内容正文:
第08讲 原子结构
思维导图
学习目标
学习目标
1.了解原子和原子核的构成。
2. 了解原子结构模型的发展历程,体会模型方法在微观世界研究中的作用。
3.了解核外电子是分层排布的,了解典型原子(稀有气体、金属、非金属)原子核外电子的排布特点。
4.以氨化钠为例,了解商子的形成过程,知道离子是构成物质的一种粒子。
5.知道相对原子质量的含义,并学会查相对原子质量表。
学习重点
1.原子的结构。
2.科学家认识原子结构的发展过程以及研究方法。
3.原子的核外电子分层排布;离子的形成;相对原子质量;
学习难点
1.“α粒子散射实验”的分析。
2.原子的核外电子排布;相对原子质量;
教材解读
知识点一 原子的构成
原子的体积 。如果将一个原子与一个乒乓球相比,就相当于将一个乒乓球与地球相比(如图3-8)。原子能够结合成分子的奥秘,正是人们在研究这小小的原子的结构时被逐步揭示出来的。图3-8 原子的体积很小
1.科学实验证明,原子是由居其中心的 与 构成的(如图3-9)。图3-9 原子的构成示意图
2.原子核一般由 和 构成。每个质子带1个单位的 ,每个电子带1个单位的 ,中子 。
3.由于原子核内质子所带正电荷与核外电子所带负电荷 、 ,所以原子 。
4.原子核所带的正电荷数(核电荷数)=核内 =核外 。
注意事项:核电荷数是指原子核所带的正电荷数。
原子
原子核:带正电荷(核电荷数等于质子数)
核外电子:每个电子带1个单位负电荷
质子:每个质子带1个单位正电荷
中子:不带电
不显电性
表3-1 几种原子的构成
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
氢
1
0
1
碳
6
6
6
氧
8
8
8
钠
11
12
11
氯
17
18
17
· 思考:由表3-1总结原子构成的规律
(1)不同种类的原子,核内的 不同(核电荷数不同),据此区分原子种类;
(2)质子数与中子数 相等;
(3)并不是所有的原子都含有 (如上表中的氢原子);
(4)质子数= ;
(5)同种原子,核内质子数和核外电子数 ;
【考点例题】
例1.下列说法不正确的是( )
A.原子由原子核和核外电子构成
B.有些物质是由原子直接构成的
C.原子是化学变化中的最小粒子
D.原子中不存在带电粒子,故原子不带电
【答案】D
【解析】解:A、原子由原子核和核外电子构成,正确;
B、有些物质是由原子直接构成的,例如铁,正确;
C、原子是化学变化中的最小粒子,正确;
D、原子中核内质子所带的正电荷和核外电子所带的负电荷相等,故原子不带电,错误;
故选:D。
【变式精选】
【变式1】在分子、原子、原子核、质子、中子、电子等粒子中,找出符合下列条件的粒子填在相应的横线上:
(1)原子质量主要集中在 。
(2)能保持物质化学性质的粒子是 。
(3)不带电的粒子是 。
(4)质量最小的粒子是 。
【答案】(1)原子核;
(2)原子、分子;
(3)分子、原子、中子;
(4)电子。
【解析】解:(1)原子由原子核和核外电子构成,由于电子的质量非常小,则原子的质量主要集中在原子核上;
(2)分子和原子都能保持物质化学性质,由原子直接构成的物质,原子保持物质化学性质;
(3)分子、原子、中子是不显电性的粒子;
(4)质量最小的粒子是电子。
【变式2】在①分子、②原子、③质子、④中子、⑤电子中,找出符合下列条件的粒子,填在相应的横线上(填序号)。
(1)能保持物质化学性质的是 ;
(2)化学变化中的最小粒子是 ;
(3)带正电荷的粒子是 ;
(4)带负电荷的粒子是 ;
(5)不显电性的粒子是 ;
(6)质量近似相等的粒子是 。
【答案】(1)①②;
(2)②;
(3)③;
(4)⑤;
(5)①②④;
(6)③④。
【解析】解:(1)分子是构成物质的一种微粒,能够保持物质的化学性质,由原子直接构成的物质中原子也保持物质化学性质;
(2)在化学反应中,原子的数目与种类保持不变,所以化学变化中的最小粒子是原子;
(3)上述微粒中,带正电荷的粒子是质子;
(4)上述微粒中,带负电荷的粒子是电子;
(5)不显电性的粒子是分子和原子、中子;
(6)质子与中子的质量差不多,都为电子质量的1836倍。
知识点二 原子核外电子的排布
1.原子核的体积
(1)与原子相比,原子核的 。
①如果把原子比作一个体育场,那么原子核只相当于体育场中的一只蚂蚁。
2.核外电子的运动特点
(1)核外电子运动空间:原子核外有很大的空间,电子就在这个空间里 。
(2)核外电子运动状态:在含有多个电子的原子中,核外电子具有 ,
①离核近的电子能量 ;
②离核越远,电子的能量 。
(3)电子层:科学家形象地将这些离原子核较近或较远的电子运动的区域,称为电子层。
(4)电子层的分层排布
①离核最近的电子层为第 层,次之为第 层,依次类推为第三、四、五、六、七层,离核最远的也叫 层。核外电子的分层排布如图3-10所示。图3-10 核外电子排布示意图
电子层数
第一层
第二层
第三层
第四层
第五层
第六层
第七层
电子层符号
K
L
M
N
O
P
Q
能量
离核远近
(5)核外电子层的排布规律
①核外电子在分层排布时,总是优先排布 、离核 的电子层,即先排满 ,再排 ,依次类推,排满一层,由里向外再排下一层。
②已知原子核外电子最少的只有 ,最多的有 ,最外层电子数一般不超过 个(只有1层的,电子数不超过 个)。即各电子层上的电子数最多为2n2个(n为电子层数)。
3.用原子结构示意图可简明、方便地表示原子核外电子的排布(如图3-11)。图3-11 氧原子的结构示意图
(1)圆圈表示 ;
(2)圆圈内的数字“8”:表示 ;
(3)弧线:表示 ;
(4)弧线上的数字:表示该电子层上的 。
(5)“+”表示原子核带 ;
(6)氧原子只有2层电子层,所以第二层也称为 。
4.原子结构示意图(1-18号元素)资料卡片
部分原子的结构示意图
5.原子结构与化学性质的关系
原子种类
最外层电子数
是否属相对稳定结构
得失电子趋势
化学性质
举例
稀有气体原子
个(氨为 个)
得失电子
氦、氖、氩等
金属原子
一般 4个
易 电子
钠、镁、铝等
非金属原子
一般 4个
易 电子
氯、氧、硫、磷等
结论:原子的化学性质主要取决于原子的 。
判断粒子结构相对稳定的方法
(1)当原子只有一个电子层时,该层上有 个电子时达到相对稳定结构,如氦。
(2)当原子有多个电子层时,最外层有 个电子时达到相对稳定结构。
(3)原子最外层不是相对稳定结构时,都趋向于达到 。
①最外层1~3个电子,易 (填“得到”或“失去”)电子形成相对稳定结构;
②最外层5~7个电子,易 (填“得到”或“失去”)电子形成相对稳定结构。
【考点例题】
例1.根据粒子结构示意图给出的信息,下列说法正确的是( )
A.①②③表示的是原子
B.③表示的是金属元素
C.①③表示的是阳离子
D.①③的元素化学性质相似
【答案】B
【解析】解:A、①②,质子数=核外电子数,均为原子;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。
B、③表示的粒子,质子数为11,为钠元素,属于金属元素,故选项说法正确。
C、①质子数=核外电子数,为原子;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。
D、①③的最外层电子数不同,化学性质不相似,故选项说法错误。
故选:B。
【变式精选】
【变式1】如图是某元素的原子结构示意图。请回答下列问题:
(1)该元素的名称是 ,元素符号是 。
(2)该原子的核外共有 个电子层,其中第 层上的电子能量最高,该原子在化学变化中一般是容易 (填“得到”或“失去”)电子而使该元素显示 价。
【答案】(1)镁;Mg;
(2)3;3;失去;+2。
【解析】解:(1)由微观示意图可知,圆圈内数字表示核内质子数,该原子质子数为12,元素名称是镁,元素符号是Mg。
(2)由微观示意图可知,弧线表示电子层,该原子的核外共有3个电子层;离原子核越远,电子的能量越高,其中第3层上的电子能量最高,该原子最外层电子数是2,在化学反应中容易失去电子,形成一个带2个单位正电荷的离子,化合价的数值等于离子所带电荷的数值,且符号一致,则在化合物中该元素的化合价显+2价。
【变式2】在宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方式。
(1)氢气是由 (填“氢分子”或“氢原子”)构成的。
(2)根据如图原子结构示意图,回答问题。
①图中,最外层达到相对稳定结构的原子是 。
②在化学反应中,锂原子容易 (填“得到”或“失去”)电子。
③锂和钠属于不同种元素,是因为它们的原子中 不同。
【答案】(1)氢分子;
(2)①Ne;②失去;③质子数。
【解析】解:(1)氢气属于气态非金属单质,是由氢分子构成的。
(2)①若原子的最外层电子数为8(氦为2个),属于相对稳定结构,图中,最外层达到相对稳定结构的原子是Ne。
②锂原子的最外层电子数是1,少于4,在化学反应中易失去1个电子而形成阳离子。
③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),锂和钠属于不同种元素,是因为它们的原子中 质子数不同。
知识点三 离子
以钠与氯气的反应为例。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,使两者都形成相对稳定的结构(如图3-12)。图3-12 钠与氯气反应生成氯化钠的示意图
