3.2 原子结构-【赢在暑假】2024年新九年级化学暑假自学讲义（人教版2024）

( 第 三 单元 物质构成的奥秘 课题 2 原子结构 ) 第一课时原子的构成 一、原子的体积很小 如果将一个原子跟一个乒乓球相比，就相当于将一个乒乓球跟地球相比。 二、原子的微观结构 1. 原子是由__________与__________构成的。 2. 原子核是由__________和__________构成的。 3. 每个质子带1个单位的__________，每个电子带1个单位的__________，中子__________。 4. 由于原子核内质子所带电荷与核外电子的电荷__________，但__________，因此，原子__________。 5. 原子核所带的正电荷数(核电荷数)就等于核内的__________，也等于__________的数目。 三、核电荷数、质子数、中子数、电子数的关系 思考与交流：观察下表，你能得出核电荷数、质子数、中子数、核外电子数之间的关系吗？ 原子种类 核电荷数 质子数 中子数 核外电子数 氢 1 1 0 1 碳 6 6 6 6 氧 8 8 8 8 钠 11 11 12 11 氯 17 17 18 17 通过上述表格你能得出哪些信息？ 1．核电荷数 = 核内质子数 = 核外电子数(仅针对原子)。 2．质子数不一定等于中子数。 3．氢原子的原子核中没有中子。 【例1】2014年5月，德国亥姆霍兹重离子研究中心再次成功合成117号元素．该元素已获正式名称“Ununseptium”，元素符号为Uus.该原子的原子核内有117个质子，原子质量约是氢原子质量的291倍，是目前获得正式承认的最重的原子．该原子的原子核外电子数为（　　） A．117 B．174 C．291 D．408 【变式1-1】日本宣布在2023年4月将核废水排入海洋，此种不负责任的行为将极大地危害生态环境和人类健康。核废水中含有大量放射性元素，其中氚原子的电子数为1，中子数为2，其核电荷数为（　　） A．0 B．1 C．2 D．3 【变式1-2】金属钛是航空、军工、电子等方面的主要原料。已知钛原子的相对原子质量为48，其核内质子数为22，则钛原子的中子数为（　　） A．22 B．26 C．48 D．7 一、选择题： 1．铪(Hf)可用作航天材料。已知一种铪原子的原子核内有72个质子和102个中子，则其核外电子数为 A．30 B．72 C．102 D．174 2．一种碳原子的原子核内有6个质子和8个中子，该原子的核外电子数为 A．14 B．8 C．6 D．2 3．如图是1911年英国科学家卢瑟福及其团队进行的著名的α粒子轰击金箔实验。下列实验现象描述不正确的是 A．原子中心有一个体积很小、质量相对较大、带正电荷的原子核 B．绝大多数α粒子顺利穿过 C．一小部分α粒子改变了原来的方向 D．极少数α粒子被反弹了回来 4．2021年4月13日，日本政府正式决定将福岛第一核电站的上百万吨核污水排入大海，多国对此表示反对。核污水中含有氚，如图为氚原子结构示意图，由图可知氚原子 A．含有2个质子 B．核电荷数为1 C．核外有3个电子 D．质子数和中子数相等 5．下列有关原子结构的说法中，错误的是 A．原子不带电是因为原子中不存在带电粒子 B．在原子中，核电荷数一定等于质子数或核外电子数 C．原子的质量主要集中在原子核上 D．原子中质子带正电，电子带负电 6．原子是由 A．电子和中子构成的 B．质子和中子构成的 C．质子和电子构成的 D．原子核和电子构成的 7．对“原子的构成”同学们有以下认识，其中错误的是 A．原子核中质子数一定等于中子数 B．核外电子在离核远近不同的区域中运动 C．原子由居于中心的原子核和核外电子构成 D．原子核的体积与整个原子的体积相比要小很多 8．模型认知是化学学习的一种重要方法。如图所示为某原子的结构模型图，其中a、b、c为构成该原子的三种不同微粒，则下列有关原子的说法中正确的是    A．在原子中a、b、c的数目一定相等 B．a带正电则b带负电 C．若b不带电则原子中不一定含有它 D．若a带正电则c与a的数目不一定相等 9．生物体死亡后，体内含有的碳﹣14会逐渐减少（称为衰变）。因此科学家可通过测量生物体遗骸中碳﹣14的含量，来计算它存活的年代，这种方法称之为放射性碳测年法。碳﹣14原子核中含6个质子与8个中子，在衰变时，一个中子变成质子，形成新的原子核。下列关于新原子核的说法正确的是 A．碳原子核，含7个质子，8个中子 B．氮原子核，含7个质子，7个中子 C．碳原子核，含6个质子，7个中子 D．氧原子核，含7个质子，8个中子 二、非选择题： 10．人类探索原子结构的奥秘，经历了漫长的过程。如图是卢瑟福用a粒子轰击金箔的实验，请结合现象分析：    (1)实验中，大多数a粒子不改变原来的运动方向，原因是： 。 (2)如果原子的质量和正电荷在原子内均匀分布，则少数a粒子就 （填“会”或“不会”）发生大角度散射，卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是 。 (3)通过a粒子散射实验，你认为原子结构为如图中的 。    (4)如图是几位代表性的科学家及他们提出的原子结构模型，请根据所学确定模型建立的先后顺序（填序号） 。    