高中化学专题1化学家眼中的物质世界第三单元人类对原子结构的认识132原子的构成教案2苏教版必修.docx
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高中化学专题1化学家眼中的物质世界第三单元人类对原子结构的认识132原子的构成教案2苏教版必修
高中化学专题1化学家眼中的物质世界第三单元人类对原子结构的认识1.3.2原子的构成教案2苏教版必修1
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1.3.2原子的构成
学习目标
知识技能:
⒈复习原子构成的初步知识,使学生懂得质量数和AZX的含义,掌握构成原子的粒子间的关系;
⒉知道同位素概念.
过程方法:
采用教师引导,学生阅读资料、自己提出问题、并自主地跟同学交流、自己完成讨论结果的方法,教师多创设情景让学生自主学习、自主地总结出规律。
情感态度:
让学生充分体验交流讨论、发现规律、得出结论的过程,让学生在获得有关知识的同时又体验自己学习后获得的成功感。
教学准备 多媒体课件
教学过程
情景设计:
展示图片:
原子结构图
引入新课:
原子是由原子核和核外电子构成的,绝大多数原子的原子核由质子和中子构成。
质子、中子和电子是构成原子的三种粒子,这三种粒子的质量大小、带电荷情况等方面有什么差异?
请同学们运用教材表1-8中的数据进行比较.
学生活动:
阅读表1—8,比较三种粒子的质量大小、带电荷情况。
有同学会问:
什么是相对质量?
(1)收集材料:
结合初中所学的有关原子结构的初步知识填写下表:
构成原子的微粒
电子
原子核
质子
中子
电性和电量
质量/kg
9。
109×10—31
1。
673×10-27
1。
675×10—31
相对质量
1/1836
1.007
1.008
(2)归纳总结
构成原子的微粒之间的数量关系
(3)填写下表:
原子
质子数(Z)
中子数(N)
质子数+中子数(A)
相对原
子质量
F
10
18。
998
Na
12
22。
989
Al
14
26.982
交流讨论:
⑴若用X表示元素符号,Z表示原子的质子数,A表示原子的质量数,用AZX表示图中的原子组成分别为:
⑵质量数的概念:
。
(3)电性关系:
⑷质量关系
整理归纳:
⒈原子的构成是本节重点,我们需要掌握的关系式:
⑴AZX的含义:
代表一个质量数为A、质子数为Z的原子。
AZXqp中各个字母的含义:
A:
质量数;
Z:
质子数;
q:
原子个数;
p:
电荷数。
⑵电性关系:
原子:
核电荷数(Z)=核内质子数=核外电子数
阳离子:
核电荷数(Z)=核内质子数>核外电子数
核电荷数(Z)=核内电子数+电荷数
阴离子:
核电荷数(Z)=核内质子数<核外电子数
核电荷数(Z)=核内电子数—电荷数
⑶质量关系:
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
⒉元素、核素、同位素
学生活动:
阅读书本第31页内容,得出:
⑴核素、同位素的概念;
⑵质子数决定元素的种类;中子数决定元素的同位素。
信息博览:
我们在初中就学习了碳—12用作相对原子质量的标准,另外碳—14可用作考古、测出土文物的年代.具体来说,有以下应用:
一、碳-14测年法
自然界中的碳—14是宇宙射线与大气中的氮通过核反应产生的。
碳-14不仅存在于大气中,随着生物体的吸收代谢,经过事物链进入活的动物或人体等一切生物体中。
由于碳—14一面在生成,一面又以一定的速度在衰变,致使碳—14在自然界中(包括一切生物体内)的含量与稳定同位素碳—12的含量的相对比值基本保持不变。
当生物体死亡后,新陈代谢停止,由于碳—14的不断衰变减少,因此体内碳-14和碳-12含量的相对比值相应不断减少。
通过对生物体出土化石中碳—14和碳-12含量的测定,就可以准确算出生物体死亡(即生存)的年代。
例如某一生物体出土化石,经测定含碳量为m克(或碳-12的质量),按自然界碳的各种同位素含量的相对比值可计算出,生物体活着时,体内碳-14的质量应为m克。
但实际测得体内碳-14的质量内只有m克的八分之一,根据半衰期可知生物死亡已有了3个5730年了,即已死亡了一万七千二百九十年了.美国放射化学家W。
F.利比因发明了放射性测年代的方法,为考古学作出了杰出贡献而荣获1960年诺贝尔化学奖。
由于碳—14含量极低,而且半衰期很长,所以用碳-14只能准确出5~6万年以内的出土文物,对于年代久远的出土文物,如生活在五十万年以前的周口店北京猿人,利用碳—14测年法是无法测定出来的.
