八下尖子生培优2.3原子结构的模型（解析）

原子结构的模型考点目录：考点一、原子结构的认识历程，卢瑟福模型等考点二、原子结构考点三、离子的形成考点四、元素与同位素习题训练：考点一、原子结构的认识历程，卢瑟福模型等1.（2020八下·萧山期末）1909年卢瑟福领导的团队用一束α粒子(带正电荷)轰击金箔时发现了如图所示的实验现象。由实验得出的结论合理的是(

)A.多数α粒子直接穿过，说明原子核外是空的，不存在其他粒子

B.少数α粒子发生偏移，说明原子核外电子质量较大且带负电

C.极少数α粒子被反弹，说明原子核体积很小、质量较大

D.该实验说明α粒子无法穿透原子与原子间的空隙【答案】C【解析】A.多数α粒子直接穿过，这说明原子核外绝大部分空间是空的，但是还有电子的存在，故A错误；

B.少数α粒子发生偏移，是因为受到原子核内质子所带正电荷的排斥作用，这说明原子核的质量很大，几乎占据了整个原子的全部质量，故B错误；

C.极少数α粒子被反弹，说明原子核体积很小、质量较大，故C正确；

D.该实验说明α粒子可以穿透原子与原子间的空隙，故D错误。

2.（2019八下·乐清期末）我们所知的原子结构，是经过科学家上百年的不懈努力探究得知的。（1）卢瑟福核式结构模型是在利用α粒子轰击金箔实验的基础上提出的。仔细观察图甲、乙、丙三图，能正确反映他的实验结果的示意图是图________。（2）图丁为原子模型，如果内圈表示原子核，则外圈上的小球表示________。【答案】（1）乙（2）核外电子【解析】1、卢瑟福核式结构模型认为原子是空心的，原子核很小集中了几乎所有的质量，原子核带正电。α粒子带正电，根据正电荷间的相互作用和原子核的特点可以确定实验结果的示意图；

2、原子核由带正电的质子和不带电的中子构成，电子在原子核外绕核运动。【解答】（1）根据卢瑟福的原子核式结构可知，α粒子不可能穿过原子核，甲不可能。α粒子与原子核带同种电荷，距离较近时会受到相斥的力的作用，丙不可能。乙图符合实验结果；

（2）图丁为原子模型，如果内圈表示原子核，则外圈上的小球表示核外电子。

3.（2020八下·台州月考）在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，甚至有极少数α粒子几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变，而结果却出乎意料。卢瑟福推测：除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的。（1）支持卢瑟福推测的依据是________。（2）1um金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，说明

。A.原子的质量是均匀分布的

B.原子内部绝大部分空间是空的（3）1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果有种微粒从氮原子被打出，而α粒子留在了氮原子中，使氮原子变成了氧原子，从现代观点看，被打出的微粒是________。【答案】（1）少数α粒子发生了较大的偏转，甚至有极少数α粒子几乎达到180°

（2）B

（3）质子【解析】（1）如果原子的质量平均分布，那么几乎所有的α粒子都会受到碰撞，都会发生偏转，且偏转的角度大致相同，不会出现少数粒子大幅度偏转的情况；

（2）α粒子穿过后方向不变，说明没有受到碰撞，即它们所经过的位置都是空的；

（3）元素是具有相同核电荷数的同一类原子的统称，因此决定元素种类的是质子数。【解答】（1）支持卢瑟福推测依据是少数α粒子发生了较大的偏转，甚至有极少数α粒子几乎达到180°

（2）1um金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，说明原子内部绝大部分空间是空的，故选B；

（3）1919年，卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果有种微粒从氮原子被打出，而α粒子留在了氮原子中，使氮原子变成了氧原子，即原子的种类发生改变，变成了两种不同元素的原子，从现代观点看，被打出的微粒是质子。

