2.3.1 原子结构的模型-原子的结构（解析版）

2020年浙教版八年级下科学同步学习精讲精练第2章微粒的模型与符号2.3-1原子结构的模型——原子的结构目录 1 2 3 6 8一、原子结物模型的建立1.道尔顿的实心球模型(1)模型建立的时间和依据1803年，英国科学家道尔顿提出了原子的概念，他认为原子是构成物质的最小单位。(2)当时对原子的认识认为原子是个实心球体。(3)模型建立的意义道尔顿的原子理论开辟了从微观世界认识物质及其变化的新纪元。2.汤姆生的枣糕模型(又叫西瓜模型)1897年，英国科学家汤姆生发现电子后，提出了二个原子模型：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干那样镶嵌在其中。该模型很快被实验否定了。3.卢瑟福的核式结构模型(又叫行星模型)1911年，英国科学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔的实验。在分析实验结果的基础上，提出了原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核运动，就像行星绕太阳运动那样。原子结构的现代模型就这样问世了。4.玻尔的分层模型1913年，丹麦科学家玻尔改进了卢瑟福的原子核式结构模型，认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动。【注意】建立模型往往需要有一个不断完善、不断修正的过程，以使模型更接近事物的本质。二、原子的构成1.原子的结构。原子是由居于原子中心的带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成，电子在原子核周围高速运动，一个电子带一个电荷。并且原子核和核外电子所带的电荷总数相等，电性相反，整个原子显电中性。2.原子核的秘密通过用高能量的粒子撞击核的方法得出：（1）原子核由质子和中子构成，其中质子带正电，中子不带电。（2）原子中电子的质量在整个原子质量中所占比例极小，可忽略不计，因而原子的质量主要集中在原子核上。（3）质子和中子又是由更小的微粒——夸克构成。一杯水的微观层次的分析：（4）核电荷数(原子核所带的电荷)=质子数=核外电子数。【说明】①原子是“空心球体”，原子里有“很大”的空间，电子在绕核做高速运动。②原子核所带的电量和核外电子的电量相等，但电性相反，因此整个原子不显电性。对原子而言，核电荷数=质子数=核外电子数。③一般地，原子核内质子数小于或等于中子数。④原子的质量主要集中在原子核上。⑤原子符号()中X——原子种类，Z——质子数，A——质子数与中子数之和。原子核的撞击实验原子是由原子核和电子构成，原子核在原子中所占体积极小，其半径约为原子半径数的十万分之一，因此相对而言，原子里有很大的空间，α粒子是带两个单位正电荷数的氦原子。1911年，科学家用一束平行高速运动的α粒子轰击金箔发现了三种实验现象：①有一小部分α粒子改变了原来的运动路径，原因是α粒子途经原子核附近时，受到斥力而稍微改变了方向，说明原子核很小；②大多数α粒子不改变原来的运动方向，原因是α粒子通过原子内、原子间空隙；③极少数α粒子被弹回来，原因是α粒子撞击了带正电荷、质量大、体积很小的金原子核而被弹回来。【分析】原子是由居于中心的带正电荷的原子核和围绕核做高速运动的带负电荷的核外电子构成的；原子很小，但原子核更小，原子是一空心球体，原子核半径只有原子半径的十万分之一。依题意，a粒子穿透金原子时会出现三种情形：①一部分α粒子穿过原子“巨大空间”，而不发生偏移；②接近金原子核的a粒子，由于受到金原子核的斥力而发生偏移；③正面撞击金原子核的α粒子受到斥力而被弹回。【例1】卢瑟福在α散射实验中(α粒子带正电荷)断定原子中的绝大部分空间是空的，他的依据是（）A.α粒子受到金原子的作用，改变了原来的运动方向B.a粒子受到金原子内的电子吸引，改变了原来的运动方向C.仪.粒子中的绝大多数通过金箔并按原来方向运动D.α粒子会激发金原子释放出原子内的电子【答案】C【解析】卢瑟福在α散射实验中，发现的实验现象是多数α粒子穿过金箔后仍保持原来的运动方向，有少数α粒子发生了较大角度的偏转，由此可说明绝大多数α粒子通过金箔时，几乎是没有障碍的，据此可推断出原子内几乎是“空”的，从而可得出“原子中的绝大部分空间是‘空’的”结论，所以本题的正确答案为C。【常考1】原子结构模型【例1】(2018威海中考)征服原子——揭开原子的神秘面纱伟大的科学家费曼说：“假如只允许把人类的科学史压缩成一句话，它就会是--切东西都是由原子构成”。人类在探索物质是由什么构成的历史长河中，充满了智慧。(1)1803年，近代化学之父，英国科学家道尔顿在前人研究的基础上，提出“道尔顿原子论”：一切物质都由原子构成，原子很小、呈圆球状、不可再分…但由于受当时实验条件限制，道尔顿无法用事实证明自己的观点。