1.离子
(1)概念:带电荷的 或 。
(2)离子的分类
①阳离子:带 的原子。如钠原子因失去1个电子而带上1个单位的正电荷,钠离子(Na+);
②阴离子:带 的原子。如氯原子因得到1个电子而带上1个单位的负电荷,氯离子(Cl-);
(3) 离子的形成原子
(或原子团)
阴离子
阳离子
失电子,带正电
得电子,带负电
Cl-
Na+
①金属原子的最外层电子一般 4个,在化学反应中易 电子,质子数 核外电子数,所以带 ,为阳离子。
②非金属原子的最外层电子一般 4 个,在化学反应中易 电子,质子数 核外电子数,所以带 ,为阴离子。
2.离子符号
(1)离子的书写:在元素符号(或原子团)的 标明离子所带的电荷,数字在 ,正、负号在 ;
注意:①电荷数在 ,电性在 ;
②电荷数为1时,1 ;
③电荷数与原子得失的电子数目 (填“相等”或“不相等”)。
(2)离子符号表示意义
①元素符号右上角的“+”“﹣”表示电性;
②Mg2+:表示 ,其中数字“2”的意义是 ;
③2Mg2+:表示 (离子符号前面的系数表示离子的个数)
3.离子也是构成物质的 粒子,如带相反电荷的 与 相互作用就形成了氯化钠。
4.原子与离子的区别与联系
微粒区别和联系
原子
离子
阳离子
阴离子
结构示意图
质子数与核外电子数的关系
核内质子数 核外电子数
核内质子数 核外电子数
核内质子数 核外电子数
电性
表示方法
用元素符号表示,如Na
用离子符号表示,如Na+
用离子符号表示,如S2-
转化关系
阳离子
原子
阴离子
失电子
得电子
失电子
得电子
5.分子、原子、离子及物质之间的联系:分子
原子
物质
离子
构成
构成
得失电子
得失电子
构成
分成
构成
【考点例题】
例1.已知一种锂原子核内含有3个质子和4个中子,则该锂原子核外电子数为( )
A.1 B.3 C.4 D.7
【答案】B
【解析】解:这种锂原子核内含有3个质子,根据在原子中质子数=核电荷数=核外电子数,所以该锂原子的核外电子数为3。
故选:B。
【变式精选】
【变式1】原子变成离子后,一定会引起改变的是( )
A.化学性质 B.原子质量 C.电子层数 D.质子数
【答案】A
【解析】解:A、元素的化学性质与原子的最外层电子数密切相关,原子变为离子是原子得失电子的结果,因此核外电子总数一定发生改变,从而导致其最外层电子数发生改变,所以其化学性质一定改变,符合题意;
B、电子的质量很小,可以会略不计,所以,原子得失电子变成离子后,原子的质量不变,故错误;
C、当原子得到电子时其核外电子层数不会变化,如Cl→Cl﹣,其核外电子层数不变,故错误;
D、原子变为离子是原子得失电子的结果,所以原子核并没有改变,因此其质子数不变,故错误;
故选:A。
【变式2】建立宏观、微观和符号之间的相互联系是化学学科的特点。请根据下列信息回答有关问题:
(1)图1为粒子之间的转化关系图,其中①表示的是 。
(2)图2中A元素的原子容易 电子(填“得到”或“失去”)。
(3)图2中B、C属于同种元素,是因为 相同。
(4)图2中D为某粒子的结构示意图,当x=16时,则表示该粒子的符号为 。
(5)图2中最外层达到相对稳定结构的粒子是 (填字母序号)。
【答案】(1)原子;
(2)得到;
(3)核电荷数(或质子数);
(4)S2﹣;
(5)CD。
【解析】解:(1)分子是由原子构成的,在化学反应中分子可以分为原子,原子得失电子形成离子,因此①表示原子;故答案为:原子;
(2)图2中A元素的原子最外层有7个电子,多于4个,在化学反应中容易得到电子;故答案为:得到;
(3)图2中B、C属于同种元素,是因为质子数或核电荷数相同;故答案为:核电荷数(或质子数);
(4)图2中D为某粒子的结构示意图,该粒子的最外层有18个电子,当x=16时,则表示该粒子是带有2个单位负电荷的硫离子,硫离子的符号为S2﹣;故答案为:S2﹣;
(5)图2中最外层达到相对稳定结构的粒子是CD;故答案为:CD。
知识点四 相对原子质量
1.原子的质量
(1)原子的质量 。
例如,1个氢原子的质量约为1.67x10-”kg,1个氧原子的质量约为2.66x10~kg。
(2)由于原子质量的数值太小,书写和使用都不方便,所以,国际上一致同意采用 (如图3-13)。
图3-13 相对质量示意图
2.相对原子质量
(1)概念:以 ,其他原子的 与它相比,得到相对原子质量(符号为Ar)。①根据这个标准氢的相对原子质量约为1,氧的相对原子质量约为16。
②相对原子质量的单位为 ,通常省略不写。
(2) 公式
某原子的相对原子质量(Ar)=
①原子的质量 ,其相对原子质量 。
3.构成原子的粒子的质量
表3-2 构成原子的粒子的质量
粒子种类
质量
质子
1.6726×10-27kg
中子
1.6749×10-27kg
电子
质子质量的
(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)整个原子的质量主要集中在 上;
(4)相对原子质量近似等于 + 。
资料卡片
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 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。
图3-14 张青莲(1908-2006)
【考点例题】
例1.关于相对原子质量的说法正确的是( )
A.用相对原子质量表示后,原子的实际质量增大了
B.相对原子质量是一个比值
C.氧的相对原子质量是16,说明氧原子的质量是碳12原子质量的16倍
D.相对原子质量数值约等于原子中质子质量与中子质量之和
【答案】B
【解析】解:A.原子的实际质量不变,故错误;
B.相对原子质量是以一种碳原子(碳12)质量的十二分之一为标准,其它原子质量与它相比所得到的值,则相对原子质量为一个比值,故正确;
C.氧的相对原子质量为16,说明氧原子的质量是碳﹣12原子质量的的16倍,故错误;
D.相对原子质量约等于质子数和中子数之和,而不是质子质量和中子质量之和,故错误。
故选:B。
【变式精选】
【变式1】甲原子是碳﹣12原子质量的m倍,甲原子是乙原子质量的n倍,则乙原子的相对原子质量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:原子的相对原子质量与原子的质量成正比,甲原子是碳﹣12原子质量的m倍,甲原子的相对原子质量为12m;甲原子是乙原子质量的n倍,乙原子的相对原子质量为。
故选:A。
【变式2】碳的相对原子质量是( )
A.12g B.12
C.1.6605×10﹣27kg D.g
【答案】B
【解析】解:A、相对原子质量是一个比值,单位是1,不是g,故选项错误。
B、相对原子质量是一个比值,单位是1,常省略不写,碳原子的相对原子质量为12,故选项正确。
C、相对原子质量是一个比值,单位是1,不是kg,故选项错误。
D、相对原子质量是一个比值,单位是1,不是g,故选项错误。
故选:B。
知识点五 原子模型的演变方法导引
模型
氢分子、氧原子等的模型可以将微观粒子直观、生动地呈现在我们面前。构建和利用模型认识 及其
是一种常用的科学方法。
模型是对原型的模拟,构建模型应以 为依据,符合 原理,通过类比、简化和抽象等方法突出原型的主要特征。化学中常用的模型主要有 模型、 模型和 模型等。利用这些模型能帮助我们 、 和 物质及其变化。随着人们对原型认识的不断深入,模型也会发生改变。
科学史话
原子模型的演变
原子模型的演变反映了人类探索物质结构的漫长历程。
(1) 原子模型
我国古代哲学家墨子(约前468-前376)提出了“端”的观点,认为不断分割物质,直到无法再分时便得到“端”。古希腊哲学家也提出了意义相近的“原子”的概念。1808年,道尔顿在古代原子观点和科学实验的基础上系统地提出了原子论。上述“端和“原子”可被认为是原子的“实心球模型”(如图 3-15)。
(2) 原子模型
19世纪末,英国物理学家汤姆孙(J.J.Thomson1856-1940)通过一系列实验发现了电子。在此基础上,他提出了一种原子模型,认为 均匀分布在整个原子内,带 镶嵌其中(如图 3-16)。
(3) 原子模型
1909年,英国物理学家卢瑟福(E.Rutherford,1871-1937)进行了 。1911年,他提出了原子的“核式结构模型”:原子中带正电荷部分的体积很小,但几乎占有全部质量,电子在原子核外运动(如图3-17)。
直到19世纪末,人们都认为原子是不可再分的。电子、质子和中子的发现,使人们对物质结构的认识深入原子内部,意识到原子仍然具有一定的结构。
图3-15 道尔顿原子模型示意图
图3-16 汤姆孙原子模型示意图
图3-17 卢瑟福原子模型示意图
【拓展】
【a粒子散射实验】
1911年著名物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构进行了
实验。在用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动
的α粒子轰击金箔时有以下发现(如图所示)。
实验现象:
①绝大多数α离子直接穿透金箔,运动方向几乎不改变;
②极少数a粒子发生大角度偏转;
③大约1/8000个a粒子被弹回;
实验分析:
大多数α粒子穿透金箔而不改变运动方向,说明原子内部有很大的空间;