4.（2016八下·浙江期中）1803年，英国科学家道尔顿提出了近代原子学说，他认为一切物质是由原子构成的，这些原子是微小的不可分割的实心球。1911年，英国科学家卢瑟福用一束平行高速运动的α粒子（α粒子是带两个单位正电荷的氦原子）轰击金箔时（金原子的核电荷数为79，相对原子质量为197），发现大多数α粒子能穿透金箔，而且不改变原来的运动方向，但是也有一小部分α粒子改变了原来的运动路径，甚至有极少数的α粒子好像碰到了坚硬不可穿透的质点而被弹了回来（如图）。有一小部分粒子改变了原来的运动路径．原因是粒子途径金原子核附近时，受到斥力而稍微改变了运动方向。（1）大多数α粒子不改变原来的运动方向，原因是________（2）极少数α粒子被弹了回来，原因是________（3）按现在对原子、分子的认识，你认为道尔顿提出的近代原子学说中不确切的地方是：________。【答案】（1）α粒子通过原子内、原子间空隙

（2）α粒子撞击了金原子核而弹回（或α粒子撞击了带正电核、质量大、体积很小的金原子核而被弹回）

（3）道尔顿提出的近代原子学说中不确切的地方：一切物质是由原子构成的，这些原子是微小的不可分割的实心球【解析】根据该实验的三种现象来分析：大多数α粒子能穿过金箔且不改变原来的前进方向，但也有一小部分改变了原来的方向，甚至有极少数的α粒子被反弹了回来，每一种现象说明了什么问题．按现在对原子、分子的认识，你认为道尔顿提出的近代原子学说中不确切的地方可以根据物质的构成、原子的构成、原子的性质等方面进行分析、判断，从而得出正确的结论．通过回答本题知道了原子中，原子核的体积很小，但质量很大，带正电荷，核外电子的质量很小．【解答】（1）有极少数的α粒子被反弹了回来，说明遇到了质量很大的东西，即原子核质量很大；大多数α粒子能穿过金箔且不改变原来的前进方向，说明原子核的体积很小，原子核外空间很大；（2）一小部分改变了原来的方向，又因为α粒子带正电，所以遇到了带正电的微粒才改变了方向；（3）①构成物质的微粒有三种：分子、原子和离子；并不是所有物质都由原子构成；②原子可以分为原子核和核外电子；并不是不可分割的实心球体；以上都与现代科学实验证明的事实不相符合．考点二、原子结构1.法国里昂的科学家发现一种只由四个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。它与天体中的中子星构成类似。有关该粒子的说法不正确的是（

）A.不显电性B.相当于一个氦(He)原子的质量

C.失去一个中子后也不显电性

D.在周期表中与氢元素占同一位置【答案】D【解析】根据元素周期表中原子序数＝质子数及中子呈中性分析。

A、中子呈中性，只由四个中子构成的粒子也呈中性，不符合题意；

B、氦的相对原子质量为4，该粒子的相对原子质量也为4，所以质量当于一个氦原子的质量，不符合题意；

C、中子呈中性，失去一个中子后也不显电性，不符合题意；

D、该元素为零号元素，在周期表中与氢元素不占同一位置，符合题意；

2.下列说法错误的是（

）A.原子不显电性B.在化学变化中能否再分是原子和分子的本质区别

C.原子的质量主要集中在原子核上

D.所有原子的原子核都含有中子和质子【答案】D【解析】A.一般情况下，原子核带的正电荷数和核外电子带的负电荷数相等，因此原子不显电性，故A正确不合题意；

B.在化学变化中，分子可以再分，而原子不能再分，故B正确不合题意；

C.原子的质量主要集中在原子核上，核外的电子几乎没有质量，故C正确不合题意；

D.有一种氢原子就只有质子而没有中子，故D错误符合题意。

3.地球上99%的溴元素存在于海水中，所以人们也把溴称为“海洋元素”。已知一种溴原子核内含有35个质子和45个中子，则该溴原子的核外电子数为（

）A.80

B.45

C.35

D.5【答案】C【解析】在原子中，原子序数=质子数=核外电子数=核电荷数，据此分析解答。

【解答】根据核外电子数=质子数得到，溴原子的核外电子数为35，故C正确，而A、B、D错误。

4.（2020八下·温州期中）月球氦3是宇航员在采集到的月球岩石样本中发现的一种储量惊人的新物质，该物质可以与氛一同参与核聚变反应堆反应，释放出大量能量。如图是氦3原子结构的模型图，以下说法错误的是(

