苏教版高中化学必修一第3讲：人类对原子结构的认识(教师版)

原子结构____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．引导学生认识原子核的结构，懂得质量数和eq\o(\s\up6(A),\s\do2(Z))X的含义，掌握构成原子的微粒间的关系；知道元素、核素、同位素的涵义；掌握核电荷数、质子数、中子数、质量数之间的相互关系。2．引导学生了解原子核外电子的排布规律，使他们能画出1～18号元素的原子结构示意图；了解原子的最外层电子排布与元素的原子得、失电子能力和化合价的关系。知识点一．原子结构1．定义：原子由原子核（含质子和中子）和核外电子构成，原子核带正电荷，位于原子的中心；带负电荷的电子在原子核周围的空间做高速运动。2．构成原子的微粒---电子、质子和中子的基本数据：微粒电子质子中子质量(kg)9.109×10－311.673×10－271.675×10－27相对质量0.0054841.0071.008电量(C)1.602×10－191.602×10－190电荷-1+103．数量关系：核内质子数＝核外电子数4．电性关系：原子核电荷数＝核内质子数＝核外电子数阳离子核内质子数＞核外电子数阴离子核内质子数＜核外电子数5．质量关系：质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）6．如果用eq\o(\s\up6(A),\s\do2(Z))X的形式表示一个质量数为A、质子数为Z的原子，那么组成原子的粒子间的关系可以表达为:原子核质子（+）:Z个eq\o(\s\up6(A),\s\do2(Z))X：中子:（A—Z）个核外电子（—）:Z个7．元素的种类是由原子核内的质子数决定的。元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称。知识点二．核素、同位素1．核素：人们把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。2．元素、核素、同位素三者之间的关系：知识点三．核外电子排布1．电子的运动具有区别于宏观物体的几大特征:(1)．质量很小(9.109×10-31kg(2)．带负电荷；(3)．运动空间范围小(直径约10-10m(4)．运动速度快(接近光速)。因此，电子的运动特征就与宏观物体的运动有着极大的不同一一它没有确定的轨道。2．核外电子排布的规律:(1)．电子是在原子核外距核由近及远、能量由低至高的不同电子层上分层排布；(2)．每层最多容纳的电子数为2n2(n代表电子层数)；(3)．电子一般总是尽先排在能量最低的电子层里，即最先排第一层，当第一层排满后，再排第二层，等等。(4)．最外层电子数则不超过8个(第一层为最外层时,电子数不超过2个)。类型一．原子结构例1．已知元素X、Y的核电荷数分别是a和b，它们的离子Xm＋和Yn－的核外电子排布相同，则下列关系式中正确的是()A．a＝b＋m＋nB．a＝b－m＋nC．a＝b＋m－nD．a＝b－m－n解析：在原子中，核电荷数等于核外电子数；在阳离子中，核电荷数减去离子所带电荷数等于核外电子数；在阴离子中，核电荷数加上离子所带电荷数等于核外电子数。因为Xm＋和Yn－具有相同的核外电子排布，所以，Xm＋和Yn－具有相同的核外电子数，aXm＋的核外电子数等于a－m，bYn－的核外电子数为：b＋n，则：a－m＝b＋n。答案：A例2．下图为四种粒子的结构示意图，完成以下填空：(1)．属于阳离子结构的粒子是______________。(2)．B粒子的半径__________C粒子的半径(填“大于”“小于”或“等于”)。(3)．某元素R形成的氧化物为R2O3，则R的原子结构示意图可能是________。解析：本题考查了离子结构与原子结构的关系：质子数>电子数时为阳离子结构，带正电荷；质子数＝电子数时为原子结构，不带电；质子数<电子数时为阴离子结构，带负电荷。因此第1小题中阳离子是B，A是阴离子，C、D是原子；当原子失去最外层电子时，半径减小，得到电子时半径增大；第3小题有难度，首先要判断出R元素的化合价，因为氧元素的化合价为－2，R元素的化合价为＋3，即最外层电子数为3(若是非金属元素需另外讨论)。答案：(1)．B(2)．小于(3)．D类型二．核素、同位素例3．(2014-2015威海一中期末考试题)eq\o\al(3,2)He在热核反应中没有中子辐射，作为能源时不会污染环境。月球上eq\o\al(3,2)He的数量足够人类使用1000年，而地球上eq\o\al(3,2)He含量很少。eq\o\al(3,2)He和eq\o\al(4,2)He互为()A．同分异构体B．同系物C．同素异形体D．同位素解析：同素异形体是对单质而言。同位素是同一元素的不同原子。答案：D类型三．核外电子分布例4．近期，科学家用NaNO3和Na2O在573K下反应制得了离子化合物NaxNO4，经测定，在NOeq\o\al(x－,4)中的各原子的最外层电子都达到了8个电子稳定结构，则x为()A．1 B．2 C．3 D．4解析：NOeq\o\al(x－,4)中各原子最外层电子都达到8电子结构，需32个电子，而一个N原子和4个O原子最外层共有(5＋4×6＝29)个电子，故还需得到3个电子，因此x＝3。答案：C基础演练一．选择题1．最近医学界通过用放射性14C标记的C60，发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞，从而抑制艾滋病，则有关14C的叙述正确的是（