极少数α粒子改变原来的运动方向,是因为α粒子靠近了原子核,原子核带正电,对α粒子产生斥力;
大约1/8000个α粒子被弹了回来,是因为α粒子撞击在原子核上,说明原子核体积很小且原子核的质量比α粒子大得多。
实验结论:正电荷集中在 。
【考点例题】
例1.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α粒子轰击金箔的实验,请结合现象分析:
(1)实验中,大多数α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α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α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。
【解析】解:(1)大多数α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α粒子也带正电荷,则大多数α粒子会发生大角度散射,极少数α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α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α粒子的方向发生偏转,说明原子核带正电荷,而极少数α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α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。
【变式精选】
【变式1】1911年著名物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构进行了著名的α粒子散射实验(图1),实验现象如图2所示。由实验现象进行推理不能得出的结论是( )
A.原子核带正电
B.原子核由质子和中子构成
C.原子内部有很大的空间
D.原子核很小,但集中了原子的大部分质量
【答案】B
【分析】根据大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向,说明原子中有一个很大的空间,原子不是一个实心球体;一小部分α粒子改变了原来的运动方向,说明原子内有含有带正电荷的微粒,同种电荷相互排斥,使α粒子改变了原来的运动方向;有极少数α粒子被弹了回来,说明金原子中有体积很小,质量大的原子核;结合所学原子的构成知识进行分析解答。
【解析】解:A、a 粒子带正电荷,一小部分 a 粒子改变了原来的运动方向,由于同种电荷相互排斥,说明原子核带正电荷;故A说法正确;
B、卢瑟福为探索原子的内部结构进行的“a 粒子散射实验”,无法得出原子核的构成,故B说法错误;
C、大多数 a 粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向,说明金原子中有一个很大的空间,原子不是一个实心球体;故C说法正确;
D、有极少数 a 粒子被弹了回来,说明金原子中有体积很小、质量大的原子核;故D说法正确。
故选:B。
精选精练
①原子的构成(共6小题)
1.下列微粒中,质子数一定不等于核外电子数的是( )
A.氮原子 B.水分子 C.铝原子 D.氯离子
2.一些金属和金属氧化物在光照时释放出一种带负电荷的微粒,这种微粒是( )
A.中子 B.电子 C.质子 D.原子核
3.原子中一定具有的粒子是( )
A.质子、中子 B.电子、中子
C.质子、电子 D.质子、中子、电子
4.决定原子种类的最主要因素是( )
A.原子的质子数
B.原子的电子层数
C.原子的最外层电子数
D.组成某种物质的原子个数
5.下列关于原子核的叙述中,正确的是( )
①通常由中子和电子构成;
②通常由质子和中子构成;
③带正电荷;
④不显电性;
⑤不能再分;
⑥体积大约相当于原子的体积;
⑦质量大约相当于原子的质量。
A.③④ B.②⑥⑦ C.①⑤ D.②③⑦
6.若C﹣13是指原子核内有6个质子、7个中子的碳原子,则“He﹣3”所指的氦原子核内( )
A.含有3个质子,没有中子
B.含有2个质子,1个中子
C.含有1个质子,2个中子
D.含有3个中子,没有质子
②原子的核外电子排布(共5小题)
7.氟化钠常用作牙膏添加剂,能有效预防龋齿。如图是氟原子的结构示意图,下列有关氟原子的说法错误的是( )
A.质子数为9
B.“+”表示氟原子带正电
C.核外有2个电子层
D.在化学反应中氟原子易得到电子
8.我国实现了“国产气源、国产装备、国产液氦(He)”的目标,解决了“卡脖子”的能源问题,氦原子结构示意图如图所示,下列说法正确的是( )
A.氦属于金属元素 B.氦原子的质子数为4
C.氦原子电子层数是1 D.容易失去2个电子
9.2024年6月,嫦娥六号完成世界首次月球背面采样。月壤中含有丰富的氦﹣3可作为核聚变燃料,其原子核是由2个质子和1个中子构成的,氦﹣3的原子结构示意图为( )
A. B. C. D.
10.钠原子结构示意图如图所示.下列有关钠原子的说法不正确的是( )
A.核外有3个电子层
B.质子数为11
C.最外层电子数为1
D.在化学反应中易得电子
11.下列原子具有相对稳定结构的是( )
A. B. C. D.
③离子(共6小题)
12.下列粒子的结构示意图中,属于阳离子的是( )
A. B.
C. D.
13.下列四种粒子的结构示意图中,表示金属离子的是( )
A. B. C. D.
14.下列微粒中,所含电子数最多的是( )
A.CH4 B.O2 C.Na+ D.Cl﹣
15.Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子中肯定不同的是( )
A.核电荷数 B.质子数 C.中子数 D.电子数
16.下列微观粒子中,核电荷数少于核外电子数的是( )
A.Cl﹣ B.Ca2+ C.N2 D.Mg
17.如图模型可以用来表示金属钠在氧气中燃烧形成氯化钠的是( )
A.
B.
C.
D.
④相对原子质量(共5小题)
18.一个硫原子的质量为5.314×10﹣26kg,其相对原子质量为32,已知氧原子的相对原子质量为16,则一个氧原子的质量为( )
A.1.0628×10﹣25kg B.2.657×10﹣26
C.64kg D.2.657×10﹣26kg
19.碳12原子的质量为1.993×10﹣26kg,一种M原子的质量为9.288×10﹣26kg,则M原子的相对原子质量约是( )
A.24 B.27 C.56 D.108
20.关于相对原子质量,下列叙述正确的是( )
A.相对原子质量就是原子质量
B.两种原子的质量之比等于它们的相对原子质量之比
C.硫原子的相对原子质量是32g
D.采用相对原子质量后,就增大了原子的质量
21.相等质量的钠、镁、铝三块金属,含有原子个数最多的是( )
A.钠 B.镁 C.铝 D.无法判断
22.下列有关原子的叙述中,正确的是( )
A.原子在化学变化中的表现主要由原子核决定
B.汤姆森发现了原子核体积很小
C.原子的质量主要集中在原子核上
D.原子的电子静止不动
⑤原子模型的历史(共5小题)
23.人类不同阶段认识原子的模型示意图如图,其中卢瑟福的“α粒子轰击金箔”实验对认识原子起到了关键作用。结合你所学的知识判断,下列有关说法中,不正确的是( )
A.汤姆森发现了电子,推翻了道尔顿原子不可再分的认识
B.“α粒子轰击金箔”实验证实相对于整个原子而言,原子核的质量和体积都很小
C.“α粒子轰击金箔”实验证实原子内的正电荷集中在居于原子中心的原子核上
D.电子云模型形象说明电子在原子核外作无规则的高速运动
24.如图为某原子结构模型示意图,其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子。下列说法正确的是( )
A.决定该原子种类的粒子是b
B.原子核由a、b、c三种粒子构成
C.原子的质量主要集中在a和c上
D.原子中a与c的数目一定相同
25.卢瑟福α粒子轰击金箔实验推翻了汤姆森在1903年提出的葡萄干布丁原子模型,为建立现代原子理论打下基础。如图是某化学小组描绘的α粒子(带正电)在该实验中的运动轨迹。下列说法错误的是( )
A.运动轨迹a错误
B.通过轨迹c,可推测原子核带正电
C.轨迹b比轨迹d的数量多
D.该实验说明原子核由质子与中子构成
26.如图为小樱同学制作的某元素一种原子的原子结构模型,外圈上的小球为电子,内圈为原子核,内圈上的大球表示质子或中子。下列说法错误的是( )
A.该原子的核电荷数为2
B.该模型表示一种碳原子
C.该原子核内质子数等于核外电子数
D.该原子的原子核由2个质子和2个中子构成
27.如图分别为氧分子模型图、某原子构成示意图,下列说法中正确的是( )
A.只有分子能够直接构成物质
B.质子、中子、电子均匀分散在原子中
C.图1微观模型可表示化学符号是2O
D.由图2可以得出原子体积很小,原子核体积更小
真题闯关
1. (2024•辽宁)高纯硼常用作半导体掺杂剂。硼原子的结构示意图如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中x为2
B.硼原子的核外电子带正电
C.硼原子的质子数为3
D.硼元素的相对原子质量为5g
2. (2024•广西)氯原子的结构示意图如图所示。氯原子的核电荷数为( )