二、碳—14标记化合物的应用
碳—14标记化合物是指用放射性14C取代化合物中稳定同位素碳—12,并以碳—14作为标记的放射性标记化合物.它与未标记的相应化合物具有相同的化学与生物学性质,不同的只是它们带有放射性,可以利用放射性探测技术来追踪。
自20世纪40年代,就开始了碳—14标记化合物的研制、生产和应用。
由于碳是构成有机物三大重要元素之一,碳-14半衰期长,β射线能量较低,空气中最大射程22cm,属于低毒核素,所以碳-14标记化合物产品应用范围广.至80年代,国际上以商品形式出现的碳—14标记化合物,包括了氨基酸、多肽、蛋白质、糖类、核酸类、类脂类、类固醇类及医学研究用的神经药物、受体、维生素和其他药物等,品种已达近千种,约占所有放射性标记化合物的一半。
以碳-14为主的标记化合物在医学上还广泛用于体内、体外的诊断和病理研究.用于体外诊断的竞争放射性分析是本世纪60年代发展起来的微量分析技术。
应用这种技术只要取很少量的体液(血液或尿液)在化验室分析后,即可进行疾病诊断。
由于竞争放射性分析体外诊断的特异性强,灵敏度高,准确性和精密性好,许多疾病就可能在早期发现,为有效防治疾病提供了条件。
碳—14标记化合物作用灵敏的失踪剂,具有非常广泛的应用前景。
问题解决:
碳—12和碳-14的有何联系和区别?
交流讨论:
【例1】简单原子的原子结构可用下图表示方法形象表示:
其中●表示质子或电子,○表示中子,则下列有关①②③的叙述正确的是…………………………………………………()
A。
①②③互为同位素
B。
①②③互为同素异形体
C。
①②③是三种化学性质不同的微粒
D.①②③具有相同的质量数
解析:
由题目信息可知①②③所表示的为三个原子,其中①是一个质子和一个电子,②是一个质子一个中子和一个电子,③是一个质子、两个中子和一个电子,故①②③互为同位素。
而同素异形体是指同种元素形成的不同单质(如金刚石和石墨)。
答案:
A
【例2】(2004年江苏高考题)我国的“神舟”五号载人飞船已发射成功,“嫦娥”探月工程也已正式启动。
据科学家预测,月球的土壤中吸附着数百万吨的32He,每百吨32He核聚变所释放的能量相当于目前人类一年消耗的能量。
在地球上,氦元素主要以42He的形式存在.下列说法正确的是…………………………………………………()
A.42He原子核内含有4个质子
B。
32He和42He互为同位素
C.32He原子核内含有3个中子
D.42He的最外层电子数为2,所以42He具有较强的金属性
解析:
熟练掌握原子的构成,以及两个关系式是解决这类题目的关键.根据质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)和AZX中各符号的含义,我们不难看出A项中质子数应为2;C项中中子数应为1;B项正确;而D选项,我们知道2号元素为稀有气体元素,不具有金属性,故很容易排除。
答案:
B
思考与交流:
这道题目以新闻背景材料出现,起点高,而落点低,是高考中常见的题目。
希望同学们在解决问题时注意抓住问题的主要矛盾,利用好我们所学的知识,问题就迎刃而解了。
【例3】(2004年全国高考卷)若用x代表一个中性原子中核外的电子数,y代表原子的原子核内的质子数,z代表此原子的原子核内的中子数,则对23490Th的原子来说…………………………………………………()
A。
x=90y=90z=234
B.x=90y=90z=144
C。
x=144y=144z=90
D.x=234y=234z=324
解析:
23490Th来说,质子数(x)=核外电子数(y)=90,质量数=234=质子数(x)+中子数(z),即z=234-90=144。