）A.与14N含有的中子数相同

B.是C60的同素异形体C.与C60中普通碳原子的化学性质不同

D.与12C互为同位素2．质量数为37的原子，应该有（）A．18个质子，19个中子，19个电子B．18个质子，20个中子，18个电子C．19个质子，18个中子，20个电子D．18个质子，19个中子，18个电子3．与元素的化学性质关系最密切的是（）A．质子数B．中子数C．核电荷数D．最外层电子数4．下列原子结构示意图中,正确的是:（）AA.B.C.D.5.某元素原子核外L层电子数是其它层电子数之和的2倍，则该元素的核电荷数为（）A.7B.8C.12D.166.下列微粒中，与Ar原子具有相同的核外电子排布的微粒是（）A.F－

B.Mg2＋

C.Cl-

D.Na+7.(2014-2015枣庄实验中学期末考试题)核电荷数为1～18的元素中，下列叙述正确的是()A.最外层只有1个电子的元素一定是金属元素B.最外层只有2个电子的元素一定是金属元素C.最外层电子数多于4个的元素一定是非金属元素D.核电荷数为17的元素的原子易获得1个电子8．X、Y、Z和R分别代表四种元素。如果aXm+、bYn+、cZn-、dRm-四种离子的电子层结构相同(a、b、c、d为元素的原子序数)，则下列关系正确的是（）A.a－c＝m－nB.a－b＝n－m

C.c－d＝m＋n

D.b－d＝n＋m9.下列说法中不正确的是()①质子数相同的粒子一定属于同一种元素②同位素的性质几乎相同③质子数相同电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子④同一种元素的核素种类由中子数决定A．②③

B．①②

C．①④

D．③④二．填空题10．A元素原子第三层电子层上有6个电子。B元素与A元素的原子核外电子层数相同，B元素的原子最外电子层只有1个电子。（1）．A元素的原子结构示意图为________________。（2）．A、B两元素形成的化合物的名称是________，化学式为。11．已知：A、B、C、D四种元素的质子数都小于18，它们的核电荷数A<B<C<D；A与B可生成化合物AB2，每个AB2分子中含有22个电子；C元素原子的次外层电子数为最外层电子数的2倍，D元素原子的最外层电子数比次外层少1个，则各元素符号分别为：A__________；B__________；C__________；D__________。巩固提高1．简单原子的原子结构可用下图形象地表示其中表示质子或电子，表示中子。则下列有关①②③的叙述中，正确的是（）A．①②③互为同位素B．①②③互为同素异形体C．①②③是三种物理性质相同的粒子D．①②③具有相同的质量数2．以下关于原子结构的说法中，正确的是（

）A．卢瑟福通过α粒子散射实验发现了电子；B．因为原子核是带正电的，所以原子也是带正电的；C．电子是均匀地嵌在原子中的；D．目前被认为最科学的原子模型是电子云模型。3．下列说法中肯定错误的是（）A.某原子K层上只有一个电子B.某原子M层上电子数为L层上电子数的4倍C.某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍D.某离子的核电荷数与最外层电子数相等4．已知R2+核外有a个电子，b个中子，表示R原子符号正确的是（

）A.

B.

C.