11．原子的结构 (1) ① 、② 、③ 。 (2)思考： ①不是所有原子都含有中子，如普通氢原子中就没有中子。 ②在原子中， ＝质子数＝ 。 ③原子核内质子所带电荷与核外电子所带电荷的电量相等，电性相反，故整个原子呈电中性。 学科网（北京）股份有限公司 $$ ( 第 三 单元 物质构成的奥秘 课题 2 原子结构 ) 第一课时原子的构成 一、原子的体积很小 如果将一个原子跟一个乒乓球相比，就相当于将一个乒乓球跟地球相比。 二、原子的微观结构 1. 原子是由原子核与核外电子构成的。 2. 原子核是由质子和中子构成的。 3. 每个质子带1个单位的正电荷，每个电子带1个单位的负电荷，中子不带电。 4. 由于原子核内质子所带电荷与核外电子的电荷电量相等，但电性相反，因此，原子不显电性。 5. 原子核所带的正电荷数(核电荷数)就等于核内的质子数，也等于核外电子的数目。 三、核电荷数、质子数、中子数、电子数的关系 思考与交流：观察下表，你能得出核电荷数、质子数、中子数、核外电子数之间的关系吗？ 原子种类 核电荷数 质子数 中子数 核外电子数 氢 1 1 0 1 碳 6 6 6 6 氧 8 8 8 8 钠 11 11 12 11 氯 17 17 18 17 通过上述表格你能得出哪些信息？ 1．核电荷数 = 核内质子数 = 核外电子数(仅针对原子)。 2．质子数不一定等于中子数。 3．氢原子的原子核中没有中子。 【例1】2014年5月，德国亥姆霍兹重离子研究中心再次成功合成117号元素．该元素已获正式名称“Ununseptium”，元素符号为Uus.该原子的原子核内有117个质子，原子质量约是氢原子质量的291倍，是目前获得正式承认的最重的原子．该原子的原子核外电子数为（　　） A．117 B．174 C．291 D．408 答案：A 【分析】根据核内质子数、核内中子数、核外电子数、相对原子质量之间的关系，来解答本题． 【解答】解：由在原子中，核内质子数=核外电子数，可知该原子的核外电子数等于它的原子核内质子数，都为117个。 故选：A。 【变式1-1】日本宣布在2023年4月将核废水排入海洋，此种不负责任的行为将极大地危害生态环境和人类健康。核废水中含有大量放射性元素，其中氚原子的电子数为1，中子数为2，其核电荷数为（　　） A．0 B．1 C．2 D．3 答案：B 【分析】根据原子中核电荷数=核内质子数=核外电子数，结合题意进行分析解答。 【解答】解：原子中，核电荷数=核外电子数，氚原子的电子数为1，为则氚原子的核电荷数为1。 故选：B。 【变式1-2】金属钛是航空、军工、电子等方面的主要原料。已知钛原子的相对原子质量为48，其核内质子数为22，则钛原子的中子数为（　　） A．22 B．26 C．48 D．7 答案：B 【分析】根据原子中核电荷数=核内质子数=核外电子数，相对原子质量≈质子数+中子数，结合题意进行分析解答。 【解答】解：因为核电荷数=质子数=电子数，相对原子质量≈质子数+中子数，由题意钛原子的相对原子质量为48，其核内质子数为22，钛原子的中子数为48-22=26。 故选：B。 一、选择题： 1．铪(Hf)可用作航天材料。已知一种铪原子的原子核内有72个质子和102个中子，则其核外电子数为 A．30 B．72 C．102 D．174 答案：B 【详解】在原子中，质子数=核外电子数，故其核外电子数为72。 故选B。 2．一种碳原子的原子核内有6个质子和8个中子，该原子的核外电子数为 A．14 B．8 C．6 D．2 答案：C 【详解】在原子中，质子数=核外电子数，故碳原子的核外电子数为6，故选C。 3．如图是1911年英国科学家卢瑟福及其团队进行的著名的α粒子轰击金箔实验。下列实验现象描述不正确的是 A．原子中心有一个体积很小、质量相对较大、带正电荷的原子核 B．绝大多数α粒子顺利穿过 C．一小部分α粒子改变了原来的方向 D．极少数α粒子被反弹了回来 答案：A 【详解】A、原子中心有一个体积很小、质量相对较大、带正电荷的原子核，属于实验结论，不是实验现象，故A符合题意； B、原子内部有相对较大的空间，绝大多数α粒子能顺利穿过，故B不符合题意； C、原子核带正电，一小部分α粒子靠近原子核时会改变原来的方向，故C不符合题意； D、原子核很小，但是原子核的质量远大于α粒子的质量，所以极少数a粒子碰到原子核被反弹了回来，故D不符合题意。 故选A。 4．2021年4月13日，日本政府正式决定将福岛第一核电站的上百万吨核污水排入大海，多国对此表示反对。核污水中含有氚，如图为氚原子结构示意图，由图可知氚原子 A．含有2个质子 B．核电荷数为1 C．核外有3个电子 D．质子数和中子数相等 答案：B 【详解】A、根据图示可知，氚原子含有1个质子，错误； B、核电荷数＝质子数，据图可知氚原子含有1个质子，因此核电荷数为1，正确； C、原子中质子数等于电子数，故核外电子数为1，错误； D、据图可知氚原子含有1个质子、2个中子，因此质子数和中子数不相等，错误。 故选：B。 5．下列有关原子结构的说法中，错误的是 A．原子不带电是因为原子中不存在带电粒子 B．在原子中，核电荷数一定等于质子数或核外电子数 C．原子的质量主要集中在原子核上 D．