第三单元 人类对原子结构的认识
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[课标要求]
1．了解人类对原子结构的认识过程。
2．掌握原子的构成，深刻理解构成原子的三种微粒间的关系。
3．知道核素的涵义，认识元素、同位素、核素三者之间的关系，并学会正确判断同位素。
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究。 2．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．ZX表示一个质量数为A，质子数为Z的原子，其中子数为A－Z。
4．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
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子，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
A 1
动。
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D 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。
2．如图所示的原子结构模型的演变图中，(1)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( )
A．(1)(3)(2)(5)(4) C．(1)(5)(3)(2)(4) 答案：A
原子核外电子排布 (对应学生用书P25)
1．原子结构 (1)原子结构
B．(1)(2)(3)(4)(5) D．(1)(3)(5)(4)(2)
(2)表示方法：原子结构示意图
如O：；Mg：
2．元素的化学性质与原子核外电子排布的关系
2
(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(He 2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2n电子，①最外层最多只能容纳8个电子(氦原子是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。
1．下列微粒结构示意图中，不正确的是( )
2
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
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)：
此是错误的。
(1)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________。
(4)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。
3
答案：(1)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)
[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：C 。 最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O。 最外层电子数是次外层电子数4倍的元素：Ne 。 (3)电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。 (4)电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be。 (5)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。
原子核的组成
1．原子的组成
?质子：带1个单位正电荷
?原子核??
?原子??中子：不带电
?电子：带1个单位负电荷
2．质量数
(1)概念：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数加起来所得的数值，用A表示。
(2)构成原子的微粒间的两个关系 ①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
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
AZX 质量数质子数元素符号
12
如作为相对原子质量标准为6C表示质子数为6，质量数为12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1H是由质子和核外电子构成。 4．核素
1
4
(1)概念
具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为一种核素。 (2)氢元素的三种核素
原子符号(X) 112131AZ原子名称 氕 氘(重氢) 氚(超重氢) 氢元素的原子核 质子数(Z) 1 1 1 中子数(N) 0 1 2 H H或D H或T (3)碳元素的三种核素6C、6C、6C，质子数均为6，中子数分别为6、7、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——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6C用于考古断代。 ②1H和1H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8O与8O互为同位素，而K和Ca不互为同位素。
6．元素、核素、同位素的区别
名称 内容 项目 本质 范畴 质子数相同的一类原子 同类原子 质子数、中子数都一定的原子 原子 质子数相同、中子数不同的核素的互称 原子 元素 核素 同位素 40
40
16
18
2
3
14
12
13
14
5
特性 决定因素 举例 只有种类，没有个数 质子数 H、C、O三种元素 化学反应中的最小微粒 化学性质几乎完全相同 质子数、中子数 11质子数、中子数 11H、1H、1H三种核素 23H、1H、1H互称同位素 23
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)不同元素的核素的质量数一定不同( ) (2)14
14
6C和7N互为同位素( ) (3)235
238
92U与92U是同一种核素( )
(4)14
C可用于文物的年代鉴定，14
C与12
C为同种单质( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)× 2．在6
7
3Li、3Li、23
24
14
14
11Na、12Mg、6C 、7N中： (1)________和________互为同位素；
(2)________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 63Li 3 3 6 73Li 3 4 7 2311Na 11 12 23 2412Mg 12 12 24 146C 6 8 14 147N 7 7 14 答案：(1)6
Li 7
14142433Li (2)6C 7
N (3)2311Na 12
Mg 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 126C 氧 188O 硫 3216S 氯 3517Cl 答案：6 6 6 12 8 10 8 18 16 16 16 32
6
特性 决定因素 举例 只有种类，没有个数 质子数 H、C、O三种元素 化学反应中的最小微粒 化学性质几乎完全相同 质子数、中子数 11质子数、中子数 11H、1H、1H三种核素 23H、1H、1H互称同位素 23
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)不同元素的核素的质量数一定不同( ) (2)14
14
6C和7N互为同位素( ) (3)235
238
92U与92U是同一种核素( )
(4)14
C可用于文物的年代鉴定，14
C与12
C为同种单质( ) 答案：(1)× (2)× (3)× (4)× 2．在6
7
3Li、3Li、23
24
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11Na、12Mg、6C 、7N中： (1)________和________互为同位素；
(2)________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 63Li 3 3 6 73Li 3 4 7 2311Na 11 12 23 2412Mg 12 12 24 146C 6 8 14 147N 7 7 14 答案：(1)6
Li 7
14142433Li (2)6C 7
N (3)2311Na 12
Mg 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 126C 氧 188O 硫 3216S 氯 3517Cl 答案：6 6 6 12 8 10 8 18 16 16 16 32
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