D..5．(2013-2014武城二中期末考试题)16O和18O是氧元素的两种核素,

NA表示阿伏加德罗常数,下列说法正确的是(

)

A．16O2与18O2互为同分异构体B．16O与18O核外电子排布方式不同C．通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化D．标准状况下，1.12L16O2和1.12L18O2均含0.1NA个氧原子6．质子数和中子数相同的原子A，其阳离子An+核外共有X个电子，则A的质量数为（）A．2（x+n）B．2（x-n）C．2xD．n+27．核电荷数为1--18的元素中，下列叙述正确的是（）A．最外层只有1个电子的原子一定是金属元素的原子B．最外层只有2个电子的原子一定是金属元素的原子C．原子核外各电子层电子数相等的原子一定是金属元素的原子D．最外层电子数最多的原子最容易获得电子8．下列说法中正确的是（）A．某微粒核外电子排布为2、8、8，则该微粒一定是氩原子

B．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体元素的原子

C．F-、Na+、Mg2+、Al3+是与Ne原子具有相同电子层结构的离子

D．既不容易获得电子形成阴离子，也不容易失去电子形成阳离子的原子，最外层电子已达稳定结构9．某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成HmX分子。在agHmX中所含质子的物质的量是（）A．EQ\f(a,A+m)(A-N+m)molB.EQ\f(a,A)(A-N)EQ\f(,)C.EQ\f(a,A+m)(A-N)D．EQ\f(a,A)(A-N+m)10．有aXn-和bYm+两种简单离子(a、b均小于18)，已知aXn-比bYm+多两个电子层，下列关系和说法正确的是（）A．X只能是含有三个电子层的元素

B．a-b+n+m等于10或等于16C．Y是质子数不小于5的元素

D．Y不可能是含有两个电子层的元素二．填空题11．(2013-2014垦利二中月末考试题)有下列微粒：①11H；②21H；③31H；④16O；⑤18O；⑥12C；⑦14C；⑧40K；⑨40Ca；⑩35Cl2；⑾37Cl2，回答以下问题(填序号)：

