专题1 第三单元

1、第三单元人类对原子结构的认识【学考报告】知识内容必考加试1.原子结构模型的演变2原子的构成、原子符号3核素、同位素的概念4常见离子化合物的形成过程abaabbb一、原子结构模型的演变德谟克利特的古代原子学说万物都是由间断的、不可分割的微粒即原子构成的，原子的结合和分离是万物变化的根本原因。1803年，道尔顿原子学说，认为物质由原子组成。1904年，汤姆生“葡萄干面包式”模型，发现了电子，原子是可以再分的。1911年，卢瑟福核式原子结构模型。1913年，玻尔电子运动的分层结构模型。1926年，量子力学模型。【训练1】 提出原子结构模型的科学家，从时间的先后顺序来看，下列排列正确的是()A汤姆生、

2、玻尔、卢瑟福、道尔顿B汤姆生、玻尔、道尔顿、卢瑟福C卢瑟福、道尔顿、汤姆生、玻尔D道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔解析19世纪初，道尔顿提出了原子学说；1904年汤姆生提出了一个被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型；1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型；1913年玻尔提出了新的原子结构模型。答案D二、核外电子排布规律1每层最多容纳电子数目为2n2(n表示电子层数)个；2最外层电子数目不超过8个(第一层不超过2个)；3次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。【思考探究】1电子数相同的微粒一定为同种元素吗？提示不一定，构成物质的基本微粒有分子、原子、离子，如果是原子，电子数相同

3、，那一定为同种元素。“微粒”和“原子”不同。【例1】 A元素的原子最外层电子数是a，次外层电子数是b；B元素原子的M层电子数是(ab)，L层电子数是(ab)，则A、B两种元素形成的化合物可表示为()AB3A2 BAB2 CA3B2 DBA2解析由题意可知：ab8，b2，则a6，A为氧，B为硅，二者可形成SiO2。答案D借题发挥：118号元素的原子结构的特殊性(1)原子核中无中子的原子：H；(2)最外层有1个电子的原子：H、Li、Na；(3)最外层有2个电子的原子：Be、Mg、He；(4)最外层电子数等于次外层电子数的原子：Be、Ar；(5)最外层电子数是次外层电子数2倍的原子：C；(6)最外层

4、电子数是次外层电子数3倍的原子：O；(7)最外层电子数是次外层电子数4倍的原子：Ne；(8)电子层数与最外层电子数相等的原子：H、Be、Al；(9)核外电子总数为最外层电子数2倍的原子：Be；(10)次外层电子数是最外层电子数2倍的原子：Si、Li；(11)内层电子数是最外层电子数2倍的原子：Li、P。【训练2】 两种元素原子的核外电子层数之比与最外层电子数之比相等，则在周期表的前10号元素中，满足上述关系的元素共有()A1对 B2对 C3对 D4对解析本题考查原子的核外电子排布知识。前10号元素限制在1、2周期，即前者(A)在第1周期，后者(B)在第2周期，若A为H，则B为Be，若A为He，

5、则B为C。答案B三、原子的构成1原子结构原子由带正电的原子核和带负电的核外电子构成。原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成。2原子结构示意图3存在数据关系(1)质量关系：质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。(2)电性关系：原子：核电荷数质子数核外电子数；阴离子：质子数核外电子数电荷数；阳离子：质子数核外电子数电荷数。4表示方法：X其中X表示X元素的元素符号；Z表示X元素的原子的质子数；A表示X元素的原子的质量数。电量相对质量实际体积占据体积原子X原子核质子Z11小小中子N1小小核外电子e1小相对很大5.核素与同位素(1)元素：具有相同的核电荷数(即质子数)的同一类原子的总称。(2)核素：具

6、有一定质子数和一定中子数的某种原子。(3)同位素：质子数相同而质量数(或中子数)不同的核素的互称。6元素、核素、同位素的关系元素核素同位素区别质子数相同的一类原子的总称质子数一定、中子数也一定的一类原子质子数相同、中子数不同的原子的互称中子数可以相同，也可以不同是一类原子，不是一个原子是互称，不是单称联系质子数相同的核素属于同种元素，质子数相同的不同核素互为同位素举例1H、2H、3H、1H等都是H元素1H、1H、1H属于同一种核素1H、2H、3H互为同位素【思考探究】2“互为同位素的原子具有相同的性质”，这句话对吗？为什么？提示不对；由于同位素原子具有相同的质子数和相同的核外电子排布，所以具有

