荷数数增加，离子化能增大增加，外层电子距离原子核更远，核对最外层电子的吸引力减弱，离子化能减小电子亲和力定义当一个中性原子获得一个电子时所释放的能量单位kJ/mol或eV影响因素原子核对电子的吸引力、电子层数、原子半径趋势从左到右，电子亲和力一般增加；从上到下，电子亲和力一般减小原子半径原子半径是指原子核中心到最外层电子云的距离原子半径是一个重要的概念，它可以用来解释元素的性质和化学键的形成1核外电子电子层数越多，原子半径越大2核电荷核电荷越大，原子半径越小3屏蔽效应内层电子对核电荷的屏蔽作用越强，原子半径越大电负性电负性是指原子在分子中吸引电子对的能力它是一种趋势，而不是一种绝对的属性电负性越高，原子吸引电子对的能力越强化学键的形成电子转移1原子之间转移电子共用电子2原子之间共用电子稳定结构3形成稳定的化学键化学键的形成是原子为了达到更稳定结构而发生的一种过程原子之间可以发生电子转移或者共用电子，从而形成稳定的化学键离子键静电吸引力电子转移晶格结构离子键是由带相反电荷的离子之间形成离子键时，一个原子会失去电离子键会导致形成离子晶体离子的静电吸引力形成的离子键通常子，形成带正电的阳离子另一个晶体通常具有固定的晶格结构，其在金属和非金属之间形成原子会得到电子，形成带负电的阴中阳离子和阴离子以规律的排列排离子列共价键电子共享稳定结构有机化合物原子之间共享电子形成共价键，使原子共价键将原子紧密结合在一起，形成稳许多有机化合物由碳原子通过共价键连达到稳定状态定的分子结构接而成，形成复杂的分子结构极性键非对称电荷分布共价键中，由于两个原子电负性不同，导致电子云偏向电负性较强的原子偶极矩带部分正电荷的一端与带部分负电荷的一端形成偶极矩，使其具有极性水分子水分子是典型极性共价键的例子，氧原子电负性强，吸引电子，使水分子具有极性。