A.2 B.7 C.8 D.17
3. (2024•云南)如图为金属钠与氯气反应生成氯化钠的示意图,下列说法错误的是( )
A.每个氯离子带一个单位负电荷
B.钠原子在该反应中形成了阴离子
C.氯化钠是由钠离子和氯离子构成的
D.钠离子和氯离子的结构都相对稳定
4. (2023•随州)与元素的化学性质关系最密切的是( )
A.元素的相对原子质量 B.原子的最外层电子数
C.原子的核外电子数 D.元素的核电荷数
5. (2023•株洲)下列微粒中,核电荷数少于核外电子数的是( )
A.Na+ B.OH﹣ C.O2 D.Mg
6. (2023•威海)下列关于分子、原子、离子的认识不正确的是( )
A.在化学变化中,分子可以被创造也可以被消灭
B.原子得失电子变成离子后,质量几乎不变,化学性质差别很大
C.同种原子通过不同方式结合成的分子化学性质不同
D.同种分子排列方式不同则化学性质不同
7. (2023•株洲)如图为某元素原子的结构示意图。下列有关叙述不正确的是( )
A.该原子的结构示意图中x=1
B.该元素属于活泼的非金属元素
C.该元素的原子在化学反应中容易失去电子
D.该元素形成的单质容易与氧气反应
8. (2023•恩施州)嫦娥五号带回的月壤中含有大量安全无污染的核聚变原料He﹣3(如图所示)。下列关于He﹣3的说法正确的是( )
A.He﹣3是一种新元素
B.He﹣3原子中含有1个质子,2个电子
C.He﹣3原子中含有3个质子,没有中子
D.He﹣3原子中含有2个质子,1个中子,2个电子
9. (2023•菏泽)模型建构是化学科学研究的基本方法。如图是某同学绘制的原子结构模型和原子结构示意图,有关说法正确的是( )
A.③形成的阳离子符号是H+
B.①②属于同种元素
C.①对应的原子结构示意图是④
D.②形成的单质化学性质不稳定
10. (2023•成都)化学家张青莲主持测定了铟、铱、锌等元素相对原子质量的新值。碳12原子的质量为1.993×10﹣26kg,一种锌原子的质量为1.096×10﹣25kg,该锌原子的相对原子质量是( )
A.12 B.64
C.66 D.1.096×10﹣25kg
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第08讲 原子结构
思维导图
学习目标
学习目标
1.了解原子和原子核的构成。
2. 了解原子结构模型的发展历程,体会模型方法在微观世界研究中的作用。
3.了解核外电子是分层排布的,了解典型原子(稀有气体、金属、非金属)原子核外电子的排布特点。
4.以氨化钠为例,了解商子的形成过程,知道离子是构成物质的一种粒子。
5.知道相对原子质量的含义,并学会查相对原子质量表。
学习重点
1.原子的结构。
2.科学家认识原子结构的发展过程以及研究方法。
3.原子的核外电子分层排布;离子的形成;相对原子质量;
学习难点
1.“α粒子散射实验”的分析。
2.原子的核外电子排布;相对原子质量;
教材解读
知识点一 原子的构成
原子的体积很小。如果将一个原子与一个乒乓球相比,就相当于将一个乒乓球与地球相比(如图3-8)。原子能够结合成分子的奥秘,正是人们在研究这小小的原子的结构时被逐步揭示出来的。图3-8 原子的体积很小
1.科学实验证明,原子是由居其中心的原子核与核外电子构成的(如图3-9)。图3-9 原子的构成示意图
2.原子核一般由质子和中子构成。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,中子不带电荷。
3.由于原子核内质子所带正电荷与核外电子所带负电荷数量相等、电性相反,所以原子不显电性。
4.原子核所带的正电荷数(核电荷数)=核内质子数=核外电子数。
注意事项:核电荷数是指原子核所带的正电荷数。
原子
原子核:带正电荷(核电荷数等于质子数)
核外电子:每个电子带1个单位负电荷
质子:每个质子带1个单位正电荷
中子:不带电
不显电性
表3-1 几种原子的构成
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
氢
1
0
1
碳
6
6
6
氧
8
8
8
钠
11
12
11
氯
17
18
17
· 思考:由表3-1总结原子构成的规律
(1)不同种类的原子,核内的质子数不同(核电荷数不同),据此区分原子种类;
(2)质子数与中子数不一定相等;
(3)并不是所有的原子都含有中子(如上表中的氢原子);
(4)质子数=该原子核外电子数;
(5)同种原子,核内质子数和核外电子数相等;
【考点例题】
例1.下列说法不正确的是( )
A.原子由原子核和核外电子构成
B.有些物质是由原子直接构成的
C.原子是化学变化中的最小粒子
D.原子中不存在带电粒子,故原子不带电
【答案】D
【解析】解:A、原子由原子核和核外电子构成,正确;
B、有些物质是由原子直接构成的,例如铁,正确;
C、原子是化学变化中的最小粒子,正确;
D、原子中核内质子所带的正电荷和核外电子所带的负电荷相等,故原子不带电,错误;
故选:D。
【变式精选】
【变式1】在分子、原子、原子核、质子、中子、电子等粒子中,找出符合下列条件的粒子填在相应的横线上:
(1)原子质量主要集中在 。
(2)能保持物质化学性质的粒子是 。
(3)不带电的粒子是 。
(4)质量最小的粒子是 。
【答案】(1)原子核;
(2)原子、分子;
(3)分子、原子、中子;
(4)电子。
【解析】解:(1)原子由原子核和核外电子构成,由于电子的质量非常小,则原子的质量主要集中在原子核上;
(2)分子和原子都能保持物质化学性质,由原子直接构成的物质,原子保持物质化学性质;
(3)分子、原子、中子是不显电性的粒子;
(4)质量最小的粒子是电子。
【变式2】在①分子、②原子、③质子、④中子、⑤电子中,找出符合下列条件的粒子,填在相应的横线上(填序号)。
(1)能保持物质化学性质的是 ;
(2)化学变化中的最小粒子是 ;
(3)带正电荷的粒子是 ;
(4)带负电荷的粒子是 ;
(5)不显电性的粒子是 ;
(6)质量近似相等的粒子是 。
【答案】(1)①②;
(2)②;
(3)③;
(4)⑤;
(5)①②④;
(6)③④。
【解析】解:(1)分子是构成物质的一种微粒,能够保持物质的化学性质,由原子直接构成的物质中原子也保持物质化学性质;
(2)在化学反应中,原子的数目与种类保持不变,所以化学变化中的最小粒子是原子;
(3)上述微粒中,带正电荷的粒子是质子;
(4)上述微粒中,带负电荷的粒子是电子;
(5)不显电性的粒子是分子和原子、中子;
(6)质子与中子的质量差不多,都为电子质量的1836倍。
知识点二 原子核外电子的排布
1.原子核的体积
(1)与原子相比,原子核的体积更小。
①如果把原子比作一个体育场,那么原子核只相当于体育场中的一只蚂蚁。
2.核外电子的运动特点
(1)核外电子运动空间:原子核外有很大的空间,电子就在这个空间里不停地运动着。
(2)核外电子运动状态:在含有多个电子的原子中,核外电子具有不同的运动状态,
①离核近的电子能量较低;
②离核越远,电子的能量越高。
(3)电子层:科学家形象地将这些离原子核较近或较远的电子运动的区域,称为电子层。
(4)电子层的分层排布
①离核最近的电子层为第一层,次之为第二层,依次类推为第三、四、五、六、七层,离核最远的也叫最外层。核外电子的分层排布如图3-10所示。图3-10 核外电子排布示意图
电子层数
第一层
第二层
第三层
第四层
第五层
第六层
第七层
电子层符号
K
L
M
N
O
P
Q
能量
最低 最高
离核远近
最近 最远
(5)核外电子层的排布规律
①核外电子在分层排布时,总是优先排布能量较低、离核较近的电子层,即先排满第一层,再排第二层,依次类推,排满一层,由里向外再排下一层。
②已知原子核外电子最少的只有1层,最多的有7层,最外层电子数一般不超过8个(只有1层的,电子数不超过2个)。即各电子层上的电子数最多为2n2个(n为电子层数)。
3.用原子结构示意图可简明、方便地表示原子核外电子的排布(如图3-11)。图3-11 氧原子的结构示意图
(1)圆圈表示原子核;
(2)圆圈内的数字“8”:表示核电荷数;
(3)弧线:表示电子层;
(4)弧线上的数字:表示该电子层上的电子数。
(5)“+”表示原子核带正电;
(6)氧原子只有2层电子层,所以第二层也称为最外层。
4.原子结构示意图(1-18号元素)资料卡片
部分原子的结构示意图
5.原子结构与化学性质的关系
原子种类
最外层电子数
是否属相对稳定结构
得失电子趋势
化学性质
举例
稀有气体原子
8个(氨为2个)
是
不易得失电子
稳定
氦、氖、氩等
金属原子
一般少于4个
否
易失去电子
不稳定
钠、镁、铝等
非金属原子
一般多于4个
否
易得到电子
不稳定
氯、氧、硫、磷等
结论:原子的化学性质主要取决于原子的最外层电子数。
判断粒子结构相对稳定的方法
(1)当原子只有一个电子层时,该层上有 2个电子时达到相对稳定结构,如氦。
(2)当原子有多个电子层时,最外层有8个电子时达到相对稳定结构。
(3)原子最外层不是相对稳定结构时,都趋向于达到相对稳定的结构。
①最外层1~3个电子,易 失去 (填“得到”或“失去”)电子形成相对稳定结构;
②最外层5~7个电子,易 得到 (填“得到”或“失去”)电子形成相对稳定结构。
【考点例题】
例1.根据粒子结构示意图给出的信息,下列说法正确的是( )
A.①②③表示的是原子