7、相同的化学性质；由于中子数不同，所以物理性质不同。【例2】 下列说法正确的是()A同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同B任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子构成的C钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子相同，所以变成氖原子D.Ar、K、Ca的质量数相同，所以它们互为同位素解析A选项中的各核素属同一元素，这些核素间必定互为同位素，同位素的化学性质几乎完全相同，A正确；B选项中描述的只是原子构成的一般规律，而忽视了氕原子(H)的原子核内只有质子而无中子这个特例，B错误；C选项中原子种类是由质子数和中子数共同决定的，若原子核不改变，仅核外发生电子得失，不会发生由一种原子

8、转变为另一种原子的现象，而只能由原子变为离子，C错误；D选项中互为同位素的不同原子质子数相同，中子数不同，因而其质量数必然不等，D错误。答案A易错疑难：规避同位素、核素、同素异形体概念理解的4个易错点(1)一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。(2)不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。(3)同位素的“同位”是指同一种元素的几种核素在元素周期表中的位置相同，即质子数相同，中子数不同；同素异形体的“同素”是指元素种类相同。(4)化学变化中原子不

9、发生变化，不同核素之间转化时原子发生变化，非化学变化。【训练3】 已知R2核内共有N个中子，R的质量数为A，确定m g R2中含有电子的物质的量为()A. molB. molC. molD核内中子的总质量小于质子的总质量解析R2核外电子数为(AN2)，m g R2的物质的量为 mol，m g R2中含有电子的物质的量为(AN2) mol。答案C【例3】CNMP(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析。C表示的碳原子(双选)()A该原子的化学性质较稳定，不易发生得失电子B核内有6个质子，核外有7个电子C质量数为13，核电荷数为6，核内质子数为7D质子数为6，核外电子数为6，核内中子数为7解析C的

10、质量数为13，质子数核电荷数核外电子数6，中子数为1367，最外层电子有4个，不易得失电子。答案AD规律方法：符号中各个字母的含义【训练4】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Fe原子，有关Fe的说法正确的是()A它是一种新元素B.Fe与Fe互为同素异形体C它是一种新核素D这是铁原子发生衰变放出两个质子形成的核素解析Fe是一种新的核素，不是新元素，A错，C对；Fe与Fe互为同位素，B错；铁原子发生衰变放出两个质子形成的核素的质子数应为24，D错。答案C四、离子键与离子化合物(加试)1离子键(1)形成过程如MgO的形成过程：O原子易获得2个电子达到8电子稳定结构，Mg原子易

11、失去2个电子达到8电子稳定结构。当Mg与O2反应时，Mg原子最外层的两个电子转移到O原子最外层上，形成带正电荷的Mg2和带负电荷的O2，带相反电荷的两种离子通过静电作用形成稳定的化合物。(2)概念：阴、阳离子之间通过静电作用形成的化学键。(3)构成微粒：阴离子和阳离子。(4)成键元素：一般情况下，活泼金属元素原子与活泼非金属元素原子间易形成离子键。2离子化合物(1)定义：由离子键构成的化合物。(3)与离子键的关系：离子化合物中一定含有离子键；含有离子键的化合物一定是离子化合物。(4)常见的离子化合物：强碱、绝大部分盐、活泼金属氧化物等。【思考探究】3离子键的实质是静电作用，形成离子键的静电作用

12、指的只是阴、阳离子间的静电吸引吗？提示形成离子键的静电作用包括阴、阳离子之间的静电吸引，也包括电子和电子、原子核和原子核之间存在的静电排斥作用，当静电吸引与静电排斥作用达到平衡时，便形成离子键。【例4】 下列说法正确的是()A离子键就是使阴、阳离子结合成化合物的静电引力B所有金属元素原子与所有非金属元素原子之间都能形成离子键C在化合物CaCl2中，两个氯离子之间也存在离子键D含有离子键的化合物一定是离子化合物解析离子键是使阴、阳离子结合成稳定化合物的静电作用，包括静电引力和静电斥力作用，A项错误；AlCl3中，Al元素原子与Cl元素原子之间形成的是共价键，B项错误；CaCl2中，两个氯离子(都

