12 原子结构和相对原子质量教案.docx

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12原子结构和相对原子质量教案

1.2原子结构和相对原子质量

适用学科

化学

适用年级

高一

适用区域

通用

课时时长（分钟）

120

知识点

1.原子的构成

2.元素、核素、同位素的含义

3.相对原子质量

教学目标

1.知道原子构成的初步知识；

2.知道元素符号角标的意义；

3.知道构成原子的粒子间的关系；

4.知道同位素的概念及其应用，能区别同位素和同素异形体；

5.加深对相对原子质量概念的理解，明确元素的相对原子质量与同位素的相对原子质量的关系和区别；

6.学会十字交叉法在化学计算中的应用。

教学重点

1.构成原子的粒子间的关系；

2.同位素的概念；

3.元素的相对原子质量

教学难点

1.同位素的概念；

2.元素的相对原子质量及其计算。

教学过程

一、复习预习

从古代希腊哲学家留基伯和德谟克利特的朴素原子说到现代量子力学模型，人类思想中的原子结构模型经过多次演变，给我们多方面的启迪。

1.道尔顿提出的近代原子学说的观点有哪些？

2.汤姆孙提出原子的葡萄干面包模型的理论依据是什么？

3.射性是什么？

4.卢瑟福提出的行星模型是以经典电磁学为理论基础，主要内容有哪些？

原子是化学变化中的最小微粒。

同种原子的性质和质量都相同。

那么原子能不能再分？

原子又是如何构成的呢?

二、知识讲解

考点/易错点1.原子的构成

（1）原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的，原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成的。

（2）经测定，一个质子带一个单位正电荷，一个电子带一个单位负电荷。

（3）由于整个原子不带电性，所以在原子中：

核电荷数=质子数=核外电子数

注意：

（1）并不是所有原子都是由质子、中子和电子构成的。

（重视化学中的一般性和特殊性）

（2）中子数不一定等于质子数。

（3）元素周期表中的原子序数等于质子数。

考点/易错点2.原子的质量，相对原子质量，质量数

（1）原子的质量很小，一般不采用原子的实际质量而用原子的相对质量。

相对原子质量的概念是：

以一个12C原子（核内有6个质子和6个中子）质量的1/12（1.661X10-27kg）作为标准，其它原子的质量和它相比较所得的数值。

相对原子质量=某原子的实际质量/12C原子的质量×1/12

（2）构成原子的粒子及其性质

构成原子的粒子

电子

质子

中子

电性和电量

1个电子带一个单位负电荷

1个质子带一个单位正电荷

不显电性

质量/kg

9.109X10-31

1.673X10-27

1.675X10-27

相对质量

1/1836

1.007

1.008

由上表可见：

原子的质量集中在原子核上。

（3）质量数:

将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数值，叫质量数。

质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）

（4）表示原子组成的一种方法

考点/易错点3元素、核素、同位素

（1）元素：

具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子的总称。

（2）核素：

具有一定质子数和一定中子数的一种原子。

（3）同位素:

质子数相同，中子数不同的同一种元素的原子互称为同位素。

如：

11H、21H、31H

（4）元素、同位素、同素异形体的比较

元素

同位素

同素异形体

定义对象

广义的原子

原子

单质

定义

具有相同核电荷数的

同一类原子的总称

质子数相同，中子数不同的同一元素的原子

由同种元素组成的结构和性质不同的单质

实例

11H、21H、31H

金刚石与石墨

氧气与臭氧

区别与联系

1、联系：

同位素属于同一元素的原子；

同素异形体由同一元素的原子构成。

2、区别：

同位素有1800余种，元素只有112种。

注意：

①同位素的化学性质相同，但相对质量不同；

②天然存在的各同位素原子，他们所占的原子个数百分率是保持不变的；

③并不是所有的元素都有同位素。

（5）同位素的应用：

十分广泛，普遍应用于探测器件缺陷、粮食育种、保存食物、医疗疾病、研究化学反应、考古断代等。

考点/易错点4同位素的相对原子质量、元素的相对原子质量、元素的近似相对原子质量

（1）原子质量：

指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。

如一个8O原子的质量为2.657X10-26kg，一个126C原子的质量为1.993×10-26kg等。

（2）相对原子质量，以12C原子质量的1/12（约为1.661×10-27kg作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的值。

（3）质量数：

如果忽略原子中电子的质量，将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值为1，则它们加起来的数叫质量数（为正整数值）。

A=Z+N

（4）同位素相对原子质量，各同位素原子的质量与126C原子的质量的1/12的比值。

一种元素有几种同位素，就应当有几种同位素原子量，如3517C1为34.969，3717Cl为36.966等。

（5）元素的相对原子质量：

指该元素各种天然同位数原子所占的原子个数百分比与各同位素原子量乘积的加和，即：

Ar=∑同位素原子量×原子个数百分比

=A×a%十B×b%十C×c%十…

（6）元素的近似相对原子质量：

指该元素各种天然同位素原子所占的原子个数百分比与各同位素质量数乘积的加和，即：

Ar≈∑同位素质量数×原子个数百分比

≈A1×a%+A2×b%+A3×c%+…

考点/易错点5十字交叉法的原理及其在化学计算中的应用

十字交叉法是有关二组分混合物计算中一种常见的巧解方法,它可以简化解题过程、提高解题速度.