B.③表示的是金属元素
C.①③表示的是阳离子
D.①③的元素化学性质相似
【答案】B
【解析】解:A、①②,质子数=核外电子数,均为原子;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。
B、③表示的粒子,质子数为11,为钠元素,属于金属元素,故选项说法正确。
C、①质子数=核外电子数,为原子;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。
D、①③的最外层电子数不同,化学性质不相似,故选项说法错误。
故选:B。
【变式精选】
【变式1】如图是某元素的原子结构示意图。请回答下列问题:
(1)该元素的名称是 ,元素符号是 。
(2)该原子的核外共有 个电子层,其中第 层上的电子能量最高,该原子在化学变化中一般是容易 (填“得到”或“失去”)电子而使该元素显示 价。
【答案】(1)镁;Mg;
(2)3;3;失去;+2。
【解析】解:(1)由微观示意图可知,圆圈内数字表示核内质子数,该原子质子数为12,元素名称是镁,元素符号是Mg。
(2)由微观示意图可知,弧线表示电子层,该原子的核外共有3个电子层;离原子核越远,电子的能量越高,其中第3层上的电子能量最高,该原子最外层电子数是2,在化学反应中容易失去电子,形成一个带2个单位正电荷的离子,化合价的数值等于离子所带电荷的数值,且符号一致,则在化合物中该元素的化合价显+2价。
【变式2】在宏观、微观和符号之间建立联系是学习化学的重要思维方式。
(1)氢气是由 (填“氢分子”或“氢原子”)构成的。
(2)根据如图原子结构示意图,回答问题。
①图中,最外层达到相对稳定结构的原子是 。
②在化学反应中,锂原子容易 (填“得到”或“失去”)电子。
③锂和钠属于不同种元素,是因为它们的原子中 不同。
【答案】(1)氢分子;
(2)①Ne;②失去;③质子数。
【解析】解:(1)氢气属于气态非金属单质,是由氢分子构成的。
(2)①若原子的最外层电子数为8(氦为2个),属于相对稳定结构,图中,最外层达到相对稳定结构的原子是Ne。
②锂原子的最外层电子数是1,少于4,在化学反应中易失去1个电子而形成阳离子。
③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),锂和钠属于不同种元素,是因为它们的原子中 质子数不同。
知识点三 离子
以钠与氯气的反应为例。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,使两者都形成相对稳定的结构(如图3-12)。图3-12 钠与氯气反应生成氯化钠的示意图
1.离子
(1)概念:带电荷的原子或原子团。
(2)离子的分类
①阳离子:带正电荷的原子。如钠原子因失去1个电子而带上1个单位的正电荷,钠离子(Na+);
②阴离子:带负电荷的原子。如氯原子因得到1个电子而带上1个单位的负电荷,氯离子(Cl-);
(3) 离子的形成原子
(或原子团)
阴离子
阳离子
失电子,带正电
得电子,带负电
Cl-
Na+
①金属原子的最外层电子一般少于 4个,在化学反应中易失去电子,质子数大于核外电子数,所以带正电荷,为阳离子。
②非金属原子的最外层电子一般多于 4 个,在化学反应中易得到电子,质子数小于核外电子数,所以带负电荷,为阴离子。
2.离子符号
(1)离子的书写:在元素符号(或原子团)的右上角标明离子所带的电荷,数字在前,正、负号在后;
注意:①电荷数在 前 ,电性在 后 ;
②电荷数为1时,1 省略不写 ;
③电荷数与原子得失的电子数目 相等 (填“相等”或“不相等”)。
(2)离子符号表示意义
①元素符号右上角的“+”“﹣”表示电性;
②Mg2+:表示镁离子,其中数字“2”的意义是1个镁离子带2个单位的正电荷;
③2Mg2+:表示2个镁离子(离子符号前面的系数表示离子的个数)
3.离子也是构成物质的微观粒子,如带相反电荷的钠离子与氯离子相互作用就形成了氯化钠。
4.原子与离子的区别与联系
微粒区别和联系
原子
离子
阳离子
阴离子
结构示意图
质子数与核外电子数的关系
核内质子数=核外电子数
核内质子数>核外电子数
核内质子数<核外电子数
电性
不显电性
显正电性
显负电性
表示方法
用元素符号表示,如Na
用离子符号表示,如Na+
用离子符号表示,如S2-
转化关系
阳离子
原子
阴离子
失电子
得电子
失电子
得电子
5.分子、原子、离子及物质之间的联系:分子
原子
物质
离子
构成
构成
得失电子
得失电子
构成
分成
构成
【考点例题】
例1.已知一种锂原子核内含有3个质子和4个中子,则该锂原子核外电子数为( )
A.1 B.3 C.4 D.7
【答案】B
【解析】解:这种锂原子核内含有3个质子,根据在原子中质子数=核电荷数=核外电子数,所以该锂原子的核外电子数为3。
故选:B。
【变式精选】
【变式1】原子变成离子后,一定会引起改变的是( )
A.化学性质 B.原子质量 C.电子层数 D.质子数
【答案】A
【解析】解:A、元素的化学性质与原子的最外层电子数密切相关,原子变为离子是原子得失电子的结果,因此核外电子总数一定发生改变,从而导致其最外层电子数发生改变,所以其化学性质一定改变,符合题意;
B、电子的质量很小,可以会略不计,所以,原子得失电子变成离子后,原子的质量不变,故错误;
C、当原子得到电子时其核外电子层数不会变化,如Cl→Cl﹣,其核外电子层数不变,故错误;
D、原子变为离子是原子得失电子的结果,所以原子核并没有改变,因此其质子数不变,故错误;
故选:A。
【变式2】建立宏观、微观和符号之间的相互联系是化学学科的特点。请根据下列信息回答有关问题:
(1)图1为粒子之间的转化关系图,其中①表示的是 。
(2)图2中A元素的原子容易 电子(填“得到”或“失去”)。
(3)图2中B、C属于同种元素,是因为 相同。
(4)图2中D为某粒子的结构示意图,当x=16时,则表示该粒子的符号为 。
(5)图2中最外层达到相对稳定结构的粒子是 (填字母序号)。
【答案】(1)原子;
(2)得到;
(3)核电荷数(或质子数);
(4)S2﹣;
(5)CD。
【解析】解:(1)分子是由原子构成的,在化学反应中分子可以分为原子,原子得失电子形成离子,因此①表示原子;故答案为:原子;
(2)图2中A元素的原子最外层有7个电子,多于4个,在化学反应中容易得到电子;故答案为:得到;
(3)图2中B、C属于同种元素,是因为质子数或核电荷数相同;故答案为:核电荷数(或质子数);
(4)图2中D为某粒子的结构示意图,该粒子的最外层有18个电子,当x=16时,则表示该粒子是带有2个单位负电荷的硫离子,硫离子的符号为S2﹣;故答案为:S2﹣;
(5)图2中最外层达到相对稳定结构的粒子是CD;故答案为:CD。
知识点四 相对原子质量
1.原子的质量
(1)原子的质量很小。
例如,1个氢原子的质量约为1.67x10-”kg,1个氧原子的质量约为2.66x10~kg。
(2)由于原子质量的数值太小,书写和使用都不方便,所以,国际上一致同意采用相对质量(如图3-13)。
图3-13 相对质量示意图
2.相对原子质量
(1)概念:以一种碳原子质量的为标准,其他原子的质量与它相比,得到相对原子质量(符号为Ar)。①根据这个标准氢的相对原子质量约为1,氧的相对原子质量约为16。
②相对原子质量的单位为1,通常省略不写。
(2) 公式
某原子的相对原子质量=
①原子的质量越大,其相对原子质量越大。
3.构成原子的粒子的质量
表3-2 构成原子的粒子的质量
粒子种类
质量
质子
1.6726×10-27kg
中子
1.6749×10-27kg
电子
质子质量的
(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)整个原子的质量主要集中在原子核上;
(4)相对原子质量近似等于质子数+中子数。
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。
图3-14 张青莲(1908-2006)
【考点例题】
例1.关于相对原子质量的说法正确的是( )
A.用相对原子质量表示后,原子的实际质量增大了
B.相对原子质量是一个比值
C.氧的相对原子质量是16,说明氧原子的质量是碳12原子质量的16倍
D.相对原子质量数值约等于原子中质子质量与中子质量之和
【答案】B
【解析】解:A.原子的实际质量不变,故错误;
B.相对原子质量是以一种碳原子(碳12)质量的十二分之一为标准,其它原子质量与它相比所得到的值,则相对原子质量为一个比值,故正确;
C.氧的相对原子质量为16,说明氧原子的质量是碳﹣12原子质量的的16倍,故错误;
D.相对原子质量约等于质子数和中子数之和,而不是质子质量和中子质量之和,故错误。
故选:B。
【变式精选】
【变式1】甲原子是碳﹣12原子质量的m倍,甲原子是乙原子质量的n倍,则乙原子的相对原子质量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】解:原子的相对原子质量与原子的质量成正比,甲原子是碳﹣12原子质量的m倍,甲原子的相对原子质量为12m;甲原子是乙原子质量的n倍,乙原子的相对原子质量为。
故选:A。
【变式2】碳的相对原子质量是( )
A.12g B.12
C.1.6605×10﹣27kg D.g
【答案】B
【解析】解:A、相对原子质量是一个比值,单位是1,不是g,故选项错误。
