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原子结构的认知
原子结构的认知
科学理论的建立与发展是一代代科学家不懈努力的结果。人们对物质构成的认识,经历了漫长的探索过程。
原子的构成:汤姆生、卢瑟福等科学家都是根据实验证据进行推理,再用原子模型来表征原子的内部结构。汤姆生之前,科学家对原子的认识是原子是构成物质的最小粒子,不可再分。1897年,汤姆生在实验中发现所有原子都能释放出一种带负电的粒子,这种粒子的质量非常小。
1911年,英国科学家卢瑟福用一束平行高速运动的α粒子轰击金箔时(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(如图所示),据此卢瑟福推测原子内部存在一个几乎集中原子所有质量,但体积很小的带正电的微粒,后来卢瑟福发现微粒中还存在一种带正电的粒子,同时预言了该微粒中应该还存在一种不带电的粒子。后来,卢瑟福的学生查德威克证实了这种粒子的存在。
探究1 根据所学原子有关知识推测,汤姆生发现的是哪一种粒子?卢瑟福发现的几乎集中了原子所有质量的微粒,是原子的哪一部分结构?查德威克发现并证实了哪种粒子的存在?
答:汤姆生发现的是电子;卢瑟福发现的是原子核。查德威克发现的是中子。
探究2 根据上述材料,思考一下,画出你心目中原子的结构示意图。
答:
(开放性题目,合理即可)
探究3 科学研究发现,一种氧原子内存在8个质子、8个电子和8个中子。请说明这些微粒是如何构成氧原子的,为什么氧原子不显电性?
答: 8个质子和8个中子构成原子核,8个电子在原子核外高速运动;原子核中8个质子带8个单位的正电荷,8个电子带8个单位的负电荷,中子不带电,质子带的电量与核外电子带的电量相等,电性相反,因此整个原子不显电性。
探究4 根据所学知识,画出氖、钠、氯原子的结构示意图,并说出原子核外电子排布的特点。
答:
(1)核外电子的第一层最多容纳2个电子,第二层最多容纳8个电子,最外层最多容纳8个电子。
(2)稀有气体元素,最外层电子数为8个(氦为2个),属稳定结构,化学性质稳定。
金属元素,最外层电子数一般少于4个,易失电子,形成阳离子。
非金属元素,最外层电子数一般多于或等于4个,易得电子,形成阴离子。
元素的化学性质由最外层电子数决定,最外层电子数相同,化学性质相似。
探究5 请观察图中氯化钠的形成,回答下列问题:
1. ①处 失去 (填“得到”或“失去”,下同)电子,②处 得到 电子。
2. 观察③和④的粒子结构示意图,总结原子得失电子和所带电荷的关系。
答:原子失去电子带正电荷,失去电子数和所带正电荷数一致;原子得到电子带负电荷,得到电子数和所带负电荷数一致。
3. 离子是由原子 得失 电子形成的,跟分子、原子一样, 离子 也是构成物质的一种粒子。如氯化钠是由 钠离子和氯离子 构成的。
1. 原子结构
2. 原子中各种粒子的关系
(1)核电荷数=质子数=核外电子数;
(2)质子数不一定等于中子数;
(3)普通氢原子核中没有中子。
3. 原子结构示意图
4. 离子
带电的原子叫离子。
离子
1. 下列叙述错误的是( B )
①原子是化学变化中的最小粒子
②原子是不能再分的粒子
③一切物质都是由原子直接构成的
④一切原子核都是由质子和中子构成的
⑤原子不显电性
⑥原子之间有间隔
A. ①② B. ②③④ C. ③⑤ D. ③⑥
解析:①分子和原子的区别是在化学反应中分子可以再分,原子不能再分,所以原子是化学变化中的最小粒子,故①正确;②原子分为原子核和核外电子,故②错;③构成物质的微粒有分子、原子、离子,故③错;④氢原子核中没有中子,故④错;⑤原子、分子均不显电性,故⑤正确;⑥原子之间有间隔,故⑥正确。
2. 我国科学家在利用镓(Ga)进行肿瘤的早期精准诊断方面取得重大突破。一种镓原子的原子核内有31个质子和37个中子,该原子的核电荷数为( B )
A. 6 B. 31
C. 37 D. 68
3. 下面是几种粒子的结构示意图,有关说法正确的是( A )
A. ②失去电子以后形成的是阳离子
B. ①②元素具有相似的化学性质
C. 只有①达到了稳定结构
D. ④属于金属元素
4. 下列说法正确的是( A )
A. 原子的质量主要集中在原子核上
B. 相同的原子无法构成不同的分子
C. 温度计内汞柱液面上升说明汞原子体积变大
D. 原子呈电中性是因为原子中质子数与中子数相等
5. 下列有关原子、分子和离子的说法正确的是( D )
A. 分子是化学变化中的最小微粒
B. 微粒得到或失去电子变成离子
C. 原子可以构成分子,不能直接构成物质
D. 原子中原子核与核外电子的电量相等、电性相反,因而原子