1811年，意大利化学家阿伏伽德罗提出：有些物质也是由分子构成，原子的基本工作形式是分子。1897年，汤姆生通过实验发现了，进一步发展了原子一分子论。汤姆生主要是纠正了“道尔顿原子论”中的观点。1911年，卢瑟福又通过实验，推测原子是由构成，并提出了沿用至今的现代原子结构理论。(2)道尔顿的原子论，不是事实的归纳，而是思维的产物，体现了直觉和想象在科学创造中的作用。在科学研究中，像汤姆生和卢瑟福这样。对实验现象进行解释的过程叫作原子是一种看不见、摸不着的微粒，为了帮助人们理解原子的结构，这三位科学家都运用了来表达他们的理论成果。【答案】(1)电子原子不可再分原子核和核外电子(2)推理模型【解析】(1)1897年，汤姆生通过实验发现了电子，纠正了“道尔顿原子论”中原子不可再分的观点；卢瑟福推测原子是由原子核和核外电子构成的；(2)在科学研究中，像汤姆生和卢瑟福这样。对实验现象进行解释的过程叫作推理；为了帮助人们理解原子的结构，这三位科学家都运用了模型进行演示。【常考2】原子的构成【例2】(2018重庆中考)碳12是指含6个中子的碳原子。下列对氧16和氧18两种氧原子的说法正确的是（）A.质子数相同B.质量相同C.电子数不相同D.16和18表示原子个数【答案】A【解析】氧16和氧18两种氧原子的质子数相同，属于同种元素，故A正确；氧16和氧18两种氧原子的质子数相同，但中子数不同，质量不同，故B错误；氧16和氧18两种氧原子的质子数相同，因此电子数相同，故C错误；16和18表示原子中质子数和中子数之和，故D错误。【点拨】对于原子而言，在同一原子中，原子核内质子数=核外电子数=核电荷数；原子的质量主要集中在原子核上，原子核的质量≈质子质量+中子质量，电子的质量很小，可忽略不计。【例3】完成下列表格：原子核电荷数质子数中子数核外电子数碳66氧88氮77硫1616【答案】原子核电荷数质子数中子数核外电子数碳6666氧8888氮7777硫16161616【解析】本题是利用原子的结构知识确定原子中的微粒个数。规律：核电荷数=质子数=核外电子数。【例4】在分子、原子、质子、中子、电子、原子核这些粒子中，(1)能直接构成物质的粒子有；(2)能保持物质化学性质的粒子有；(3)显示电中性的粒子有；(4)带正电荷的粒子有；(5)带负电荷的粒子有；(6)质量最小的粒子有；(7)参加化学反应时，一定发生变化的粒子有；(8)在同一原子里数目相等的有；(9)质量与氢原子质量近似相等的是；(10)决定原子质量大小的一种粒子是。【答案】(1)分子、原子(2)分子、原子(3)分子、原子、中子(4)原子核、质子(5)电子(6)电子(7)分子(8)质子、电子(9)质子、中子（10）原子核【解析】本题综合考查了学生对微观粒子性质的掌握程度。能直接构成物质的粒子有分子(如氢气)、原子(如汞)；由分子直接构成的物质，分子能保持物质的化学性质，由原子直接构成的物质，原子能保持物质的化学性质，如汞原子能保持汞的化学性质，因此能保持物质化学性质的微观粒子有分子和原子；分子、原子不显电性，而中子本身就不带电；质子和原子核带正电荷；电子带负电荷；质量最小的微观粒子是电子；只有分子在化学变化中可分为原子，原子再重新组合成新的分子，因此参加化学反应时，一定变化的粒子只有分子；在原子中质子带的正电荷数与核外电子带的负电荷数相等，电性相反，所以原子才能不显电性；在原子中质子的质量和中子的质量近似相等，都约等于氢原子的质量。【热点题型】原子的构成【例5】(温州中考)下图为某原子的结构示意图，该原子的原子核中有（）A.6个质子和8个中子B.8个质子和6个中子C.6个质子和8个电子D.8个质子和6个电子【答案】A【解析】原子是由居于原子中心带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成，原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子构成。题中原子的原子核是由6个带正电荷的质子和8个不带电的中子构成。本题应选A。1.200多年来，原子模型已经帮助科学家成功解释了物质具有的各种性质，随着科学研究的深入，原子模型也不断改变，下列模型中建立最早的是（）A.卢瑟福(Rutherford)行星模型B.道尔顿(Dalton)实心球模型C.波尔(Bohr)分层模型D.汤姆生(Thomson)西瓜模型【答案】B【解析】1803年道尔顿模型建立，他认为原子是一个坚硬的小球.1897年汤姆生模型建立，他认为原子是一个带正电荷的小球，电子镶嵌在里面.1911年卢瑟福模型建立，他通过实验推出，原子的大部分体积是空的，电子随意围绕着一个带正电荷的很小的原子核运转.1913年波尔模型建立，他认为电子不随意占据在核的周围，他用模型表明电子在固定的层面上运动.2．