B、相对原子质量是一个比值,单位是1,常省略不写,碳原子的相对原子质量为12,故选项正确。
C、相对原子质量是一个比值,单位是1,不是kg,故选项错误。
D、相对原子质量是一个比值,单位是1,不是g,故选项错误。
故选:B。
知识点五 原子模型的演变方法导引
模型
氢分子、氧原子等的模型可以将微观粒子直观、生动地呈现在我们面前。构建和利用模型认识物质及其变化规律是一种常用的科学方法。
模型是对原型的模拟,构建模型应以客观事实为依据,符合科学原理,通过类比、简化和抽象等方法突出原型的主要特征。化学中常用的模型主要有实物模型、理论模型和符号模型等。利用这些模型能帮助我们描述、解释和预测物质及其变化。随着人们对原型认识的不断深入,模型也会发生改变。
科学史话
原子模型的演变
原子模型的演变反映了人类探索物质结构的漫长历程。
(1)道尔顿原子模型
我国古代哲学家墨子(约前468-前376)提出了“端”的观点,认为不断分割物质,直到无法再分时便得到“端”。古希腊哲学家也提出了意义相近的“原子”的概念。1808年,道尔顿在古代原子观点和科学实验的基础上系统地提出了原子论。上述“端和“原子”可被认为是原子的“实心球模型”(如图 3-15)。
(2)汤姆孙原子模型
19世纪末,英国物理学家汤姆孙(J.J.Thomson1856-1940)通过一系列实验发现了电子。在此基础上,他提出了一种原子模型,认为正电荷均匀分布在整个原子内,带负电荷的电子镶嵌其中(如图 3-16)。
(3)卢瑟福原子模型
1909年,英国物理学家卢瑟福(E.Rutherford,1871-1937)进行了α粒子散射实验。1911年,他提出了原子的“核式结构模型”:原子中带正电荷部分的体积很小,但几乎占有全部质量,电子在原子核外运动(如图3-17)。
直到19世纪末,人们都认为原子是不可再分的。电子、质子和中子的发现,使人们对物质结构的认识深入原子内部,意识到原子仍然具有一定的结构。
图3-15 道尔顿原子模型示意图
图3-16 汤姆孙原子模型示意图
图3-17 卢瑟福原子模型示意图
【拓展】
【a粒子散射实验】
1911年著名物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构进行了
实验。在用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动
的α粒子轰击金箔时有以下发现(如图所示)。
实验现象:
①绝大多数α离子直接穿透金箔,运动方向几乎不改变;
②极少数a粒子发生大角度偏转;
③大约1/8000个a粒子被弹回;
实验分析:
大多数α粒子穿透金箔而不改变运动方向,说明原子内部有很大的空间;
极少数α粒子改变原来的运动方向,是因为α粒子靠近了原子核,原子核带正电,对α粒子产生斥力;
大约1/8000个α粒子被弹了回来,是因为α粒子撞击在原子核上,说明原子核体积很小且原子核的质量比α粒子大得多。
实验结论:正电荷集中在原子中心
【考点例题】
例1.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α粒子轰击金箔的实验,请结合现象分析:
(1)实验中,大多数α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α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α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。
【解析】解:(1)大多数α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α粒子也带正电荷,则大多数α粒子会发生大角度散射,极少数α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α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α粒子的方向发生偏转,说明原子核带正电荷,而极少数α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α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。
【变式精选】
【变式1】1911年著名物理学家卢瑟福为探索原子的内部结构进行了著名的α粒子散射实验(图1),实验现象如图2所示。由实验现象进行推理不能得出的结论是( )
A.原子核带正电
B.原子核由质子和中子构成
C.原子内部有很大的空间
D.原子核很小,但集中了原子的大部分质量
【答案】B
【分析】根据大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向,说明原子中有一个很大的空间,原子不是一个实心球体;一小部分α粒子改变了原来的运动方向,说明原子内有含有带正电荷的微粒,同种电荷相互排斥,使α粒子改变了原来的运动方向;有极少数α粒子被弹了回来,说明金原子中有体积很小,质量大的原子核;结合所学原子的构成知识进行分析解答。
【解析】解:A、a 粒子带正电荷,一小部分 a 粒子改变了原来的运动方向,由于同种电荷相互排斥,说明原子核带正电荷;故A说法正确;
B、卢瑟福为探索原子的内部结构进行的“a 粒子散射实验”,无法得出原子核的构成,故B说法错误;
C、大多数 a 粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向,说明金原子中有一个很大的空间,原子不是一个实心球体;故C说法正确;
D、有极少数 a 粒子被弹了回来,说明金原子中有体积很小、质量大的原子核;故D说法正确。
故选:B。
精选精练
①原子的构成(共6小题)
1.下列微粒中,质子数一定不等于核外电子数的是( )
A.氮原子 B.水分子 C.铝原子 D.氯离子
【答案】D
【解析】解:A、原子不显电性,氮原子中质子数=核外电子数,故选项错误。
B、原子不显电性,分子是由原子构成的,水分子中质子数=核外电子数,故选项错误。
C、原子不显电性,铝原子中质子数=核外电子数,故选项错误。
D、氯离子是氯原子得到电子形成的,带负电,质子数不等于核外电子数,故选项正确。
故选:D。
2.一些金属和金属氧化物在光照时释放出一种带负电荷的微粒,这种微粒是( )
A.中子 B.电子 C.质子 D.原子核
【答案】B
【解析】解:一些金属和金属氧化物在光照时释放出一种带负电荷的微粒,中子不带电,质子、原子核均带正电,电子带负电,则这种微粒是电子。
故选:B。
3.原子中一定具有的粒子是( )
A.质子、中子 B.电子、中子
C.质子、电子 D.质子、中子、电子
【答案】C
【解析】解:因为原子是原子核和电子构成,原子核是由质子和中子构成,有的原子中没有中子,所以,在原子中,一定含有的粒子是质子、电子,故C正确,A、B、D错误;
故选:C。
4.决定原子种类的最主要因素是( )
A.原子的质子数
B.原子的电子层数
C.原子的最外层电子数
D.组成某种物质的原子个数
【答案】A
【解析】解: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),同种元素的原子质子数相同;不同的原子,质子数不同,质子数决定原子种类。
故选:A。
5.下列关于原子核的叙述中,正确的是( )
①通常由中子和电子构成;
②通常由质子和中子构成;
③带正电荷;
④不显电性;
⑤不能再分;
⑥体积大约相当于原子的体积;
⑦质量大约相当于原子的质量。
A.③④ B.②⑥⑦ C.①⑤ D.②③⑦
【答案】D
【解析】解:原子核通常由质子、中子构成,故①⑤错误,②正确;原子核带正电,故③正确,④错误;原子核占原子体积的比例很小,核外有很大的空间,故⑥错误;原子的质量主要集中在原子核上,所以原子核质量大约相当于原子的质量,故⑦正确。
故选:D。
6.若C﹣13是指原子核内有6个质子、7个中子的碳原子,则“He﹣3”所指的氦原子核内( )
A.含有3个质子,没有中子
B.含有2个质子,1个中子
C.含有1个质子,2个中子
D.含有3个中子,没有质子
【答案】B
【解析】解:C﹣13是指原子核内有6个质子、7个中子的碳原子,6+7=13,13是该原子的相对原子质量。氦原子的核内质子数为2,则中子数=3﹣2=1,“He﹣3”所指的氦原子核内含有2个质子,1个中子。
故选:B。
②原子的核外电子排布(共5小题)
7.氟化钠常用作牙膏添加剂,能有效预防龋齿。如图是氟原子的结构示意图,下列有关氟原子的说法错误的是( )
A.质子数为9
B.“+”表示氟原子带正电
C.核外有2个电子层
D.在化学反应中氟原子易得到电子
【答案】B
【解析】解:A、在氟原子的结构示意图中,圆圈内的数字通常代表质子数,则氟原子的质子数为9,故选项说法正确。
B、结构示意图中的“+”号表示原子核的正电荷,而不是整个氟原子带正电,氟原子不显电性,故选项说法错误。
C、原子结构示意图中,弧线表示电子层,则氟原子核外有2个电子层,故选项说法正确。
D、原子结构示意图中,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,氟原子的最外层电子数为7,大于4,在化学反应中易得电子形成阴离子,故选项说法正确。
故选:B。