13、是阴离子)之间不存在离子键，离子键存在于阴离子和阳离子之间，C项错误；含有离子键的化合物一定是离子化合物，D项正确。答案D借题发挥：离子化合物的判断(1)由性质判断熔化时导电的化合物，一定是离子化合物；溶解时导电，不能判别。(2)看是否含有离子键若含有离子键，一定是离子化合物；熔化(或溶解)时，破坏离子键的化合物，一定是离子化合物。(3)看组成粒子若组成粒子是阴、阳离子，一定是离子化合物。(4)看组成元素含有活泼金属元素或NH时，一般都是离子化合物。如Na2O、Ba(OH)2、CuSO4、KMnO4、KClO3，都含有金属元素，都是离子化合物；NH4Cl、NH4HCO3都含有原子团NH，都是离

14、子化合物。AlCl3、(CH3COO)2Pb，不是离子化合物，全部由非金属元素组成的物质，也可能是离子化合物，如NH4Cl。【训练5】 用电子式表示出下列两种物质的形成过程。(1)MgO：_；(2)NaCl：_。1下列说法中正确的是()A40K与40Ca原子中的中子数相等B互为同位素的两种核素，它们原子核内的质子数一定相等C人们发现了112种元素，即共有112种核素D原子结构模型演变历史可以表示为：解析A项，前者中子数为21，后者为20，错误；C项，一种元素可以有多种核素，错误；D项，顺序错误。答案B2(2019·浙江省艾青中学高一上期中)H、D、T可以用来表示()A同一种原子 B化

15、学性质不同的氢原子C氢元素 D物理性质相同的氢原子解析AH、D、T是氢元素的三种不同原子，故A错误； BH、D、T是氢元素的三种不同原子，同位素的化学性质几乎完全相同，故B错误；C.H、D、T是氢元素的三种不同原子，都属于氢元素，故C正确；D.H、D、T是氢元素的三种不同原子，质量数不同，物理性质不同，故D错误。答案C3某元素原子的质量数为A，它的离子Xn 核外有y个电子，则Xn原子核内的中子数为()AAyn BAynCAyn DAyn解析离子是在原子的基础上，通过得失电子而形成的。Xn是在X原子基础上失去n个电子而形成的，所以在Xn中，核内质子数等于yn，核内中子数质量数核内质子数A(yn)

16、Ayn。答案D4已知R原子有b个中子，R2核外有a个电子，表示R原子符号正确的是()A.R B.a2R C.a2R D.R解析R2离子核外有a个电子，质子数核外电子数电荷数a2，质量数质子数中子数a2b，所以R原子符号为a2R。答案C5下列粒子的结构示意图中，属于阳离子的是()答案D6(加试题)元素、原子、核素、同位素都是重要的化学基本概念，原子的构成是重要的化学基本理论。根据下列9种化学符号：H2、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg、Cl，回答下列问题：(1)表示核素的符号共_种。(2)没有中子的是_。(3)互为同位素的是_和_。(4)质量数相等，但不能互称为同位素的是_和_。(5)中子数

17、相等，但质子数不相等的是_和_。(6)化学性质相同的是_、_。(7)Mg与Cl2形成MgCl2的过程为_。答案(1)7(2)H2(3)LiLi(4)CN(5)NaMg(6)H2和H2Li和Li(7)基础巩固题组1下列关于科学家及其提出学说贡献的叙述错误的是()A道尔顿提出原子学说B卢瑟福根据粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型C汤姆生发现电子，并提出原子结构轨道模型D舍勒发现了氯气解析A项，道尔顿提出了近代原子学说，故A正确；B项，卢瑟福根据粒子散射现象提出了原子的核式结构模型，故B正确；C项，汤姆生发现电子，玻尔提出原子结构轨道模型，故C错误；D项，瑞典化学家舍勒用二氧化锰和浓盐酸反应制得