十字交叉法的原理:

A×a%+B×b%=（A+B）×c%整理变形得:

A/B=（c-b）/（a-c）①

可得如下十字交叉形式

ac-b

　c②

ba-c

对比①,②两式不难看出:

十字交叉关系中（c-b）/（a-c）为组分A和组分B混合时的质量比.推广到二组分混合体系中,当以一定质量的混合体系为基准所得十字交叉关系,其比值为质量比（例如,质量分数是以质量为基准）;若有c-b比a-c的化学意义由平均值c决定,则比值就表示组分A中c-b和组分B中a-c所表示的量的比值.如c为质量或质量分数,则（c-b）/（a-c）表示组分A和组分B溶液的质量之比.若c为密度,则（c-b）/（a-c）就表示组分A和组分B的溶液体积之比.若c为摩尔质量,则（c-b）/（a-c）就表示组分A和组分B的物质的量比;此时可用十字交叉法求混合物中各组分的含量.

三、例题精析

【例题1】

【题干】下表是几种原子的构成

原子种类

质子数

中子数

核外电子数

氢

1

0

1

碳

6

6

6

氧

8

8

8

钠

11

12

11

氯

17

18

11

从表中可以得出什么结论？

【答案】1.不同种类的原子，质子数、电子数不同

2.质子数=核外电子数=核电荷数

3.不是所有的原子都有中子的

【解析】通过认识原子的构成，学会对数据的处理和一定的推理能力；答案是不固定的。

【例题2】

【题干】填表

原子种类

质子数

中子数

核外电子数

质量数

氮

7

镁

12

钾

39

【答案】略

【解析】根据原子中的二个等式推理:

核电荷数=质子数=核外电子数和质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）

【例题3】

【题干】下列符号代表几种元素？

几种原子？

、

、

、

、

、

【答案】5种元素，6种原子

【解析】元素的种类由质子数决定，而原子的种类由质子数和中子数决定。

【例题4】

【题干】已知氯元素有两种同位素原子35Cl和37Cl，其中35Cl的相对原子质量是34.969,在自然界中的百分比是75.77%,37Cl的相对原子质量是36.966，在自然界中的百分比是24.23%，分别计算Cl元素的相对原子质量和近似相对原子质量。

【答案】Cl元素的相对原子质量:

34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.453

Cl元素的近似相对原子质量:

35×75.77%+37×24.23%=35.4846

【解析】根据元素的相对原子质量和近似相对原子质量和计算公式进行计算，注意不要混淆。

【例题5】

【题干】已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素,而铱的相对原子质量为192.22,求这两种同位素原子个数比.

【答案】以1mol铱的相对原子质量为192.22为基准则十字交叉法如下：

191Ir1910.78

　　199.22191Ir/193Ir=0.78/1.22

193Ir1931.22

求得191Ir与193Ir物质的量比39/61也是它们原子个数比.

【解析】铱有二种同位素，符合十字交叉法计算的原理，可以根据十字交叉法进行计算。

四、课堂运用

【基础】

1.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.原子序数D.原子核外电子数

【答案】B

【解析】根据原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数，不能确定中子数。

2.对HD说法正确的是（）

A、是单质B、是化合物C、是混合物D、无法确定

【答案】1.B,2.A.

【解析】H和D是氢元素的同位素，是同种元素的不同原子。

根据单质的定义：

由同种元素组成的纯净物是单质。

所以HD应该属于单质。

【巩固】

1.化学符号

表示：

数为8，数为16的原子。

【答案】质子数，质量数，氧

【解析】弄清元素符号周围数字的含义，左下角是质子数，左上角是质量数

2.下列说法中，正确的是（）

A、原子的质量叫做相对原子质量

B、同种原子，它们的质量数相同，中子数也相同

C、元素的相对质量就是原子的相对质量

D、同种元素的原子，它们的中子数可能不相同

【答案】BD.