)A.质子和中子可分，它们由更小的微粒构成

B.氦3原子由原子核和核外电子构成

C.氦3原子核内有2个质子和一个中子

D.氦元素在周期表中的原子序数为3【答案】D【解析】A.质子和中子可分，它们由更小的微粒构成，故A正确不合题意；

B.氦3原子由原子核和核外电子构成，故B正确不合题意；

C.氦3原子核内有2个质子和一个中子，故C正确不合题意；

D.氦元素在周期表中的原子序数为2，故D错误符合题意。

5.（2019八上·温州开学考）已知微观粒子π+介子、π介子都是由一个夸克（夸克u或夸克d）和一个反夸克（反夸克u或反夸克d）组成的，它们的带电量如下表所示，表中e表示一种电量单位，称为元电荷。

π+πud

u

d带电量+ee+231323+13下列说法正确的是（

）A.π+由u和d组成

B.π+由d和u组成

C.π由u和d组成

D.π由d和u组成【答案】A【解析】根据表格中各种粒子带的电荷量，对各个选项中组成离子的电荷量相加，哪个与前面离子的电荷量相等，哪个就是正确选项。

【解答】因为：（+

23

e）+（+

13

e）=+e，所以π+由u和d-

组成，故A正确，而B错误；

因为：（

23

e）+（

13

e）=e，所以π由uA.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1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

C.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

D.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1个d夸克组成【答案】C【解析】根据一个质子带一个单位正电荷，中子不带电荷分析。

【解答】A、一个质子带一个单位正电荷，中子不带电荷，所以质子是由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；

7.（2019八下·嘉兴月考）德国科学家埃特尔对一氧化碳在金属铂表面催化下的氧化反应的研究，催生了汽车尾气净化装置，实现了汽车尾气中一氧化碳的清洁排放。（1）78202Pt（2）下图是汽车尾气净化装置里，一氧化碳和二氧化氮在金属铂表面催化下反应的微粒变化过程，则其先后顺序为________。（用图中的序号排列）【答案】（1）4（2）①④⑤③②【解析】（1）首先根据中子数=相对原子质量质子数计算出两种原子的中子数，然后再将它们相减即可；

（2）化学变化的本质就是分子分解为原子，原子再重新组合成新分子的过程，据此进行排序即可。【解答】（1）78202Pt的中子数为：20278=124；78198Pt

是的中子数为：19878=120；那么这两种原子的中子个数相差：124120=4个。

（2）先后顺序为：①一氧化碳和二氧化氮分子靠近金属铂；

④两种分子被吸附在金属铂表面；

⑤两种分子在金属铂表面分解为C、O和N原子；8.（2018八下·杭州月考）如图是三种粒子的结构示意图，请通过比较回答下列问题：（1）三种粒子相对原子质量不同的原因________。（2）由此你可以得出的结论是________。【答案】（1）中子数不同（2）同类原子中子数可以不同【解析】（1）原子的质量有核外电子、原子核内的质子和中子三部分组成。在同位数原子中质子的数量与核外电子数量一致，中子数量不同。核外电子的质量很小可忽略，质子与中子的质量近似相等；

（2）根据碳的同位数原子，中子数的变化对应相对原子质量的变化关系可得出结论。【解答】（1）三种原子是碳元素的同位素原子，质子数相同中子数不同，所以三种粒子相对原子质量不同的原因是：中子数不同；