答案:
B
点评:
在中性原子中:
质子数=核电荷数=核外电子数,质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
【例4】人类探测月球发现,在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦,它可以作为未来核聚变的重要原料之一.氦的该种同位素应表示为………………………………()
A.43HeB.32He
C.42HeD.33He
解析:
该题考查原子的组成和表示形式,具题意质量数为3的氦,则可知A=(3),Z
(2),通过三种粒子的关系可知中子数,又可知表示形式为:
32He。
答案:
B
归纳整理:
同位素的特点:
①天然存在的元素,各同位素在自然界的含量占该元素总量的百分比(称为“丰度”,即原子百分比)基本上是固定的.
②同种元素,可以有若干种不同的核素.(元素:
112种,同位素:
1800种)
③同种元素是同一元素的不同核素之间的互相称谓,不指具体的原子。
同一种元素的不同同位素原子其质量数不同,核外电子层结构相同,其原子、单质及其构成的化合物化学性质几乎相同,只是某些物理性质略有差异。
同位素构成的化合物是不同的化合物,H2O、D2O、T2O的物理性质不同,化学性质几乎相同。
课堂训练
1。
4019K与4020Ca原子的质量数……………………………………()
A前者大B后者大
C相等D无法确定
2。
俄罗斯科学家最近合成第114号元素的原子,该原子的质量数为289,存在时间达到30秒,该原子的中子数与电子数之差是………………………………()
A61B114C175D289
3。
某微粒用AZRn+表示,下列关于该微粒的叙述正确的是…………………………()
A所含质子数=A-n
B所含中子数=A—Z
C所含电子数=Z+n
D质量数=Z+A
4。
An+有m个电子,它的质量数为A,则原子核内的中子数为…………………………()
Am+nBA-n+mCA-m-nDA+m-n
5。
与Ne原子具有相同质子数的是………………………………()
ANa+BNH4+CCH4DNa+
6。
某元素B的核电荷数为Z。
已知Bn-和Am+的核外具有相同的电子层结构,则A元素的原子序数用Z、n、m来表示,应为…………………………()
AZ+n-mBZ-n+m
CZ-n—mDZ+m+n
7.An+有m个电子,它的质量数为A,则原子核内的中子数为…………………………()
Am+nBA—n+mCA—m-nDA+m—n
8。
1996年2月9日,欧洲一科学家小组,由6630Zn和20882Pb两原子经核聚合,并放出一定数目的中子而制得第112号元素的质量数为227的同位素.则两原子在核聚合中放出的中子数目是()
A47B115C142D162
9。
元素X的一种核素abX,元素Y的一种核素cdY,已知a﹥c,b﹥d,则元素X与Y的相对原子质量………………………………()
A大于B小于C等于D不能确定-
10.据测哈雷慧星上碳的两种同位素12C和13C的原子个数比为65:
1,而地球上12C和13C的原子个数比为89:
1,地球上碳元素的相对原子质量是12。
011,那么哈雷慧星上碳元素的相对原子质量应是………………………………()
A12.000B12。
009C12。
015D12.980
11。
下列关于等温等压下,等质量气体H2、D2、T2的叙述中,正确的是…………………()
①密度之比1:
2:
3②质子数之比6:
3:
2
③中子数之比0:
3:
4④体积之比6:
3:
2
A①②③④B②③④
C①②③D③④