原子中质子带正电，电子带负电 答案：A 【详解】A.在原子中，质子和电子都带电，因为质子数一定等于核外电子数，所以原子不显电性，该选项说法错误； B.在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数，该选项说法正确； C.电子的质量很小，原子的质量主要集中在原子核上，该选项说法正确； D.在原子中，质子数带正电，电子带负电，该选项说法正确， 故选A。 6．原子是由 A．电子和中子构成的 B．质子和中子构成的 C．质子和电子构成的 D．原子核和电子构成的 答案：D 【详解】A、原子是由原子核与电子构成，不是电子和中子构成的，错误； B、原子是由原子核与电子构成，不是质子和中子构成的，错误； C、原子是由原子核与电子构成，不是质子和电子构成的，错误； D、原子是由原子核与电子构成，正确。 故选D。 7．对“原子的构成”同学们有以下认识，其中错误的是 A．原子核中质子数一定等于中子数 B．核外电子在离核远近不同的区域中运动 C．原子由居于中心的原子核和核外电子构成 D．原子核的体积与整个原子的体积相比要小很多 答案：A 【详解】A.原子核中质子数不一定等于中子数，例如普氢原子中，质子数为1，中子数为0，钠原子质子数为11，中子数为12，故A错误； B.核外电子具有的能量不同，核外电子在离核远近不同的区域中运动，能量低的电子离核较近，能量高的电子离核较远，故B正确； C.科学家研究发现，原子是由居于中心的原子核和核外电子构成的，故C正确； D.原子核的半径大约是原子半径的十万分之一，原子核的体积与整个原子的体积相比要小很多，故D正确。 故选：A。 8．模型认知是化学学习的一种重要方法。如图所示为某原子的结构模型图，其中a、b、c为构成该原子的三种不同微粒，则下列有关原子的说法中正确的是    A．在原子中a、b、c的数目一定相等 B．a带正电则b带负电 C．若b不带电则原子中不一定含有它 D．若a带正电则c与a的数目不一定相等 答案：C 【分析】由图示可知a、b代表质子或中子，c代表电子。 【详解】A、在原子中，质子数等于电子数，但质子数和中子数不一定相等，原子中a与b的数目不一定相等，故错误； B、若a带正电，则a是质子，b是中子，中子不带电，故错误； C、若b不带电，b是中子，原子中不一定有中子，如氢原子没有中子，故正确； D、若a带正电，则a是质子，在原子中质子数一定等于核外电子数，所以a与c数目一定相等，故正确。 故选C。 9．生物体死亡后，体内含有的碳﹣14会逐渐减少（称为衰变）。因此科学家可通过测量生物体遗骸中碳﹣14的含量，来计算它存活的年代，这种方法称之为放射性碳测年法。碳﹣14原子核中含6个质子与8个中子，在衰变时，一个中子变成质子，形成新的原子核。下列关于新原子核的说法正确的是 A．碳原子核，含7个质子，8个中子 B．氮原子核，含7个质子，7个中子 C．碳原子核，含6个质子，7个中子 D．氧原子核，含7个质子，8个中子 答案：B 【详解】由于碳-14原子核中含6个质子与8个中子，在衰变时，一个中子变成质子，形成新的原子核，所以该原子核内的质子数成为7，因此该原子核成为氮原子的原子核，其核内质子数是7，中子数也是7。 故选：B。 二、非选择题： 10．人类探索原子结构的奥秘，经历了漫长的过程。如图是卢瑟福用a粒子轰击金箔的实验，请结合现象分析：    (1)实验中，大多数a粒子不改变原来的运动方向，原因是： 。 (2)如果原子的质量和正电荷在原子内均匀分布，则少数a粒子就 （填“会”或“不会”）发生大角度散射，卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是 。 (3)通过a粒子散射实验，你认为原子结构为如图中的 。    (4)如图是几位代表性的科学家及他们提出的原子结构模型，请根据所学确定模型建立的先后顺序（填序号） 。    答案：(1)原子核很小，原子内有（相对）很大的空间 (2) 不会 原子核 (3)C (4)③②① 【详解】（1）大多数ɑ粒子不改变原来的运动方向，说明原子核很小，原子内部有较大空间； （2）如果原子的质量和正电荷在原子内均匀分布，由于ɑ粒子也带正电荷，则大多数ɑ粒子会发生大角度散射，极少数ɑ粒子不会发生大角度散射； 原子是由原子核和核外电子构成，电子质量很小，可忽略不计，则原子的质量主要集中在原子核上，卢瑟福所说的“很小的结构”指的是原子核 （3）由于大多数ɑ粒子不改变原来的运动方向，说明原子内部有较大空间，少数带正电荷ɑ粒子的方向发生偏转，说明原子核带正电荷，而极少数ɑ粒子被反弹，说明原子中间有一个较小的、带正电荷且质量较大的原子核； 故选C； （4）首先是汤姆生发现了电子，提出了布丁模型，然后是卢瑟福用a粒子轰击金箔，发现了原子核，提出了核式模型，最后是波尔提出分层模型，故模型建立的先后顺序是③②①。 11．原子的结构 (1) ① 、② 、③ 。 (2)思考： ①不是所有原子都含有中子，如普通氢原子中就没有中子。 ②在原子中， ＝质子数＝ 。 ③原子核内质子所带电荷与核外电子所带电荷的电量相等，电性相反，故整个原子呈电中性。 