（2）由三种粒子的结构示意图可知同类原子中子数可以不同。

9.（2020八下·长兴期末）11H、12H、13H分别表示氢元素的三种原子，其上、下标的意义如图所示。11H、12H、13H可简写成1（1）1H、2H、3H三种原子中，________数目不等(选填“质子”或“中子”或“电子”)；（2）相同分子数的2H2和3H2分别与足量O2反应全部转化成H2O，生成的质量前者________(选填“大于”或“等于"或“小于”)后者。【答案】（1）中子（2）小于【解析】（1）原子的质量数=质子数+中子数，首先判断三种原子的质子数是否相等，然后再对三种原子的中子数计算比较即可；

（2）首先比较一个水分子质量的大小，然后再比较最终生成水的质量的大小。【解答】（1）在1H、2H、3H三种原子中，质子数都是1，那么中子数分别为：11=0，21=1，31=2，因此中子数目不等；

（2）因为2H的原子质量小于3H，所以它们构成的水分子H2O的质量也是前者小于后者。相同的分子数的2H2和3H2生成的水分子的个数相同，所以最终生成H2O的质量也是前者小于后者。10.（2019八下·乐清月考）下表是某位同学收集的一些微粒的资料，请根据表格数据回答下列问题。粒子名称质子数中子数电子数带电性A141414不带电B263024带2个单位正电荷C141416D141614不带电（1）上述粒子中属于原子的是________。（2）根据表格信息可知C的带电性为________。（3）表格中互为同位素的粒子是________。（4）比较C与D两种粒子，其中质量较大的是________。【答案】（1）AD

（2）带两个单位的负电荷

（3）AD

（4）D【解析】（1）A和D中质子数＝电子数，为原子；

（2）C质子数为14，电子数为16，所以为带两个单位负电荷的阴离子；

（3）A和D质子数相同，但中子数不同，属于同位素的粒子；

（4）D中中子数大于C，质子数相同，所以D质量较大；

考点三、离子的形成1.（2019八下·乐清月考）思维导图是学习科学知识的一种重要方法。小明在学习了原子的构成相关知识后绘制了一张思维导图，如下图所示，但是他有几个地方不完善，请帮他完成相应的部分。（1）已知原子可以通过得失电子的方式变成微粒B，故微粒B是________。（2）通过研究得知乙物质为正电，那么丙物质的带电情况为________（填正电、负电或不带电）。【答案】（1）离子（2）不带电【解析】（1）原子正电荷数和负电荷数相等，一般情况下不显电性；而离子是带有电荷的粒子，据此回答；

（2）根据思维导图可知，原子由带负电的电子和带正电的原子核组成，而原子核由带电的质子和不带电的中子构成，据此判断。【解答】（1）原子一旦得失电子后就会对外显电性，就变成离子，所以微粒B是离子；

（2）通过研究得知乙物质为正电，即质子，而丙就是中子，所以丙不带电。2.请写出下列符号所表示的意义。（1）2Fe3＋：________。（2）3SO32－：________。（3）2OH－：________。（4）5CO32－：________。【答案】（1）2个铁离子

（2）3个亚硫酸根离子

（3）2个氢氧根离子

（4）5个碳酸根离子【解析】离子是原子得失电子形成的；【解答】由于题干中没有非常明确的说明是哪个数字的含义，就是针对的是整个化学式；

3.构建知识网络是一种重要的学习方法。小李同学对物质组成和结构方面的知识进行了归纳，请你将其补充完整。（1）概念间的相互关系(如图所示)。（2）概念的辨析和应用。A.①2N、②Mg

2+

、③H、④Cu、⑤SO

2

、⑥Ca2+B.科学研究证实，物质是由微粒构成的，例如铁是由铁原子构成的。请你填写构成下列物质的具体微粒的名称。体温计中的汞是由________构成的；用于人工降雨的干冰是由________构成的；用于配制生理盐水的氯化钠晶体是由________构成的。【答案】（1）

