化学（浙江）必修1学案1第三单元人类对原子结构的认识

第三单元人类对原子结构的认识

［考试要求］

1.原子结构模型的演变(a∕a)

2.原子的构成，原子符号(b∕b)

3.核素、同位素的概念(a∕b)

4.常见离子化合物的形成过程(/b)

晨背•重点语句

1.原子结构模型先后经历了道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔等多位科学家的研窕。

在化学反应中原子核不发生变化，原子的最外层电子数可能发生变化。

3.朱表示一个质量数为4质子数为Z的原子，其中子数为力一名

尸、.同种元素(质子数相同)的不同原子(中子数不同)互称同位素。核素的种类与原

—子种类相同。

原子结构模型的演变

基础

1.古希腊原子学说

万物由间断的、不可分的原子构成，原子的结合和分离是万物变化的根本原因。

2.道尔顿原子学说

19世纪初，道尔顿认为，物质由原子构成，原子不能被创造，不能被毁灭，在化学变

化中不可再分割。

3.汤姆生原子结构模型

1897年，汤姆生发现原子中存在电壬，并提出了一个“葡萄干面包式”的原子结构模

型。

4.卢瑟福原子结构模型

原子由原子核和核外电子构成,原子核带正电荷,电子带负电荷,在原子核周围做高

速运动。

5.玻尔原子结构模型

原子核外，电子在一系列稳定的轨道上运动，每个轨道都有一个确定的能量值。

6.现代原子结构学说——电子云模型

原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用量子力学方法描述核外电子的运

动。

演练•题组冲关

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、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：选D19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。

2.如图所示的原子结构模型的演变图中，（D为道尔顿实心球式原子模型，（2）为卢瑟

福行星运转式原子模型，（3）为汤姆生葡萄干面包式原子模型，（4）为近代量子力学原子模

型，（5）为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变的

顺序的一组为（）

⑷⑸

A.⑴⑶⑵⑸（4）B.⑴⑵⑶⑷⑸

C.⑴⑸⑶⑵（4）D.⑴⑶⑸⑷⑵

答案：A

原子核外电子排布（对应学生用书P25）

基础•自主落实

1.原子结构

（1）原子结构

（2）表示方法：原子结构示意图

如0：

2.元素的化学性质与原子核外电子排布的关系

(1)化学反应的特点：原子核不发生变化,但最外层电子数可能发生变化。

(2)元素的化学性质与原子结构的关系

活泼金属元素的原子最外层电子数较少，易失去，而活泼非金属元素的原子最外层电

子数较多,易从外界获得电子；稀有气体原子最外层有8个(He2个)电子，化学性质稳定,

不易得失电子。

(3)化合价和核外电子排布的关系

①活泼金属在反应中，一般失去电子,表现正化合价。

②活泼非金属在反应中，一般得到电子,表示负化合价。

3.核外电子排布规律

(1)能量最低原理：电子总是尽先排布在能量最低的电子层里。

(2)每个电子层最多只能容纳2#电子，①最外层最多只能容纳8个电子(氮原子是2

个)；②次外层最多只能容纳18个电子；③倒数第三层最多只能容纳32个电子。

4.离子化合物的形成过程［仅供选考考生使用］

在活泼金属与活泼非金属的反应中，金属元素的原子失去电子，表现为正化合价，非

金属元素的原子得到电子，表现为鱼化合价，而形成离子化合物。如氧化镁的形成：

演练

1.下列微粒结构示意图中，不正确的是()