答案：(1) 原子核 正 负 (2) 核电荷数 核外电子数 【详解】（1）原子是由居于中心带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成，原子核又分为质子和中子，每个质子带一个单位正电荷，每个电子带一个单位负电荷，中子不带电。 （2）①不是所有的原子中都有中子，除去普通氢原子中没有中子外，其他原子中都有中子。 ②在原子中，整个原子是不显电性的，是因为原子核内核电荷数=核外电子数=质子数。 ③由于核内质子所带正电荷数量与核外电子的负电荷数量相等、电性相反，所以整个原子呈电中性。 学科网（北京）股份有限公司 $$ ( 第 三 单元 物质构成的奥秘 课题 2 原子 结构 ) 第二课时原子核外电子的排布及相对原子质量 一、核外电子的分层排布 1. 电子层的定义与命名 (1)核外电子的运动有自己的特点，它没有固定的轨道，但有经常出现的区域，我们称之为电子层。 (2)离核_______的电子层为第一层，次之为第二层，依次类推为三、四、五、六、七层，离核最远的也叫_________。 2. 核外电子的能量规律 电子层数 一、二、三、四、五、六、七 离核远近 近 → 远 能量高低 低 → 高 3. 核外电子的排布规律 （1）第一层最多排布2个电子；（2）第二层最多排布8个电子；（3）最外层电子数不超过8个。 二、原子结构示意图 1. 原子结构示意图的定义：表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式。 (1)小圈表示原子核，圈内的数字表示核内质子数； (2)弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层的电子数。 2. 部分原子的原子结构示意图 3. 原子的化学性质与电子排布的关系 原子种类 实例 最外层电子数 得失电子 结构稳定性 化学性质 稀有气体 He、Ne、Ar 8(He为2) 不易得，不易失 稳定 稳定 金属 Na、Mg、Al < 4 易失去 不稳定 不稳定 非金属 N、O、S > 4 易得到 不稳定 不稳定 原子的化学性质，与其原子的核外电子排布，特别是与_________电子的数目有关。 换言之，原子的最外层电子数决定原子的化学性质。 三、离子 1. 阴离子、阳离子的定义 (1)阴离子：带负电的原子叫做阴离子。 (2)阳离子：带正电的原子叫做阳离子。 2. 阴离子、阳离子的形成过程 举个例子——金属钠与氯气的反应 ( 钠原子的最外层有1个电子，氯原子的最外层有7个电子，当钠与氯气反应时，钠原子最外层的1个电子转移到氯原子的最外层上，这样两者都形成相对稳定的结构。 在上述过程中，钠原子因失去1个电子而带上1个单位的正电荷；氯原子因得到1个电子而带上1个单位的负电荷。这种带电的原子叫做离子。带正电的原子叫做阳离子，如钠离子（Na + ）；带负电的原子叫做阴离子，如氯离子（C l - ），带相反电荷的Na + 与C l - 相互作用就形成了Na Cl （氯化钠）。 ) 3. 离子符号的含义 元素符号右上角的“+”“﹣”表示电性，如Na+ 表示钠离子带1个单位正电荷，Cl- 表示氯离子带1个单位负电荷。 四、相对原子质量 以一种碳原子质量的_______为标准，其他原子的质量与它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量(符号为At)。 注意 ( （1）该碳原子叫做碳1 2 ，是含有 6 个质子和 6 个中子的碳原子，它的质量的 1/12 等于1 .66 × 10 - 27 kg。 （2）相对原子质量的单位是 “ 1 ” ，一般省略不写，数值通常用整数。 ) 资料卡片——原子的质量 VS 相对原子质量 ( 原子的质量 相对原子质量 来源 测定出来的 比较出来的 性质 绝对的 相对的 数值 非常小 大多数取整数 单位 kg 1 以碳12为例 1.993×10 -26 kg 12 联系 ①相对原子质量= ②原子的质量越大，其相对原子质量越大。 ) 资料卡片——张青莲与相对原子质量的测定 ( 中国科学院院士张青莲教授 ( 如图 3-14) 为相对原子质量的测定作出了卓越贡献。他于 1983 年当选为国际纯粹与应用化学联合会原子量与同位素丰度委员会委员。他主持测定的铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、镝、锌的相对原子质量数据被确认为国际标准。 ) 思考与交流：观察下表，你能得出关于原子质量的什么结论？ 粒子种类 质量 质子 1.6726×10-27 kg 中子 1.6749×10-27 kg 电子 质子质量的1/1836 表——构成原子的粒子的质量 五、原子的质量集中在原子核上 1. 构成原子的质子、中子的相对质量都约等于_____。 2. 与质子、中子相比，_____的质量很小。 3. 原子的质量________，整个原子的质量主要集中在______上。 4. 相对原子质量≈__________________________。 考点一：原子核外电子的排布 【例1】如图为某粒子结构示意图，下列说法错误的是（　　） A．x的值为11 B．该粒子属于金属元素 C．该粒子的核外有三个电子层 D．该粒子在化学反应中易形成阴离子 【变式1-1】已知氚属于氢元素的一种原子。