18、氯气，从而发现了氯元素；故D正确。答案C2已知自然界的氧原子有3种：16O、17O、18O，氢原子有1H、2H，从水分子的原子组成来看，自然界的水共有()A2种 B6种C9种 D12种解析2个氢原子有H2、HD、D2等3种组合，再分别与16O、17O、18O结合，即可组合成9种不同的水分子。答案C3已知最外层电子数相同的原子具有相似的化学性质。氧原子的核外电子分层排布示意图为，则下列原子中，与氧原子的化学性质相似的是()解析氧原子最外层电子数为6，C项所示原子最外层电子数也是6。答案C4核裂变产生的核能可以用于发电，U是一种常用的核燃料，下列说法错误的是()A.U相对原子质量约为235B.U中

19、的中子数为92C.U与C的质量比约为23512D.U与U互称为同位素解析A项，原子的相对原子质量近似等于质量数，U的相对原子质量约为235，故A正确；B项，U的质子数是92，中子数23592143，故B错误；C项，质量之比等于质量数之比23512，故C正确；D项，U与U质子数相同，中子数不同，互称为同位素，故D正确；故选B。答案B5核内中子数为N的R2，质量数为A，则n g它的氧化物中所含质子的物质的量是()A.mol B.molC.mol D(AN2)mol解析该离子的质子数AN，一个RO中质子数是AN8，该氧化物的物质的量mol，则ng它的氧化物中所含质子的物质的量mol×(AN

20、8)mol，故选A。答案A6下列叙述中正确的是()AH3O和OH中具有相同的质子数和电子数B中子数为20的氯原子可表示为ClC.U和U是同位素，物理性质几乎相同，化学性质不同DS2的结构示意图解析A项，H3O质子数为11，氢氧根离子中的质子数是9个，故A错误；B项，原子符号中左上角的数字表示质量数，质量数质子数中子数，则中子数为20的氯原子表示为Cl，故B错误；C项，互为同位素原子，核外电子排布相同，最外层电子数决定化学性质，同位素的化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，故C错误；D项，S2的质子数为16，核外电子数为18，各层电子数分别为2、8、8；结构示意图，故D正确。答案D7质量数为37

21、的原子，可能有()A18个质子，19个中子，19个电子B18个质子，20个中子，18个电子C19个质子，18个中子，20个电子D18个质子，19个中子，18个电子解析A中质量数为37，但质子数不等于电子数，错误；B中质量数为38，错误；C中质量数为37，但质子数不等于电子数，也错误；D正确。答案D8下列化学用语正确的是()A硫酸铁的化学式为：FeSO4B氧离子结构示意图：C碳酸氢钠的电离方程式：NaHCO3=NaHCOD质量数为37的氯核素符号：Cl解析A项，FeSO4为硫酸亚铁，硫酸铁正确的化学式为Fe2(SO4)3，故A错误；B项，氧离子的核电荷数为8，核外电子总数为10，其正确的离子结构

22、示意图为：，故B错误；C项，碳酸氢钠在溶液中完全电离，其电离方程式为：NaHCO3=NaHCO，故C正确；D项，氯元素的质子数为17，质量数为37的氯核素符号为：Cl，故D错误；故选C。答案C9某元素原子的原子核外有三个电子层，最外层电子数是4，该原子核内的质子数是()A14 B15 C16 D17解析核外有K、L、M三层，M层上有4个电子，则K、L层已排满，每层电子数分别为2、8，则该原子结构示意图为，故选A。答案A10某金属氧化物的化学式为M2O3，一个分子的电子总数为50，每个M离子含10个电子，若其中每个氧原子核内部有8个中子，M2O3的相对分子质量为102，则M原子核内的中子数为()

23、A14 B16 C10 D21解析本题涉及质子、中子、质量数和相对分子质量等有关知识，解题的主要依据是原子组成中的电荷关系和质量关系。M2O3中M的化合价为3价，其离子为M3，由于每个M离子具有10个电子，故M原子中含13个电子。设M原子核内中子数为x，则有质量数102(13x)×216×3，x14。答案A11(加试题)(2019·金华东阳二中高一期末)两种微粒含有相同的质子数和电子数，这两种微粒可能是()两种不同的原子两种不同元素的原子一种原子和一种分子一种原子和一种离子两种不同分子一种分子和一种离子两种不同阳离子两种不同阴离子一种阴离子和一种阳离子A BC D