ABCD

解析：选D当原子核外第一电子层是最外电子层时，其中的最多电子数为2,当原子

核外其他电子层作为最外层时，其中的最多电子数为8,因此是错误的。

2.根据给出的原子或离子结构示意图，回答下列问题(填字母)：

(D电子层排布相同的是

(2)属于同种元素的是。

(3)属于金属元素的是o

⑷属于稀有气体元素的是,稀有气体一般不参与化学反应的原因是

(5)写出D参加化学反应后所得离子的结构示意图

解析：电子层排布相同是指电子层数和各电子层上的电子数均相同；决定元素种类的

是核内质子数，即核电荷数；金属元素原子的最外电子层上的电子数一般较少；稀有气体

原子最外电子层上一般为8个电子，He最外层为2个电子。

答案：(I)BC(2)AB(3)D(4)C原子的最外层电子已达到8(或2)电子稳定结构，

既不易失去电子也不易得到电子(5)'-y”

［方法技巧］

(1)最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。

(2)最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：Co

最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：Oo

最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Neo

(3)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Alo

⑷电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be.

⑸次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si»

(6)内层电子总数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。

嘎1破I©原子核的组成

基础

1.原子的组成

"hP.］质子：带1个单位正电荷

原子、I中子：不带电

、电子：带I个单位负电荷

2.质量数

(1)概念：将原子核内所有的质壬和蚯的相对质量取整数加起来所得的数值，用4表

ZjSo

(2)构成原子的微粒间的两个关系

①质量数=质子数(0+中子数(加

②质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数。

3.原子组成的表示方法

纪质量数质子数元素符号

如作为相对原子质量标准为汽表示质子数为6,质量数为坨的碳原子。

［特别提醒］

并不是所有原子都是由质子、中子和电子构成的。如;H是由质子和核外电子构成。

4.核素

(1)概念

具有一定质壬数和一定蚯数的一种原子称为一种核素。

(2)氢元素的三种核素

氢元素的原子核

原子符号保)原子名称

质子数⑵中子数(加

JH1O

■或D笊(重氢)11

沿或T瓶(超重氢)12

(3)碳元素的三种核素汽、汽、汽，质子数均为每中子数分别为0、1、8«

5.同位素

(1)概念

质子数相同、质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素。

(2)特点一一两同两不同

①两同：质子数相同，元素相同；

②两不同：中子数不同，原子不同。

(3)性质

①同一元素的各同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质基本相同。

②天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。

(4)用途

①放射性的支用于考古断代。

②汨和汨用于制造氢弹。

③放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。

［特别提醒］

“同位”是指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置。如g与g互为同

位素，而”K和MCa不互为同位素。

6.元素、核素、同位素的区别

内容元素核素同位素

质子数相同的一质子数、中子数都一定质子数相同、中子数不

本质

类原子的原子同的核素的互称

/畴同类原子原子原子

只有种类,没有个

特性化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全相同

数

决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数

举例H、C、O三种元素；H、汨、汨三种核素出、瓦汨互称同位素

演练•题组冲关

1.判断正误(正确的打“，错误的打“X”)。

(1)不同元素的核素的质量数一定不同()

⑵汽和揶互为同位素()

(3)需U与歌U是同一种核素()

(4)久可用于文物的年代鉴定，"C与"为同种单质()