下列示意图能表示氚原子的是（　　） A．A B．B C．C D．D 【变式1-2】今有四种粒子的结构示意图，下列说法正确的是（　　） A．它们表示四种元素 B．②对应的原子在化学反应中易失去电子 C．④表示的元素是非金属元素 D．①③表示的都是阳离子 考点二：相对原子质量 【例2】铁在生活中用途广泛。已知某一种铁原子的质量为，1个碳12原子的质量为，则该铁原子的相对原子质量约为 A．54 B．56 C．57 D．56kg 【变式2-1】下列关于Na、Na+两种粒子的判断中，正确的是 ①核电荷数相同 ②核外电子数相等 ③质量几乎相等 ④Na+比Na 稳定 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 【变式2-2】关于相对原子质量说法正确的是 A．相对原子质量就是原子的真实质量 B．相对原子质量没有单位 C．相对原子质量越大，该原子的质量越大 D．相对原子质量是一种原子质量对一种碳原子的质量之比 一、选择题： 1．下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是 A． B． C． D． 2．下列原子在化学变化中不易得失电子的是 A．   B．   C．   D．   3．如图是某微粒的结构示意图，下列有关说法正确的是    A．该微粒易失去电子 B．该微粒电子层结构属于稳定结构 C．该微粒的符号为Mg+2 D．该微粒表示的是阴离子 4．下列粒子的结构示意图中，表示阳离子的是 A． B． C． D． 5．下列结构示意图所表示的微粒中，具有相对稳定结构的原子是 A． B． C． D． 6．用微观粒子知识对下列一些事实的解释不正确的是 选项 事实 解释 A 压瘪的乒乓球在热水中重新鼓起 温度升高，分子间间隔变大 B 氮气和氩气化学性质相似 它们原子的最外层电子数相同 C 1cm3的铁块中约有8.38×1022个铁原子 原子的体积很小 D 夏天，衣服晾在阳光下容易干 温度高，分子运动速度快 A．A B．B C．C D．D 7．推理是学习化学的一种方法，以下推理正确的是 A．有氧气参加的化学反应一定是氧化反应，不一定是化合反应 B．钠离子、氯离子的最外层电子数为8，所以离子的最外层电子数一定是8 C．试管和烧杯都是玻璃仪器，试管可以直接加热，所以烧杯也可以直接加热 D．离子是带电的原子，所以带电的微粒一定是离子 8．如图是四种微粒的结构示意图。下列有关说法正确的是 A．①在化学反应中易得到电子 B．②的微粒符号可表示为O2- C．①和④化学性质相同 D．表示稳定结构的只有②和③ 二、非选择题： 9．结合原子内部特点，填写下表。 原子种类 质子数 中子数 电子数 相对原子质量 碳—12 A 6 6 12 碳—14 6 B 6 14 钠 11 12 11 C A： ；B： ；C： 。 10．以下A~E是几种粒子的结构示意图。请完成下列问题： (1)A、C、D、E中，表示原子的是 ，容易失去电子的是 ，容易获得电子的是 （请填写对应字母序号）。 (2)当m= 时，B粒子表示原子，当m=9时，B粒子是 （填“原子”、“阳离子”或“阴离子”），当m= 时，B粒子是带有一个单位正电荷的阳离子。 (3)E中原子核内质子数是 ，核外电子总数是 。 (4)已知一个碳12原子的质量是Mkg，一个B原子的质量是Nkg，则B的相对原子质量是 。 11．如图是某粒子的结构示意图，回答下列问题： (1)X表示 ，Y表示 ； (2)若该粒子为原子，当X=12时，Y= ； (3)若该粒子带1个单位负电荷，当X=17时，则Y= ； (4)当Y=1时，该粒子易 电子，变成带一个单位 电荷的 离子。 学科网（北京）股份有限公司 $$ ( 第 三 单元 物质构成的奥秘 课题 2 原子结构 ) 第二课时原子核外电子的排布及相对原子质量 一、核外电子的分层排布 1. 电子层的定义与命名 (1)核外电子的运动有自己的特点，它没有固定的轨道，但有经常出现的区域，我们称之为电子层。 (2)离核最近的电子层为第一层，次之为第二层，依次类推为三、四、五、六、七层，离核最远的也叫最外层。 2. 核外电子的能量规律 电子层数 一、二、三、四、五、六、七 离核远近 近 → 远 能量高低 低 → 高 3. 核外电子的排布规律 （1）第一层最多排布2个电子；（2）第二层最多排布8个电子；（3）最外层电子数不超过8个。 二、原子结构示意图 1. 原子结构示意图的定义：表示原子核电荷数和电子层排布的图示形式。 (1)小圈表示原子核，圈内的数字表示核内质子数； (2)弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层的电子数。 2. 部分原子的原子结构示意图 3. 原子的化学性质与电子排布的关系 原子种类 实例 最外层电子数 得失电子 结构稳定性 化学性质 稀有气体 He、Ne、Ar 8(He为2) 不易得，不易失 稳定 稳定 金属 Na、Mg、Al < 4 易失去 不稳定 不稳定 非金属 N、O、S > 4 易得到 不稳定 不稳定 原子的化学性质，与其原子的核外电子排布，特别是与最外层电子的数目有关。 换言之，原子的最外层电子数决定原子的化学性质。 