汤姆生最早发现了原子中存在一种带负电荷的粒子，证明了原子是可以再分的。汤姆生发现的这一粒子是()A．原子核B．质子C．电子D．中子【答案】C【解析】汤姆生发现是带负电荷的粒子，可知是电子。3.原子的质量主要集中在（）A.质子B.原子核C.中子D.电子【答案】B【解析】原子核位于原子中心，原子的质量主要集中在原子核上，核外电子质量忽略不计.4.下列氢原子的各种模型图中，正确的是（）【答案】A【解析】原子核位于原子中心且很小，核外电子围绕原子核高速旋转.5.在同种原子中数目相同的是（）A.中子数和质子数B.中子数和电子数C.质子数和电子数D.电子数和相对原子质量【答案】C【解析】在同一原子中，质子数=核外电子数，不同的原子具有不同的质子数.6.钠原子原子核中有11个质子、12个中子，则钠原子的核电荷数是（）A.1B.11C.12D.23【答案】B【解析】在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数.7.知识梳理有助于我们对已学知识进行巩固，如图所示是某同学学习物质结构层次后以氧气为例进行的梳理，下列选项中的粒子与a、b、c相对应的是（）A.原子、原子核、核外电子B.原子核、原子、核外电子C.原子、核外电子、原子核D.核外电子、原子核、原子【答案】A【解析】氧气是由O2分子构成的，O2分子是由氧原子构成的，氧原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成.8．下列三种粒子：①质子、②中子、③电子，在原子中一定存在的是()A．①③B．②③C．①②D．①②③【答案】A【解析】在原子中一定存在①质子、③电子；②中子不一定存在，如没有中子。9．据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的氦(He——3的相对原子质量为3)，每百吨氦核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，可用于解决地球能源危机。氦(He——3)原子核内质子数为2，则其原子核内中子数为()A．2B．1C．3D．5【答案】B【解析】因为相对原子质量≈质子数＋中子数，由题意可知该原子的质子数为2，相对原子质量是3，所以中子数为3－2＝1。1．卢瑟福的α粒子轰击金箔实验推翻了汤姆生在1903年提出的原子结构模型，为建立现代原子结构理论打下了基础。如图所示线条中，可能是α粒子(带正电)在该实验中的运动轨迹的是()A．abcdB．abcC．bcdD．ad【答案】C【解析】由于原子中原子核体积很小，质量却很大，所以α粒子遇到原子核就会发生偏转，例如c和d。因为原子的核外电子质量很小，但所占的体积却很大，电子的质量小得可以忽略不计，所以α粒子可以直接穿过去，例如b。2．原子结构模型的建立，经过了几代科学家艰辛努力，直到现在仍在探索中。其中，行星模型的提出标志着原子结构的现代模型的问世，如图是锂原子结构的行星模型，图中原子核内有3个质子、4个中子。不能根据原子结构的行星模型得出的结论是()A．原子始终在做无规则的运动B．原子核体积只占整个原子体积的很小一部分C．构成原子核的粒子之间存在一种互相吸引的力D．原子呈电中性【答案】A【解析】根据原子结构行星模型图可以看出原子核的体积占原子的体积很小，原子核是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电；原子核上的正电荷和电子所带的负电荷相等，整个原子对外不显电性；但是看不出原子始终在做无规则运动，但是电子绕原子核沿一定轨道运动，故A符合题意，BCD不符合题意。本题选择不能根据原子结构的行星模型得出的结论是；A。3．关于原子的叙述正确的是()A．一切原子的原子核内都有质子和中子B．原子中没有带电荷的粒子，所以原子不显电性C．原子是不能再分的粒子D．原子是化学变化中的最小粒子【答案】D【解析】原子的原子核内都有质子，但不一定有中子；原子中有带正电荷的质子和带负电的电子；原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成；质子和中子又是由更小的微粒——夸克构成。4．已知A原子核内有6个质子，6个中子；B原子核内有6个质子，7个中子。则它们不相等的是()A．核外电子数B．核电荷数C．质量数D．原子的电性【答案】C【解析】质量数即相对原子质量，相对原子质量≈质子数＋中子数。5．原子的构成示意图如图所示，下列叙述正确的是()A．原子是实心球体B．质子、中子、电子均匀分布在原子中C．质子与电子质量相等D．整个原子的质量主要集中在原子核上【答案】D【解析】原子由带正电的原子核和核外带负电的电子构成，原子核又是由带正电的质子和不带电的中子构成，原子不是不可分割的实心球体；质子、中子、电子不是均