8.我国实现了“国产气源、国产装备、国产液氦(He)”的目标,解决了“卡脖子”的能源问题,氦原子结构示意图如图所示,下列说法正确的是( )
A.氦属于金属元素 B.氦原子的质子数为4
C.氦原子电子层数是1 D.容易失去2个电子
【答案】C
【解析】解:A、氦带“气”字头,属于非金属元素,故选项说法错误。
B、原子结构示意图中,圆圈内数字表示核内质子数,则氦原子的质子数为2,故选项说法错误。
C、原子结构示意图中,弧线表示电子层,则氦原子电子层数是1,故选项说法正确。
D、氦原子核外只有1个电子层,最多只能容纳2个电子,属于相对稳定结构,不容易失去电子,故选项说法错误。
故选:C。
9.2024年6月,嫦娥六号完成世界首次月球背面采样。月壤中含有丰富的氦﹣3可作为核聚变燃料,其原子核是由2个质子和1个中子构成的,氦﹣3的原子结构示意图为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:氦﹣3原子中核内质子数为2,原子中质子数=核外电子数,则氦﹣3原子的核外电子数为2,则氦﹣3原子的质子数为2,核外电子数为2,氦﹣3的原子结构示意图为。
故选:B。
10.钠原子结构示意图如图所示.下列有关钠原子的说法不正确的是( )
A.核外有3个电子层
B.质子数为11
C.最外层电子数为1
D.在化学反应中易得电子
【答案】D
【解析】解:由钠元素的原子结构示意图可知:
A、核外有3个电子层,说法正确,故A说法正确;
B、质子数是11,说法正确,故B说法正确;
C、最外层电子数为1,说法正确,故C说法正确;
D、最外层电子数为1,易失去电子成为阳子,故D说法错误。故选D。
11.下列原子具有相对稳定结构的是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】解:A、该原子的最外层电子数是5,不具有相对稳定结构,故选项错误。
B、该原子的最外层电子数是6,不具有相对稳定结构,故选项错误。
C、该原子的最外层电子数是8,具有相对稳定结构,故选项正确。
D、最外层电子数是1,不具有相对稳定结构,故选项错误。
故选:C。
③离子(共6小题)
12.下列粒子的结构示意图中,属于阳离子的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】解:A、质子数=11,核外电子数=10,质子数>核外电子数,为阳离子,故选项正确。
B、质子数=核外电子数=10,为原子,故选项错误。
C、质子数=核外电子数=1,为原子,故选项错误。
D、质子数=17,核外电子数=18,质子数<核外电子数,为阴离子,故选项错误。
故选:A。
13.下列四种粒子的结构示意图中,表示金属离子的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】解:A、质子数=8,核外电子数=10,质子数<核外电子数,为阴离子,故选项错误。
B、质子数=11,核外电子数=10,质子数>核外电子数,为钠离子,属于金属离子,故选项正确。
C、质子数=核外电子数=12,为原子,故选项错误。
D、质子数=核外电子数=18,为原子,故选项错误。
故选:B。
14.下列微粒中,所含电子数最多的是( )
A.CH4 B.O2 C.Na+ D.Cl﹣
【答案】D
【解析】解:A、1个甲烷分子中所含电子数是6+1×4=10。
B、1个氧分子中所含电子数是8×2=16。
C、Na+是钠原子失去1个电子形成的,Na+所含电子数是11﹣1=10。
D、Cl﹣是氯原子得到1个电子形成的,Cl﹣所含电子数是17+1=18。
故所含电子数最多的是Cl﹣。
故选:D。
15.Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子中肯定不同的是( )
A.核电荷数 B.质子数 C.中子数 D.电子数
【答案】D
【解析】解:根据铁原子失去电子后形成亚铁离子、铁离子,所以Fe、Fe2+、Fe3+三种粒子中肯定不同的是电子数,而失去电子的过程中核电荷数、质子数、中子数不变。
故选:D。
16.下列微观粒子中,核电荷数少于核外电子数的是( )
A.Cl﹣ B.Ca2+ C.N2 D.Mg
【答案】A
【解析】解:A、Cl﹣带1个单位的负电荷,为阴离子,核电荷数少于核外电子数,符合题意;
B、Ca2+带2个单位的正电荷,为阳离子,核电荷数多于核外电子数,不符合题意;
C、N2表示氮分子,不显电性,核电荷数=核外电子数,不符合题意;
B、Mg表示镁原子,不显电性,核电荷数=核外电子数,不符合题意;
故选:A。
17.如图模型可以用来表示金属钠在氧气中燃烧形成氯化钠的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】解:钠原子的最外层电子数是1,小于4,在反应中易失去一个电子,形成了带一个单位正电荷的钠离子,氯原子的最外层有7个电子,在反应中易得到一个电子,形成带一个单位负电荷的氯离子,钠离子与氯离子构成了氯化钠,由上述分析可知,A符合题意,BCD错误。
故选:A。
④相对原子质量(共5小题)
18.一个硫原子的质量为5.314×10﹣26kg,其相对原子质量为32,已知氧原子的相对原子质量为16,则一个氧原子的质量为( )
A.1.0628×10﹣25kg B.2.657×10﹣26
C.64kg D.2.657×10﹣26kg
【答案】D
【解析】解:一个硫原子的质量为5.314×10﹣26Kg,其相对原子质量为32,已知氧原子的相对原子质量为16,原子的相对原子质量与原子的质量成正比,则设一个氧原子的质量为x,则5.314×10﹣26Kg:x=32:16,x=2.657×10﹣26Kg。
故选:D。
19.碳12原子的质量为1.993×10﹣26kg,一种M原子的质量为9.288×10﹣26kg,则M原子的相对原子质量约是( )
A.24 B.27 C.56 D.108
【答案】C
【解析】解:碳12原子的质量为1.993×10﹣26kg,一种M原子的质量为9.288×10﹣26kg,则M原子的相对原子质量约是≈56。
故选:C。
20.关于相对原子质量,下列叙述正确的是( )
A.相对原子质量就是原子质量
B.两种原子的质量之比等于它们的相对原子质量之比
C.硫原子的相对原子质量是32g
D.采用相对原子质量后,就增大了原子的质量
【答案】B
【解析】解:A、相对原子质量是以一种碳原子的质量作为标准,其他原子的质量跟它相比较所得到的比值,不是原子的质量,故选项说法错误。
B、两种原子的质量之比等于它们的相对原子质量之比,故选项说法正确。
C、相对原子质量有单位,单位是“1”,常省略不写,不是克,故选项说法错误。
D、相对原子质量是以一种碳原子的质量作为标准,其他原子的质量跟它相比较所得到的比值,采用相对原子质量后,并没有增大原子的质量,故选项说法错误。
故选:B。
21.相等质量的钠、镁、铝三块金属,含有原子个数最多的是( )
A.钠 B.镁 C.铝 D.无法判断
【答案】A
【解析】解:Na、Mg、Al的相对原子量分别是23,24,27,当质量相同时,含原子数最多的是相对原子质量最小的元素,即为Na。
故选:A。
22.下列有关原子的叙述中,正确的是( )
A.原子在化学变化中的表现主要由原子核决定
B.汤姆森发现了原子核体积很小
C.原子的质量主要集中在原子核上
D.原子的电子静止不动
【答案】C
【解析】解:A、决定元素化学性质的最小粒子是最外层电子数,故A说法不正确;
B、卢瑟福(不是汤姆森)发现了原子核体积很小,故B说法不正确;
C、原子的质量主要集中在原子核上,故C说法正确;
D、原子中的电子绕着原子核高速运动,故D说法不正确。
故选:C。
⑤原子模型的历史(共5小题)
23.人类不同阶段认识原子的模型示意图如图,其中卢瑟福的“α粒子轰击金箔”实验对认识原子起到了关键作用。结合你所学的知识判断,下列有关说法中,不正确的是( )
A.汤姆森发现了电子,推翻了道尔顿原子不可再分的认识
B.“α粒子轰击金箔”实验证实相对于整个原子而言,原子核的质量和体积都很小
C.“α粒子轰击金箔”实验证实原子内的正电荷集中在居于原子中心的原子核上
D.电子云模型形象说明电子在原子核外作无规则的高速运动
【答案】B
【解析】解:A、1897年,英国科学家汤姆森通过实验发现了电子,提出“葡萄干布丁”模型,推翻了道尔顿原子不可再分的认识,故选项说法正确。
B、卢瑟福的“a粒子轰击金箔”实验中,有极少数a粒子被反弹了回来,证实了原子内的正电荷集中在居于原子中心的原子核上,相对于整个原子而言,原子核的质量大,但体积却很小,故选项说法错误。
C、卢瑟福的“a粒子轰击金箔”实验中,有极少数a粒子被反弹了回来,证实了原子内的正电荷集中在居于原子中心的原子核上,故选项说法正确。
D、现代科学家们在实验中发现电子在原子核周围像“云雾”一样,并没有固定的运动轨迹,电子云模型形象说明电子在原子核外作无规则的高速运动,故选项说法正确。
故选:B。
24.如图为某原子结构模型示意图,其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子。下列说法正确的是( )
A.决定该原子种类的粒子是b
B.原子核由a、b、c三种粒子构成
C.原子的质量主要集中在a和c上
D.原子中a与c的数目一定相同
【答案】C