三、离子 1. 阴离子、阳离子的定义 (1)阴离子：带负电的原子叫做阴离子。 (2)阳离子：带正电的原子叫做阳离子。 2. 阴离子、阳离子的形成过程 举个例子——金属钠与氯气的反应 ( 钠原子的最外层有1个电子，氯原子的最外层有7个电子，当钠与氯气反应时，钠原子最外层的1个电子转移到氯原子的最外层上，这样两者都形成相对稳定的结构。 在上述过程中，钠原子因失去1个电子而带上1个单位的正电荷；氯原子因得到1个电子而带上1个单位的负电荷。这种带电的原子叫做离子。带正电的原子叫做阳离子，如钠离子（Na + ）；带负电的原子叫做阴离子，如氯离子（C l - ），带相反电荷的Na + 与C l - 相互作用就形成了Na Cl （氯化钠）。 ) 3. 离子符号的含义 元素符号右上角的“+”“﹣”表示电性，如Na+ 表示钠离子带1个单位正电荷，Cl- 表示氯离子带1个单位负电荷。 四、相对原子质量 以一种碳原子质量的1/12为标准，其他原子的质量与它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量(符号为At)。 注意 ( （1）该碳原子叫做碳1 2 ，是含有 6 个质子和 6 个中子的碳原子，它的质量的 1/12 等于1 .66 × 10 - 27 kg。 （2）相对原子质量的单位是 “ 1 ” ，一般省略不写，数值通常用整数。 ) 资料卡片——原子的质量 VS 相对原子质量 ( 原子的质量 相对原子质量 来源 测定出来的 比较出来的 性质 绝对的 相对的 数值 非常小 大多数取整数 单位 kg 1 以碳12为例 1.993×10 -26 kg 12 联系 ①相对原子质量= ②原子的质量越大，其相对原子质量越大。 ) 资料卡片——张青莲与相对原子质量的测定 ( 中国科学院院士张青莲教授 ( 如图 3-14) 为相对原子质量的测定作出了卓越贡献。他于 1983 年当选为国际纯粹与应用化学联合会原子量与同位素丰度委员会委员。他主持测定的铟、铱、锑、铕、铈、铒、锗、镝、锌的相对原子质量数据被确认为国际标准。 ) 思考与交流：观察下表，你能得出关于原子质量的什么结论？ 粒子种类 质量 质子 1.6726×10-27 kg 中子 1.6749×10-27 kg 电子 质子质量的1/1836 表——构成原子的粒子的质量 五、原子的质量集中在原子核上 1. 构成原子的质子、中子的相对质量都约等于1。 2. 与质子、中子相比，电子的质量很小。 3. 原子的质量很小，整个原子的质量主要集中在原子核上。 4. 相对原子质量≈质子+中子。 考点一：原子核外电子的排布 【例1】如图为某粒子结构示意图，下列说法错误的是（　　） A．x的值为11 B．该粒子属于金属元素 C．该粒子的核外有三个电子层 D．该粒子在化学反应中易形成阴离子 答案：D 【分析】在粒子结构示意图中，圆圈内数字表示核内质子数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层上的电子数，离圆圈最远的弧线表示最外层，结合周期数=原子核外电子层数，进行分析判断。 【解答】解：A、由粒子的结构示意图可知，该粒子是原子结构示意图，在原子中质子数等于电子数，所以x=2+8+1=11，故选项说法正确。 B、由上述分析可知，该粒子是钠原子，属于钠元素，钠元素属于金属元素，故选项说法正确。 C、由粒子的结构示意图可知，其核外有三个电子层，故选项说法正确。 D、该粒子最外层上有1个电子，小于4个，在化学反应中易失去1个电子形成带1个单位正电荷的阳离子，故选项说法错误。 故选：D。 【变式1-1】已知氚属于氢元素的一种原子。下列示意图能表示氚原子的是（　　） A．A B．B C．C D．D 答案：D 【分析】根据氚属于氢元素的一种原子，氢元素的核内质子数为1，则氚原子的核内质子数为1，原子中核内质子数=核外电子数，则氚原子的核外电子数为1，进行分析判断。 【解答】解：氚属于氢元素的一种原子，氢元素的核内质子数为1，则氚原子的核内质子数为1，原子中核内质子数=核外电子数，则氚原子的核外电子数为1，观察图示，D示意图能表示氚原子。 故选：D。 【变式1-2】今有四种粒子的结构示意图，下列说法正确的是（　　） A．它们表示四种元素 B．②对应的原子在化学反应中易失去电子 C．④表示的元素是非金属元素 D．①③表示的都是阳离子 答案：B 【分析】A、根据元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，决定元素种类的是质子数（即核电荷数），进行分析判断。 B、若原子的最外层电子数≥4，在化学反应中易得电子，若最外层电子数＜4，在化学反应中易失去电子。 C、根据④的核内质子数为12，进行分析判断。 D、当质子数=核外电子数，为原子；当质子数＞核外电子数，为阳离子；当质子数＜核外电子数，为阴离子。 【解答】解：A、决定元素种类的是质子数（即核电荷数），②和④核内质子数相同，属于同一种元素，图中共表示3种元素，故选项说法错误。 B、②对应的原子最外层电子数是2，在化学反应中易失去2个电子而形成阳离子，故选项说法正确。 C、④的核内质子数为12，为镁元素，属于金属元素，故选项说法错误。 