答案：⑴X(2)X⑶X(4)×

2.在;Li、2i、额a、伽g、β4C、揶中：

(1)和________互为同位素；

⑵和的质量数相等，但不能互称同位素；

(3)和的中子数相等，但质子数不等，所以不是同种元素。

解析：

核素符号质子数中子数质量数

Li336

347

111223

物g121224

Fc6814

--

7N7714

答案：⑴;LiILi⑵汽J4N⑶颔a⅜

3.填写下列表格中的内容。

元素名称原子质子数中子数核外电子数质量数

碳I2C

氧~Tδ~

32^

硫160

氯∏C1

答案：66612

810818

16161632

17181735

［三级训练•节节过关］

课堂・巩固练

1.元素的种类和原子的种类相比较（）

A.前者大B.后者大

C.相等D.不能确定

解析：选B一种元素可能存在多种同位素，所以元素种类小于原子种类。

2.简单原子的原子结构可用如图所示的表示方法形象地表示。

①②应）。电子

下列关于粒子①、②、③的叙述正确的是（）

A.①、②、③不互为同位素

B.①、②、③表示三种核素

C.①、②、③是三种化学性质不同的粒子

D.①、②、③具有相同的质量数

解析：选B由于三种结构中均只有一个质子，中子数不同，所以它们表示氢元素的三

种核素，A项错误，B项正确：它们的化学性质相同，C项错误；三者的质量数分别为1、2、

3,D项错误。

3.国际纯粹与应用化学联合会宣布，将合成化学元素第115号（缪MC）提名为化学新元

素。下面有关说法不正确的是（）

A.备MC中的中子数比质子数多51

B.缪MC与ξ¾lc互为同位素

C.缪Me与筌MC化学性质基本相同

D.MC元素是在化学变化中产生的

解析：选D理清质子数、中子数、质量数、元素相对原子质量的关系，同位素的化学

性质相似，物理性质不同。化学变化有新物质产生，但不会产生新的元素。

4.某微粒用符号加"表示，下列关于该微粒的叙述中正确的是()

A.所含质子数为(4一〃)

B.所含中子数为Z

C.所含电子数为(Z+A)

D.中子数一电子数=4—2Z+A

解析：选D对于微粒叙+,M代表元素符号，Z是该元素某原子的质量数，Z是该原子

的质子数，A是该原子所带的正电荷数，即表示M原子失去。个电子。由于原子变成离子时，

一般只是最外层电子数的变化，而原子核内的质子数和中子数不变，A项不正确；中子数为

a-力，B项不正确；豺+的电子数为(人力，C项不正确；中子数一电子数=(4-Z-(Z

—n)=A-2Z+n,D项正确。

5.用A表示质子数、B表示中子数、C表示核外电子数、D表示最外层电子数、E表示

电子层数，填写下列空格。

(1)同位素种类由________决定；

(2)元素种类由________决定；

(3)某元素有无同位素由________决定；

(4)质量数由________决定；

(5)元素的化学性质主要由________决定；

(6)核电荷数由________决定。

解析：(1)同位素指质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子的互称，故同位素

由质子数、中子数决定；

(2)元素指具有一定核电荷数(质子数)的一类原子。

(3)中子数决定了元素有无同位素。

(4)由于电子的质量很小，原子的质量主要集中在原子核上，故质量数由质子数和中子

数决定。

(5)由于电子的得失难易程度直接决定元素的化学性质，因此，元素的化学性质与原子

核外最外层电子数有密切关系。

(6)核电荷数=质子数。

答案：(1)A、B(2)A(3)B(4)A、B(5)D(6)A

全面练

1.H、D、T、H+可以用来表示()