【解析】理解同位素、相对原子质量、元素的相对原子质量的概念。

很明显A、C错，同种原子质子数，中子数都相同，B正确，同种元素的原子，因为存在同位素，所以中子数可能不同，D正确。

【拔高】

1.放射性同位素

可有效治疗肝癌，该原子核内中子数与质子之差为（）

A.67B.166C.32D.99

【答案】C

【解析】根据质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N），中子数=166-67=99，中子数-质子数=99-67=32

2.1H216O、2H217O、3H218O、1H35Cl、2H37Cl五种分子中共存在（）种元素，（）种原子。

A、3B、5C、8D、10

【答案】A,C

【解析】质子数相同的原子是同种元素，质子数相同而中子数不同的原子时不同的原子。

课程小结

本节课主要学习了下列知识:

1.原子的结构，表示原子组成的符号；

2.元素、核素、同位素的概念；

3.相对原子质量的概念；

4.原子中的几个等式：

原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数，质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）；

5.十字交叉法在化学计算中的应用。

课后作业

【基础】

1.13C-NMR，15N-NMR（NMR表示核磁共振）可用于测定蛋白质、核酸等生物高分子的空间结构。

下列关于13C、15N的叙述中，正确的是（）

A．13C与15N有相同的中子数B．13C与C60互为同素异形体

C．13C与14N有相同的中子数D．15N的核外电子数与中子数相同

【答案】C

【解析】在原子中：

原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数，质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N），同素异形体是由同种元素组成的不同单质。

2．下列属于同位素的是（　）

A.H2O、D2O和T2O　B.40K和40Ca

C.金刚石和石墨　　D.16O和18O

【答案】D

【解析】根据同位素的定义：

具有相同质子数不同中子数的原子判断。

A是三种水分子，B是二种质量数相同的不同元素的原子，C是二种同素异形体，D是氧元素的二种同位素。

3．原子是由构成的；原子核是由构成的。

【答案】原子核和核外电子，质子和中子

【解析】原子的构成。

4．在化学符号

中，A表示；Z表示。

【答案】质量数，质子数

【解析】根据原子的结构，表示原子组成的角标的意义：

左下角是质子数，左上角是质量数。

5．具有相同和不同的同一种元素的原子互称为同位素。

【答案】质子数，中子数

【解析】根据同位素的定义：

具有相同质子数不同中子数的原子判断。

6.钠原子的质量数为23，中子数为12，那么它的核外电子数是________________。

【答案】11

【解析】在原子中：

原子序数=核电荷数=核内质子数=核外电子数，质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N），计算可知。

7.氧原子的质量数为16，质子数为8，那么它的中子数是____________。

【答案】8

【解析】根据质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N），计算可知。

8.人类已发现100多种元素，决定元素种类的是原子核内的，同种元素原子核内含有相同的数。

【答案】质子数，质子。

【解析】根据元素的定义：

具有相同核电荷数（即质子数）的同一类原子的总称。

所以决定元素种类的是原子核内的质子数，同种元素原子核内含有相同的质子数。

【巩固】

1.1993年8月国际原子量委员会确认我国张青莲教授测定的锑原子量（127.760）为标准原子量，已知锑有两种以上天然同位素，则127.760是（）

A.按照锑的各种天然同位素的质量数与这些同位素所占的原子百分比计算出来的平均值

B.按照锑的各种天然同位素的相对原子质量与这些同位素所占的原子百分比计算出来的平均值

C.一个锑原子的质量与12C原子质量的1／12的比值

D.锑元素的质量与12C原子质量的1／12的比值

【答案】B

【解析】元素的相对原子质量：

指该元素各种天然同位数原子所占的原子个数百分比与各同位素原子量乘积的加和。

127.760是锑元素的相对原子质量，所以应选B。

2．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17O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

【答案】C

【解析】同位素的中子数不同，质量数不同，质子数相同，电子数相同。

3.原子的种类决定于原子核内的和，同一种元素可能有几种不同的原子，这些原子可互称为。

【答案】质子数，中子数，同位素

【解析】原子的种类决定于原子核内的质子数和中子数。

4．同位素的质量数；物理性质；化学性质性质几乎。

【答案】不同，不同，完全相同。

【解析】同位素的质量数不同，物理性质不同，化学性质相同。

【拔高】

1.下列原子中含有中子数最多的是﹙﹚

A．

B．

　Ｃ．

　　Ｄ．

2．放射性同位素

可有效治疗肝癌，该原子核内中子数与质子之差为（）

A.67B.166C.32D.99

3.由

、

和

、

四种原子构成的水分子有﹙﹚

A．四种B．五种Ｃ．六种Ｄ．七种

4.将某文献资料上记载的相对原子质量的数据摘录如下：

35Cl

34.969

75.77%

35Cl

35

75.77%

37Cl

36.966

24.23%

37Cl

37

24.23%

平均

35．453

平均

35．485

试回答下列问题：

（1）34.969是表示：

（2）35.453是表示：

（3）35是表示：

（4）35.485是表示：

（5）24.23%是表示：

【答案】1.C；2.C;3.C；4.

（1）.Cl-35的相对原子质量，

（2）.是氯元素的相对原子质量，（3）.Cl-35的质量数，（4）.是氯元素的近似相对原子质量，（5）.Cl-37的原子个数百分率。

【解析】1,2题根据质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）计算；3.一个氧原子和2个氢原子可以组成3个水分子，所以一共可以形成6个水分子；4.根据同位素的相对原子质量和元素的相对原子质量以及元素的近似相对原子质量来判断。