D、①质子数=8，核外电子数=10，质子数＜核外电子数，为阴离子；③质子数=11，核外电子数=10，质子数＞核外电子数，为阳离子；故选项说法错误。 故选：B。 考点二：相对原子质量 【例2】铁在生活中用途广泛。已知某一种铁原子的质量为，1个碳12原子的质量为，则该铁原子的相对原子质量约为 A．54 B．56 C．57 D．56kg 答案：A 【详解】该铁原子的相对原子质量约为：。 故选A。 【变式2-1】下列关于Na、Na+两种粒子的判断中，正确的是 ①核电荷数相同 ②核外电子数相等 ③质量几乎相等 ④Na+比Na 稳定 A．①②③ B．②③④ C．①③④ D．①②③④ 答案：C 【详解】①钠原子核电荷数为11，形成钠离子，失去的是最外层电子，核电荷数不变，仍为11，正确； ②钠原子失去电子形成钠离子，钠原子核外电子数比钠离子多一个，错误； ③原子的质量集中在原子核上，失去电子的质量忽略不计，质量几乎相等，正确； ④Na+比Na稳定，因为钠离子最外层已经达到稳定结构，正确； 故选：C。 【变式2-2】关于相对原子质量说法正确的是 A．相对原子质量就是原子的真实质量 B．相对原子质量没有单位 C．相对原子质量越大，该原子的质量越大 D．相对原子质量是一种原子质量对一种碳原子的质量之比 答案：C 【详解】A、相对原子质量就是原子的实际质量与一种碳原子质量的的比值，故说法错误； B、相对原子质量是原子质量与一种碳原子质量的的比值，规定单位是“1”，省略不写，故说法错误； C、相对原子质量是以一个碳-12原子质量的作为标准，任何一个原子的真实质量跟一个碳-12原子质量的的比值，所以可以计算得到两种元素原子质量之比等于它们的相对原子质量之比，原子质量越大，则相对原子质量越大，故说法正确； D、相对原子质量是以一个碳-12原子质量的作为标准，任何一个原子的真实质量跟一个碳-12原子质量的的比值，不是一种原子的质量和一种碳原子的质量之比，故说法错误。 故选C。 一、选择题： 1．下列各原子结构示意图中所表示的核外电子排布正确的是 A． B． C． D． 答案：C 【详解】A、根据能量最低原理，该原子中，核外第一层应是2个电子，第二层是7个电子，故该原子结构示意图为，不符合题意； B、各层电子数最多为2n2，故该原子中，核外第一层应是2个电子， 第二层是5个电子，故该原子结构示意图为 ，不符合题意； C、 该原子中，核外第一层应是2个电子， 第二层是8个电子，第三层是4个电子，符合题意； D、在原子结构示意图中，最外层电子数不能超过8，故该原子中，核外有四个电子层，核外第一层应是2个电子，第二层是8个电子，第三层是8个电子，第四层是2个电子，故该原子结构示意图为 ，不符合题意。 故选C。 2．下列原子在化学变化中不易得失电子的是 A．   B．   C．   D．   答案：C 【详解】A. 最外层电子个数等于4，可以得到电子也可以失去电子，此选项不符合题意； B. 最外层是1个电子的结构容易失去电子，此选项不符合题意； C. 核外有1个电子层，该电子层有2个电子，该结构是稳定结构，此选项符合题意； D. 该原子最外层有2个电子，容易得到2个电子，此选项不符合题意； 故选C。 3．如图是某微粒的结构示意图，下列有关说法正确的是    A．该微粒易失去电子 B．该微粒电子层结构属于稳定结构 C．该微粒的符号为Mg+2 D．该微粒表示的是阴离子 答案：B 【详解】A、该粒子最外层电子数为8，属于相对稳定结构，不易得失去电子，故选项说法不正确； B、该粒子最外层电子数为8，属于相对稳定结构，故选项说法正确； C、该微粒的质子数为12，为镁元素，核外电子数为2+8=10，质子数＞核外电子数，为镁离子，其离子符号为Mg2+，故选项说法不正确； D、该微粒的质子数为12，核外电子数为2+8=10，质子数＞核外电子数，为阳离子，故选项说法不正确。 故选B。 4．下列粒子的结构示意图中，表示阳离子的是 A． B． C． D． 答案：B 【详解】A、质子数＜核外电子数，为阴离子结构示意图，故A不符合题意； B、质子数＞核外电子数，为阳离子结构示意图，故B符合题意； C、质子数＜核外电子数，为阴离子结构示意图，故C不符合题意； D、质子数=核外电子数，为原子结构示意图，故D不符合题意。 综上所述：选择B。 5．下列结构示意图所表示的微粒中，具有相对稳定结构的原子是 A． B． C． D． 答案：A 【分析】当质子数=核外电子数，为原子；当质子数＞核外电子数，为阳离子；当质子数＜核外电子数，为阴离子；若原子的最外层电子数为8（只有一个电层，最外层为2个），属于相对稳定结构； 【详解】A、该微粒质子数=核外电子数=2，为原子，该原子只有一个电子层，最外层电子数为2，属于相对稳定结构，故选项A符合题意； B、该微粒质子数=9，核外电子数=9，质子数=核外电子数，为原子，该原子有两个电子层，最外层电子数为7，不属于相对稳定结构，故选项B不符合题意； C、该微粒质子数=核外电子数=11，为原子，最外层电子数为1，易失去1个电子形成8电子稳定结构，故选项C不符合题意； D、该微粒质子数=17，核外电子数=18，当质子数＜核外电子数，为阴离子，故选项D不符合题意； 故选：A。 6．