A.同一种原子B.化学性质不同的氢原子

C.氢元素D.氢的四种核素

解析：选CH、D和T是氢原子，H+是氢离子，它们都是氢元素，其中H+是离子态的

氢元素。

2.英国科学家道尔顿（J.Dalton,1766〜1844）的原子学说曾经对化学的发展产生了巨

大的影响，因而被誉为“近代化学之父”。以下是“道尔顿原子学说”中的部分内容：

①原子是不可分割的实心球体；②同种元素的原子，其性质和质量都相同；③原子在

化学变化中不可再分割，它们在化学反应中保持本性不变。从现代观点来看，“道尔顿原

子学说”的这些内容中不正确的是（）

A.①②B.②③

C.①③D.①②③

解析：选A从现代的观点来看，原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由质

子和中子构成的，质子和中子都还可分割为更小的微粒；同种元素的原子，核内质子数相

同，但核内中子数不一定相同，原子的质量也就不一定相同；在化学变化中，原子的变化

是核外电子的变化，原子核不变，原子的本性也就不变。

3.工业焊接钢管时常用康CS进行“无损探伤”，这里的“137”是指该原子的（）

A.质子数B.中子数

C.电子数D.质量数

解析：选D肾CS的质量数为137。

4.下列离子中，电子数大于质子数且质子数大于中子数的是（）

++

A.D3OB.Li

C.0D^D.OH-

解析：选D电子数大于质子数只能是阴离子，A、B两项不正确；C项中0原子质子数

=中子数，D（重氢）质子数=中子数，则OD-的中子数=质子数，不正确；D项中H无中子,

OH-中质子数＞中子数，正确。

5.下列各组微粒：①H3。+、NHlNa+;②OH，NHΓ,F-；③（T、Na+,Mg2+;④CH%、

NH3、H2O,具有相同质子数和电子数的是（）

A.①②③B.①②④

C.②③④D.©©④

解析：选B⅛0+,NHMNa+各有U个质子和10个电子；0H∖NH7、F-各有9个质子

和10个电子；CH4、NH3、H2O各有10个质子和10个电子。

6.下列说法正确的是（）

A.同位素椒、既a具有相同的质量数

B.a与a互称为核素

C.氟的元素符号为泞

D.wB的中子数和核外电子数相同

解析：选D；黑、就/质子数不同，不互为同位素，A项错误；MO与g互称为同位素，

是不同种核素，B项错误；氟的元素符号为F,C项错误；IOB的中子数和核外电子数均为5,

D项正确。

7.下列说法正确的是（）

①质子数相同的粒子一定属于同种元素②电子数相同的粒子不一定是同一种元素

③一种元素只能有一种质量数④某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数⑤质

子数相同，电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子⑥同位素的性质几乎完

全相同

A.①③④⑥B.①②④⑤

B.②③⑤⑥D.②⑤

解析：选D①中粒子可以是原子、分子或离子，不正确；③中一种元素可以有不同质

量数的几种核素，不正确；④中质量数等于质子数与中子数之和，不正确；⑥中同位素的

物理性质不同，不正确。

8」打是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中KT的含量变化来监测核电站

是否发生放射性物质泄漏。下列有关郡I的叙述中错误的是（）

A.^1I的化学性质与；仃相同

BY∣I的核电荷数为53

C.£l的原子核外电子数为78

DYll的原子核内中子数多于质子数

解析：选C!打和^7I的核外电子数目相同，具有相同的化学性质，A项正确；镇I

的核电荷数和核外电子数均为53,B项正确，C项错误；郡I的原子核内中子数为131—53

=78,而质子数为53,D项正确。

9.填表。

原子或离子

微粒电子数质子数中子数质量数

结构示意图

-~

~7δ~

~1AΓ

34Q2一

160

答案:

原子或离子

微粒电子数质子数中子数质量数

结构示意图

∏C117172037

g881018Θ))

(+13)2^3

阿13131427

(+16)2^8

34o2∙-

16018161834

10.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。

⑴与离子相对应的元素符号是，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(填字母，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)可直接相互结合形成化合物的化学式是o可经过得失电子后再相互结合形

成的化合物的化学式是o

(4)在核电荷数1〜10的元素内，列举一个与B电子层结构相同的离子，写出离子的符

号：。

解析：(1)在五种微粒中A是CLB是(T,C是Ne,D是Na,E是Mg?+。Ne的特殊稳

定性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。02∖Ne、Mg-都

具有稳定的电子层结构，但最稳定的是Ne。

(3)O?-与Mg?+可形成MgO,Cl与Na得失电子后形成NaClo

(4)在核电荷数1-10的元素内，F原子核外共有9个电子，其中最外层上是7个，F

原子得到1个电子后形成F,与B的电子层结构相同。

答案：⑴0、Mg(2)BCECDA(3)MgONaCl(4)F^

深化∙提能练

1.已知最外层电子数相等的元素原子具有相似的化学性质。氧元素原子的核外电子分

层排布示意图为,下列原子中，与氧元素原子的化学性质相似的是()