【解析】解:A、质子数决定元素的种类,决定该原子种类的粒子是a,故错误;
B、原子核由a、c两种粒子构成,故错误;
C、原子的质量主要集中在原子核上,原子核是由质子和中子构成,故集中在a和c上,故正确;
D、质子数和中子数不一定相等,原子中a与c的数目不一定相同,故错误;
故选:C。
25.卢瑟福α粒子轰击金箔实验推翻了汤姆森在1903年提出的葡萄干布丁原子模型,为建立现代原子理论打下基础。如图是某化学小组描绘的α粒子(带正电)在该实验中的运动轨迹。下列说法错误的是( )
A.运动轨迹a错误
B.通过轨迹c,可推测原子核带正电
C.轨迹b比轨迹d的数量多
D.该实验说明原子核由质子与中子构成
【答案】D
【解析】解:A.原子核带正电荷,α粒子带正电荷,同种电荷相互排斥,因此当α粒子在原子核附近通过时,表现为相斥,运动轨迹不可能是a,因此a不可能是α粒子(带正电)在该实验中的运动轨迹,故A正确;
B.α粒子带正电荷,同种电荷相互排斥,因此当α粒子在原子核附近通过时,表现为相斥,所以通过轨迹c,可推测原子核带正电,故B正确;
C.由于原子中原子核体积很小,质量却很大,所以a粒子遇到原子核就会发生偏向,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,电子的质量小的可以忽略不计,所以a粒子可以直接穿过去,例如b;所以轨迹b比轨迹d的数量多,故C正确;
D.该实验只能说明原子核带正电荷,不能说明原子核由质子与中子构成,故D错误;
故选:D。
26.如图为小樱同学制作的某元素一种原子的原子结构模型,外圈上的小球为电子,内圈为原子核,内圈上的大球表示质子或中子。下列说法错误的是( )
A.该原子的核电荷数为2
B.该模型表示一种碳原子
C.该原子核内质子数等于核外电子数
D.该原子的原子核由2个质子和2个中子构成
【答案】B
【解析】解:A、核外有2个电子,原子中核电荷数=核外电子数,该原子的核电荷数为2,故A说法正确;
B、该模型的质子数是2,表示一种氦原子,故B说法错误;
C、该原子核内质子数等于核外电子数,都是2,故C说法正确;
D、由图示可知:该原子的原子核由2个质子和2个中子构成,故D说法正确。
故选:B。
27.如图分别为氧分子模型图、某原子构成示意图,下列说法中正确的是( )
A.只有分子能够直接构成物质
B.质子、中子、电子均匀分散在原子中
C.图1微观模型可表示化学符号是2O
D.由图2可以得出原子体积很小,原子核体积更小
【答案】D
【解析】解:A、不是只有分子能够直接构成物质,原子、离子也可以构成物质,故选项说法错误。
B、质子、中子、电子不是均匀分散在原子中,原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成的,原子核是由质子和中子构成的,原子核的体积很小,如果把原子比作一个庞大的体育场,而原子核只相当于一只蚂蚁,因此,原子里有很大的空间,电子就在这个空间里作高速的运动,故选项说法错误。
C、1个氧分子由2个氧原子构成,其化学符号是O2,故选项说法错误。
D、由图2某原子构成示意图,可以得出原子体积很小,原子核体积更小,故选项说法正确。
故选:D。
真题闯关
1. (2024•辽宁)高纯硼常用作半导体掺杂剂。硼原子的结构示意图如图所示,下列说法正确的是( )
A.图中x为2
B.硼原子的核外电子带正电
C.硼原子的质子数为3
D.硼元素的相对原子质量为5g
【答案】A
【解析】解:A、在原子中质子数=核外电子数,5=x+3,x=2,故选项说法正确。
B、电子带负电,质子带正电,故选项说法错误。
C、在原子结构示意图中,圆圈内的数字表示质子数,硼原子的质子数为5,故选项说法错误。
D、在原子结构示意图中,圆圈内的数字表示质子数,硼原子的质子数为5,不是相对原子质量,故选项说法错误。
故选:A。
2. (2024•广西)氯原子的结构示意图如图所示。氯原子的核电荷数为( )
A.2 B.7 C.8 D.17
【答案】D
【解析】解:原子结构示意图中,圆圈内数字表示核内质子数(即核电荷数),则氯原子的核电荷数为17。
故选:D。
3. (2024•云南)如图为金属钠与氯气反应生成氯化钠的示意图,下列说法错误的是( )
A.每个氯离子带一个单位负电荷
B.钠原子在该反应中形成了阴离子
C.氯化钠是由钠离子和氯离子构成的
D.钠离子和氯离子的结构都相对稳定
【答案】B
【解析】解:A、氯原子得到1个电子形成氯离子,每个氯离子带一个单位的负电荷,故选项说法正确。
B、钠原子失去1个电子形成钠离子,形成了阳离子,故选项说法错误。
C、由金属钠与氯气反应生成氯化钠的示意图可知,钠原子失去1个电子形成钠离子,氯原子得到1个电子形成氯离子,钠离子和氯离子结合形成氯化钠,则氯化钠是由钠离子和氯离子构成的,故选项说法正确。
D、由金属钠与氯气反应生成氯化钠的示意图可知,钠原子失去1个电子形成钠离子,氯原子得到1个电子形成氯离子,钠离子和氯离子的结构都相对稳定,故选项说法正确。
故选:B。
4. (2023•随州)与元素的化学性质关系最密切的是( )
A.元素的相对原子质量 B.原子的最外层电子数
C.原子的核外电子数 D.元素的核电荷数
【答案】B
【解析】解:元素的化学性质与原子的最外层电子数密切相关,观察选项,故选B。
5. (2023•株洲)下列微粒中,核电荷数少于核外电子数的是( )
A.Na+ B.OH﹣ C.O2 D.Mg
【答案】B
【解析】解:A、Na+,带正电荷,为阳离子,核电荷数大于核外电子数,故选项错误。
B、OH﹣为阴离子,带负电荷,核电荷数少于核外电子数,故选项正确。
C、分子是由原子构成的,原子不显电性,分子也不显电性,核电荷数等于核外电子数,故选项错误。
D、Mg可表示镁原子,原子不显电性,核电荷数等于核外电子数,故选项错误。
故选:B。
6. (2023•威海)下列关于分子、原子、离子的认识不正确的是( )
A.在化学变化中,分子可以被创造也可以被消灭
B.原子得失电子变成离子后,质量几乎不变,化学性质差别很大
C.同种原子通过不同方式结合成的分子化学性质不同
D.同种分子排列方式不同则化学性质不同
【答案】D
【解析】解:A、化学变化的实质是分子分成原子,原子重新组合成新分子,在化学变化中,分子可以被创造也可以被消灭,故选项说法正确。
B、原子得失电子变成离子后,电子的质量很小,可以忽略不计,但他们的最外层电子数不同,则质量几乎不变,化学性质差别很大,故选项说法正确。
C、同种原子通过不同方式结合成的分子,分子的构成不同,则它们的化学性质不同,故选项说法正确。
D、同种分子排列方式不同,但分子的构成相同,化学性质相同,故选项说法错误。
故选:D。
7. (2023•株洲)如图为某元素原子的结构示意图。下列有关叙述不正确的是( )
A.该原子的结构示意图中x=1
B.该元素属于活泼的非金属元素
C.该元素的原子在化学反应中容易失去电子
D.该元素形成的单质容易与氧气反应
【答案】B
【解析】解:A、原子中,质子数=核外电子数,该原子的结构示意图中x=11﹣2﹣8=1,故选项说法正确。
B、该元素的核内质子数为11,为钠元素,属于金属元素,故选项说法错误。
C、最外层电子数是1,小于4,在化学反应中易失去1个电子而形成阳离子,故选项说法正确。
D、该元素的核内质子数为11,为钠元素,该元素形成的单质为钠,容易与氧气反应,故选项说法正确。
故选:B。
8. (2023•恩施州)嫦娥五号带回的月壤中含有大量安全无污染的核聚变原料He﹣3(如图所示)。下列关于He﹣3的说法正确的是( )
A.He﹣3是一种新元素
B.He﹣3原子中含有1个质子,2个电子
C.He﹣3原子中含有3个质子,没有中子
D.He﹣3原子中含有2个质子,1个中子,2个电子
【答案】D
【解析】解:A、He﹣3属于氦元素,不属于新元素,故A错误;
B、在原子中,质子数=核外电子数,He﹣3原子中含有2个质子,2个电子,故B错误;
C、He﹣3原子中含有2个质子,中子为3﹣2=1,故C错误;
D、He﹣3原子中含有2个质子,1个中子,2个电子,故D正确。
故选:D。
9. (2023•菏泽)模型建构是化学科学研究的基本方法。如图是某同学绘制的原子结构模型和原子结构示意图,有关说法正确的是( )
A.③形成的阳离子符号是H+
B.①②属于同种元素
C.①对应的原子结构示意图是④
D.②形成的单质化学性质不稳定
【答案】A
【解析】解:A、③的质子数和电子数是1,属于氢原子,失去一个电子形成氢离子,符号为H+,故A说法正确;
B、①的质子数是1,②的质子数是2,①②的质子数不同,不属于同种元素,故B说法不正确;
C、①的质子数是1,核外有1个电子,对应的原子结构示意图是③,故C说法不正确;
D、②的最外层也是第一层有2个电子,属于稳定结构,形成的单质化学性质稳定,故D说法不正确。
故选:A。
10. (2023•成都)化学家张青莲主持测定了铟、铱、锌等元素相对原子质量的新值。碳12原子的质量为1.993×10﹣26kg,一种锌原子的质量为1.096×10﹣25kg,该锌原子的相对原子质量是( )
A.12 B.64
C.66 D.1.096×10﹣25kg
【答案】C
【解析】解:碳12原子的质量为1.993×10﹣26kg,一种锌原子的质量为1.096×10﹣25kg,该锌原子的相对原子质量=。
故选:C。
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