用微观粒子知识对下列一些事实的解释不正确的是 选项 事实 解释 A 压瘪的乒乓球在热水中重新鼓起 温度升高，分子间间隔变大 B 氮气和氩气化学性质相似 它们原子的最外层电子数相同 C 1cm3的铁块中约有8.38×1022个铁原子 原子的体积很小 D 夏天，衣服晾在阳光下容易干 温度高，分子运动速度快 A．A B．B C．C D．D 答案：B 【详解】A、压瘪的乒乓球在热水中重新鼓起，是因为温度升高，分子之间的间隔变大，不符合题意； B、氮原子的最外层电子数为5，氩原子的最外层电子数为8，最外层电子数不同，符合题意； C、1cm3的铁块中约有8.38×1022个铁原子，说明原子的体积很小，不符合题意； D、夏天，衣服晾在阳光下容易干，是因为分子在不断运动，且温度越高，分子的运动速率越快，不符合题意。 故选B。 7．推理是学习化学的一种方法，以下推理正确的是 A．有氧气参加的化学反应一定是氧化反应，不一定是化合反应 B．钠离子、氯离子的最外层电子数为8，所以离子的最外层电子数一定是8 C．试管和烧杯都是玻璃仪器，试管可以直接加热，所以烧杯也可以直接加热 D．离子是带电的原子，所以带电的微粒一定是离子 答案：A 【详解】A、物质与氧气的反应是氧化反应，化合反应指的是由两种或两种以上的物质反应生成一种新物质的反应，故有氧气参加的化学反应一定是氧化反应，但是不一定是化合反应，如蜡烛燃烧生成二氧化碳和水，属于氧化反应，但是生成物有两种，不属于化合反应，符合题意； B、钠离子、氯离子的最外层电子数为8，但是离子的最外层电子数不一定是8，如锂离子的最外层电子数为2，不符合题意； C、试管和烧杯都是玻璃仪器，试管可以直接加热，但是烧杯不能直接加热，应垫上石棉网加热，不符合题意； D、离子是带电的原子，但是带电的微粒不一定是离子，如质子、电子，不符合题意。 故选A。 8．如图是四种微粒的结构示意图。下列有关说法正确的是 A．①在化学反应中易得到电子 B．②的微粒符号可表示为O2- C．①和④化学性质相同 D．表示稳定结构的只有②和③ 答案：B 【详解】A、①的最外层电子数为2，小于4，在化学反应中易失去电子，A错误； B、②的质子数为8，核外电子数为10，是氧离子，微粒符号可表示为O2-，B正确； C、元素的化学性质取决于该元素原子的最外层电子数，由于①和④对应的原子最外层电子数不同，因此①和④化学性质不相同，C错误； D、②、③和④的最外层均达到8电子稳定结果，D错误。 故选B。 二、非选择题： 9．结合原子内部特点，填写下表。 原子种类 质子数 中子数 电子数 相对原子质量 碳—12 A 6 6 12 碳—14 6 B 6 14 钠 11 12 11 C A： ；B： ；C： 。 答案：6 8 23 【详解】核内质子数＝核外电子数，所以碳-12核内质子数＝6； 相对原子质量＝质子数+中子数，所以碳-14中的中子数＝14-6＝8； 钠的相对原子质量=11+12=23。 10．以下A~E是几种粒子的结构示意图。请完成下列问题： (1)A、C、D、E中，表示原子的是 ，容易失去电子的是 ，容易获得电子的是 （请填写对应字母序号）。 (2)当m= 时，B粒子表示原子，当m=9时，B粒子是 （填“原子”、“阳离子”或“阴离子”），当m= 时，B粒子是带有一个单位正电荷的阳离子。 (3)E中原子核内质子数是 ，核外电子总数是 。 (4)已知一个碳12原子的质量是Mkg，一个B原子的质量是Nkg，则B的相对原子质量是 。 答案：(1) CE/EC C E (2) 10 阴离子 11 (3) 17 17 (4) 【详解】（1）原子的质子数=核外电子数，所以ACDE中，C和E的质子数和核外电子数相等，是原子；C的最外层电子数为2，在化学反应中容易失去2个电子；E的最外层电子数为7，在化学反应中容易得到1个电子。 （2）若B为原子，则质子数=核外电子数，所以m=2+8=10，当m=9时，质子数＜核外电子数，所以B是阴离子，若B粒子是带有一个单位正电荷的阳离子，则m=2+8+1=11。 （3）由原子结构示意图可知，E中原子核内质子数是17，核外电子总数=质子数=17。 （4）某原子的相对原子质量=，可以知道该元素原子的相对原子质量=。 11．如图是某粒子的结构示意图，回答下列问题： (1)X表示 ，Y表示 ； (2)若该粒子为原子，当X=12时，Y= ； (3)若该粒子带1个单位负电荷，当X=17时，则Y= ； (4)当Y=1时，该粒子易 电子，变成带一个单位 电荷的 离子。 答案：(1) 质子数 最外层电子数 (2)2 (3)8 (4) 失去 正 阳 【详解】（1）结构示意图中圆圈里的数字表示质子数，所以X表示质子数；圆圈外边的数字表示电子数，由于Y在最外层，所以Y表示最外层电子数。 （2）若该粒子为原子，则质子数=电子数，当X=12时，电子数=12，所以核外电子排布为2、8、2，所以Y=2。 （3）当X=17时，在原子中电子数=质子数=17，核外电子排布为2、8、7；若该粒子带1个单位负电荷，则表示得到一个电子，所以最外层电子数为7+1=8，即Y=8。 （4）当Y=1时，最外层电子数＜4，易失去最外层的1个电子，则质子比电子多一个，质子带正电荷，所以变成带一个单位正电荷的阳离子。 学科网（北京）股份有限公司 $$