（2）⑥；②；⑤；汞原子；二氧化碳分子；钠离子和氯离子【解析】物质由原子、分子、离子构成；而原子可以构成分子，也可以形成离子；【解答】(1)分子由原子构成，原子得失电子可形成离子，分子、原子、离子都可构成物质。(2)“2N”表示两个氮原子；“Mg2＋”表示带两个单位正电荷的镁离子；“Ca+2”表示钙元素的化合价为＋2价；“H”表示氢元素或一个氢原子；“Cu”表示铜元素或一个铜原子或铜这种物质；“SO2”表示二氧化硫这种物质或一个二氧化硫分子等。体温计中的汞是金属，由汞原子构成；干冰由二氧化碳分子构成；氯化钠晶体由钠离子和氯离子构成。4.（2019八下·衢州期中）如图是1～18号元素原子最外层电子数与原子核电荷数的关系图。试回答：（1）一个Mg2+核外共有________个电子；Cl－的最外层电子数和________原子的最外层电子数相同；（2）通过对该图的分析，你能发现哪些规律？请写出其中一个________。【答案】（1）10；Ar（或Ne）

（2）随着核电荷数的递增，最外层电子数呈周期性变化【解析】根据核内质子数=核外电子数=核电荷数，再结合图像进行分析即可。

【解答】（1）根据核内质子数=核外电子数=核电荷数可知，一个Mg的核外电子数为12，失去两个电子形成Mg2+，因此Mg2+的核外电子数=122=10.Cl－由Cl得到一个电子而形成，则其核外电子数=17+1=18，因此最外层电子数为8，与Ar（或Ne）的相同。

（2）通过对图像的分析，可得出规律：随着核电荷数的递增，最外层电子数呈周期性变化

。

考点四、元素与同位素1.（2020八下·台州月考）用“”“”和“●”分别表示质子、中子和电子，如图表示四种原子结构模型，下列有关说法正确的是(

)A.甲、乙互为同位素

B.甲、丙为同一种原子

C.甲、丙的核电荷数不同

D.乙、丁为同一种元素【答案】D【解析】（1）具有相同的质子数和不同中子数的原子称为同位素原子；

（2）同一种原子中，质子数和中子数应该都是相同的；

（3）核电荷数=质子数；

（4）元素是具有相同的质子数的同一类原子的总称。【解答】A.甲和乙的质子数不同，因此不是同位素，故A错误；

B.甲和丙的质子数相同，但是中子数不同，因此不是同一种原子，故B错误；

C.甲和丙的质子数相同，因为核电荷数=质子数，所以它们的核电荷数相同，故C错误；

D.乙和丁的质子数都为1，因此是同一种元素，故D正确。

2.（2020八上·温州期中）月球上的23He蕴藏量巨大，地球上的氦元素主要以24He形式存在。从原子的构成来看，23He、24He两种原子的________数不同，化学性质基本相同，互称为________原子。【答案】中子；同位素【解析】（1）元素是具有相同核电荷数的同一类原子的统称；相对原子质量=质子数+中子数；

（2）具有相同质子数和不同中子数的原子，称为同位素原子。

【解答】（1）23He、24He两种原子，质子数都是2；根据质子数=核电荷数可知，它们为同一种元素的不同原子，因此化学性质基本相同。前者的相对原子质量为3，后者的相对原子质量为4，根据相对原子质量=质子数+中子数可知，两种原子的中子数不同；

（2）两种原子具有相同的质子数和不同的中子数，因此互称同位素原子。3.（2020八下·温州月考）如图，其中①②③表示三种原子，“”“O，.“o”表示原子中的不同微粒。②原子中质子数为________；①②③中属于同种元素的原子是________。【答案】1；①②【解析】（1）在正常情况下，原子核所带的正电荷数与电子所带的负电荷数相等，所以它对外不显电性；

（2）元素是具有相同核电荷数的同一类原子的统称。【解答】（1）②中有一个核外电子，根据正电荷数等于负电荷数可知，原子核中只含有一个质子；

（2）①中核外只有一个电子，那么原子核内只有一个质子。因为原子序数等于质子数，所以①②的原子序数相同，也就是同一种元素的原子。4.（2019八下·天台月考）如图所示代表三种原子的原子核，请回答下列问题：这三种原子的原子核内均含有__