解析：选D由信息可知最外层电子数相等的原子化学性质相似。在解题时找最外层电

子数与氧原子相同的即可。

2.下列叙述正确的是（）

A.同种元素的原子均有相同的质子数和中子数

B.Il5U和贵U是中子数不同质子数相同的同种核素

C.F-的结构示意图：G）））

D.中子数为20的氯原子：筑1

解析：选C同种元素的原子的质子数相同，但中子数可能相同也可能不同，A项错误;

同种核素的质子数、中子数均相同，B项错误；中子数为20的氯原子应为沈LD项错误。

3.诺贝尔化学奖得主GerhardErtl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深

入研究。下列关于缀Pt和%>t的说法正确的是（）

A.2⅛t和嚼Pt的质子数相同，互称为同位素

B.缆Pt和嘴Pt的中子数相同，互称为同位素

C.2?IPt和嚼Pt的核外电子数相同，是同一种核素

D.嘴Pt和嘴Pt的质量数不同，不能互称为同位素

解析：选A二者质子数相同，但质量数不同，故核外电子数相同，中子数不同，二者

互称为同位素，A项正确。

4.我国稀土资源丰富。下列有关稀土元素崂Sm与曝Sm的说法正确的是（）

A.崂Sm与啜Sm互为同位素

B.啜Sm与嚼Sm的质量数相同

C.%Sm与崂Sm是同一种核素

D.啜Sm与啜Sm的核外电子数和中子数均为62

解析：选A由稀土元素啜Sm、崂Sin可知，二者是含有相同质子数、不同中子数的同种

元素；其中啜Sm的质量数为144,中子数为82；啜Sm的质量数为150,中子数为88；故B、

D项错；根据核素的定义“含有一定数目的质子和一定数目的中子”可知啜Sm、曝Sm为两种

核素，故C错。

5.已知R元素的某种同位素，能形成化合物AR,其中A的化合价为+加该化合物中

一个R微粒的核外电子数为a,核内中子数为6,则该同位素原子符号是（）

A⅛+ΛF⅛∙Λ0ŋa+⅛-^z∣7Q

A∙Λ+ΛΛD∙a+irfv

C.β+^RD.L拉条

解析：选D由题意可知在化合物AxI中R的化合价为一0,其离子符号为IT,已知一

个RL的核外电子数是a,R的核外电子数为a一处则其核内质子数为a一如质量数=质子

数+中子数=a—/6,即可得出正确答案为D。

6.下列有关化学用语的说法正确的是()

(+17)2^

A.氯原子的结构示意图：

B.中子数为146、质子数为92的铀(U)原子：'加

C.∣H与组互称同位素

D.23βTh和232Th的化学性质不相同

解析：选C氯原子最外层有7个电子，A项错误；U原子的质量数为146+92=238,

原子符号为赞U,B项错误；同位素的物理性质不同，化学性质几乎完全相同，D项错误。

7.在离子R(Γ中，共有X个核外电子，R原子的质量数为4则R原子核内含有的中

子数目是()

A.A—x+zz+48B.A—x+z∕+24

C.J-χ-77—24D.Z+x一刀―24

解析：选B设R原子的中子数为4则RO「中核外电子为/一Λ÷3X8+m根据题意

得4-Λ÷3X8+A=X,JV=A-χ+n+24o

8.核内中子数为碘R",质量数为4则Ag它的氧化物中所含质子的物质的量是()

A.-τprτ(J-ΛH-8)mol

B.(N—Λ4-10)mol

月4十16

C.U-Λ⅛2)mol

D.^(i4-ΛH-6)mol

A

解析：选A首先应运用质量数3=质子数⑵+中子数⑷，求出R原子所含质子数。

把电子的质量忽略不计，R2+的质量数为4则R原子的质量数也是4所以在R原子中Z=

A-N,由IT所带的电荷数可知，R显+2价，其氧化物为R0,摩尔质量为(4+16)g∙mol,

ngRo物质的量为molo1molRo中所含质子的物质的量为(4-ΛH~8)mol,则白

A-r10