(1)．以上11种微粒共含有________种核素，属于________种元素。

(2)．互为同位素的是________；________；________。

(3)．质量数相等的微粒是____________。

(4)．形成的水分子共有________种。12．X、Y、Z、W是四种1-18号元素，X原子M层上的电子数是原子核外电子层数的2倍；Y原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；Z元素的单质为双原子分子，Z的氢化物水溶液呈碱性；W元素最高正价是+7。回答下列问题：(1)．写出X、Y、Z、W四种元素符号________________。(2)．元素Y的一种同位素可测定文物年代，这种同位素的符号是____________。(3)．元素Z的氢化物与W的氢化物反应的化学方程式____________________________________。(4)．将W单质通入到X的氢化物的水溶液中现象__________________。化学方程式为_____________________________________________。一．选择题1．eq\o\al(235,92)U是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。eq\o\al(235,92)U的浓缩一直为国际社会关注。下列有关eq\o\al(235,92)U说法正确的是()A．eq\o\al(235,92)U原子核中含有92个中子 B．eq\o\al(235,92)U原子核外有143个电子C．eq\o\al(235,92)U与eq\o\al(238,92)U互为同位素 D．eq\o\al(235,92)U与eq\o\al(238,92)U互为同素异形体2．下列叙述正确的是()A．H2与eq\o\al(2,1)H的核外电子数相同B．Cl和Cl－核外电子层数不同C．在CS2、PCl3中各原子最外层均能达到8电子的稳定结构D．Ar原子的结构示意图为：3．简单原子的原子结构可用如下图的方法形象地表示：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粒子D．①②③具有相同的质量数4．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。其中u夸克带电量为eq\f(2,3)e，d夸克带电量为－eq\f(1,3)e，e为基元电荷。下列论断中可能正确的是()A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成B．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成C．质子由1个u夸克和2个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成5．Se是人体必需的微量元素，下列关于eq\o\al(78,34)Se和eq\o\al(80,34)Se的说法正确的是()A．eq\o\al(78,34)Se和eq\o\al(80,34)Se互为同素异形体 B．eq\o\al(78,34)Se和eq\o\al(80,34)Se互为同位素C．eq\o\al(78,34)Se和eq\o\al(80,34)Se分别含有44和46个质子 D．eq\o\al(78,34)Se和eq\o\al(80,34)Se都含有34个中子6．一定量的锎(eq\o\al(252,98)Cf)是医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源，1mg(eq\o\al(252,98)Cf)每秒约放出2.34×199个中子。下列有关锎的说法错误的是()A．(eq\o\al(252,98)Cf)原子中，中子数为154 B．(eq\o\al(252,98)Cf)原子中，质子数为98C．(eq\o\al(252,98)Cf)原子中，电子数为98 D．锎元素的相对原子质量为2527．同温、同压下，等容积的两个密闭集气瓶中分别充满12C18O和14N2两种气体。关于这A．质子数相等，质量不等 B．分子数和质量分别不相等C．分子数、质量分别相等 D．原子数、中子数和质子数都分别相等二．填空题8．据报道，北方某城市一幢楼内两户人家相继得了一种少见的血液病。经检测得知原因是建筑材料里的放射性核素铱－192在作怪。该核素符号为eq\o\al(192,)77Ir，它在化合物内可显＋3价，其＋3价离子内中子数与电子数之差为________。9．根据下列叙述，写出微粒符号。(1)．原子核外有2个电子层，核外有10个电子的原子：___________。(2)．原子核外有3个电子层，最外层有7个电子的原子：___________。(3)．质量数为24，质子数等于中子数的原子：___________。(4)．最外层电子数是次外层电子数的4倍的二价阴离子：_________。(5)．电子总数为18的一价简单阳离子：___________。10．有A、B、C、D、E五种微粒，已知：①．当A微粒失去3个电子后，其电子层结构与氖原子相同；②．当B微粒得到一个电子后，其电子层结构与氩原子相同；③．C微粒带有两个单位正电荷，核电荷数为12；④．D微粒有18个电子，当失去2个电子后显电中性；⑤．E微粒不带电，原子核中只有一个质子。(1)．写出这五种微粒的符号：A________B______C_______D________E_________。(2)．B微粒的结构示意图为______________，C微粒的结构示意图为__________________。(3)．A的单质与EB溶液反应的离子方程式为____________________________________。__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________一．选择题1．关于同一种元素的原子或离子，下列叙述正确的是()A．原子半径比阴离子半径小B．原子半径比阴离子半径大C．原子半径比阳离子半径小D．带正电荷多的阳离子半径比带正电荷少的阳离子半径大2．YBa2Cu8Ox(Y为元素钇)是磁悬浮列车中的重要超导材料，关于eq\o\al(89,39)Y的说法不正确的是()A．属于金属元素 B．质子数与中子数之差为50C．原子的核外电子数是39 D.eq\o\al(89,39)Y和eq\o\al(90,39)Y是两种不同的核素3．(2013-2014日照实验高中期末考试题)某元素原子的最外层电子数是次外层的a倍(a>1)，则该原子的核内质子数是()A．2a＋2 B．2a＋10C．a＋2 D．2a4．某元素的一种同位素X的质量数为A，含N个中子，它与eq\o\al(1,1)H原子组成HmX分子。在agHmX中所含质子的物质的量是()A．eq\f(a,A＋m)(A－N＋m)mol B．eq\f(a,A)(A－N)molC．eq\f(a,A＋m)(A－N)mol D．eq\f(a,A)(A－N＋m)mol5．下列指定粒子的个数比为2∶1的是()A．Be2＋中的质子和电子B．eq\o\al(2,1)H原子中的中子和质子C．NaHCO3晶体中的阳离子和阴离子D．BaO2(过氧化钡)固体中的阴离子和阳离子6．2007年10月24日，我国成功发射了“嫦娥一号”月球探测火箭，其主要任务之一是评估月球上土壤的厚度和3He的资源量，以下关于3He的说法正确的是()A．是4He的同素异形体B．比4He多一个中子C．是4He的同位素D．3He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子7．下列化学用语表示错误的是()A．羟基的电子式： B．中子数为14的硅原子：eq\o\al(28,14)SiC．镁离子的结构示意图： D．甲烷的分子模型：二．填空题8．(1)．某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图是________。(2)．已知某粒子的结构示意图为：试回答：①．当x－y＝10时，该粒子为____________(填“原子”、“阳离子”或“阴离子”)。②．当y＝8时，粒子可能为(填名称)________、________、________、________、________。③．写出y＝3与y＝7的元素最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式:___________________。9．通常情况下，微粒A和B为分子，C和E为阳离子，D为阴离子，它们都含有10个电子；B溶于A后所得的物质可电离出C和D；A、B、E三种微粒反应后可得C和一种白色沉淀。请回答：(1)．用化学符号表示下列4种微粒：A：________；B：________；C：________；D：________。(2)．写出A、B、E三种微粒反应的离子方程式：________________________________________。10．设X、Y、Z代表3种元素。已知：①．X＋和Y－两种离子具有相同的电子层结构；②．Z元素原子核内质子数比Y原子核内质子数少9个；③．Y和Z两种元素可以形成4核42个电子的负一价阴离子。据此，请填空：(1)．写出X、Y、Z三种元素的名称X________，Y________，Z________。(2)．写出X、Y两种元素最高价氧化物对应水化物相互反应的离子方程式：_________________________。11．(2014-2015郓城一中期末考试题)用A＋、B－、C2－、D、E、F、G和H分别表示含有18个电子的八种微粒(离子或分子)，请回答：(