24、全部都是解析分子或原子中质子数核外电子数，阳离子中质子数核外电子数电荷数，阴离子中质子数核外电子数电荷数，同位素的不同核素具有相同的质子数和核外电子数。互为同位素的原子含有相同的质子数和电子数，故正确；不同元素的原子其质子数(或电子数)一定不同，故错误；氖原子和水分子具有相同的质子数和电子数，故正确；一种原子和一种离子其质子数相同时，电子数一定不同，故错误；H2O和NH3具有相同的质子数和电子数，故正确；一种分子和一种离子含有的质子数相同时，电子数一定不同，故错误；钠离子和铵根离子具有相同的质子数和电子数，故正确；氢氧根和氟离子具有相同的质子数和电子数，故正确；一种阴离子和一种阳离子含有的质子

25、数相同时电子数一定不同，故错误。答案B12(加试题)在118号元素中，有A、B两种原子，A原子的第三层比B原子的第三层少3个电子，B原子的第二层电子数恰好为A原子第二层电子数的2倍。A和B分别是()ASi和Na BB和HeCCl和O DC和Al解析设原子A的L、M两层电子数分别为x、y，依题意，A、B两原子的电子层结构：KLMA 2 x yB 2 2x y3原子B的M层至少有3个电子，因而其L层的电子数必然是8个，求得x4。对原子A来说，L层有4个电子时，L层只能是最外层，即y0，y33。因此，这两个原子核外电子排布：KLMA 2 4 0B 2 8 3故这两种原子分别为碳原子和铝原子。答案D1

26、3有A、B、C三种元素，核电荷数均小于18。已知A元素原子的核电荷数大于B元素原子的核电荷数，但两种元素的原子具有相同数目的电子层，A元素最外层电子数为B元素的两倍，A元素原子第三层电子数为第一层电子数的三倍，C元素原子的核电荷数是电子层数的4倍，其质子数为最外层电子数的6倍。请回答下列问题：(1)A的原子结构示意图为_；(2) B元素的名称为_。(3)C的离子结构示意图为_；C元素的符号为_。解析因为K层最多容纳2个电子，又已知A元素第三层电子数是第一层电子数的3倍，所以第三层电子数为2×36个，则A为硫。B元素最外层的电子数为6÷23，则B为铝。已知C元素原子的核电荷数

27、是电子层数的4倍，质子数为最外层电子数的6倍，4与6的最小公倍数为12，可见该元素原子的核内质子数应为12的倍数，又因为核电荷数小于18，故为Mg。答案(1)(2)铝(3)Mg14观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答有关问题。(1)与离子相对应的元素的符号是_，与原子相对应的离子的结构示意图是_。(2)电子层结构相同的是_(填写代号，下同)，性质最稳定的是_，最容易失去电子的是_，最容易得到电子的是_。(3)在核电荷数110的元素内，列举两个与B的电子层结构相同的离子，写出离子的符号_。解析(1)在AE这五种粒子中，A是Cl，B是O2、C是Ne，D是Na，E是Mg

28、2。Ne的特殊稳定结构决定了它不能形成离子。(2)电子层结构相同，即电子层数和各个电子层上的电子数目都相同，但与原子核无关。O2、Ne和Mg2都具有稳定的电子层结构，但最稳定的是Ne。(3)在核电荷数110的元素内，N原子的核外共有7个电子，其最外层上是5个电子，N原子得到3个电子后形成的N3与B的电子层结构相同；F原子的核外共有9个电子，其中最外层上是7个电子，F原子得到1个电子后形成的F与B的电子层结构相同。答案(1)O、Mg(2)B、C、ECDA(3)N3、F15用X表示原子：(1)中性原子的中子数N_。(2)AXn共有x个电子，则该阳离子的中子数N_。(3)AXn共有x个电子，则该阴离子的中子数 N_。(4)12C16O2分子中的中子数N_。(5)A2原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2所含电子的物质的量为_。解析根据“质子数中子数质量数”的关系，(1)NAZ；(2)AXn共有x个电子，中性原子X的电子数为xn，则NAxn；(3)AXn共有x个电子，中性原子X的电子数为xn，则NAxn；(4)12C16O2分子中的中子数为68822；(5)A2所含电子数为mx2，则n g A2所含电子的物质的量为 mol。答案(1)AZ(2)Axn(3)Axn(4)22(5) mol能力提升题组16(加试题