2.3.1 原子模型的建立及原子的构成-【拓展与培优】2024-2025学年新教材七年级下册科学（浙教版2024）

科学七年级下册 62 第3节 建构原子模型(1)———原子模型的建立及原子的构成 1. 原子发现史 (1)道尔顿:原子不可再分,是最小的实心球体。 (2)汤姆生:英国科学家汤姆生发现了电子,认为原子在一定的条件下是可分的。并设计了一个原子模 型,认为原子像葡萄干布丁,其中葡萄干是带负电的电子,布丁是带正电的物质。 (3)卢瑟福:α粒子轰击金属箔实验。 a. 现象:①大部分α粒子穿过金属箔,不改变原来方向。 ②部分α粒子改变了原来前进的方向。 ③甚至有极少数α粒子被反弹回来。 b. 现象解析:①大多数α粒子能顺利穿过金属箔,说明原子内部有很大的空间。 ②带正电的α粒子与带正电的原子核产生斥力,方向偏转。 ③极少数α粒子被反弹回来说明原子核的质量比α粒子大很多。 c. 结论:原子是由原子核和核外电子构成。 (4)1913年,“轨道模型”(丹麦科学家玻尔)认为,电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动。 (5)20世纪20年代以来,“电子云模型”认为,电子绕核高速运动形成一个带负电荷的云团。 2. 原子的结构 (1)原子(不显电性) 原子核(带正电) 质子(带正电) 中子(不带电) 核外电子(带负电) 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁􀪁 􀪁􀪁 在原子中,电子数=质子数=核内电荷数=原子序数。 (2)原子核所带的电荷和核外电子所带的电荷数目相等,但电性相反,整个原子不显电性。原子核在整 个原子中所占的体积很小,但原子的质量主要集中在原子核上。 (3)原子失去电子变成阳离子,得到电子变成阴离子。 【拓展1】 对原子构成的正确理解: (1)原子核位于原子中心,绝大多数由质子和中子构成 (有一种氢原子的原子核内只含有1个质子,无 中子),体积极小,密度极大,几乎集中了原子的全部质量,核外电子质量很小,可以忽略不计。 (2)每个原子只有一个原子核,核电荷数(核内质子数)的多少,决定了原子的种类。 (3)原子核内的质子数不一定等于中子数,如钠原子中,质子数为11,中子数为12。 (4)并不是所有的原子中都有中子,如有一种氢原子中就没有中子。 【拓展2】 原子的不可再分与原子的结构: 化学变化中原子不会由一种原子变成另外一种原子,即化学变化中原子的种类不变,其原因是化学变 化中原子核没有发生变化。如硫燃烧生成了二氧化硫,硫和氧气中分别含有硫原子和氧原子,反应后生成 的二氧化硫中仍然含硫原子和氧原子。原子不是最小粒子,只是在化学变化的范围内为“最小粒子”,它还 可再分,如原子弹爆炸时的核裂变,就是原子发生了变化。原子尽管很小,但具有一定的构成,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。 科学 七年级下册 63 【拓展】 质子、中子和电子的质量比较 (1)原子的构成及各微粒的质量: 原子 核外电子———带负电荷9.1176×10-31 kg 原子核 质子———带正电荷1.6726×10-27 kg 中子———不带电荷1.6748×10-27 kg 􀮠 􀮢 􀮡 􀪁 􀪁 􀪁 􀪁 (2)一个质子和一个中子的质量几乎相等。一个质子的质量约为一个电子质量的1834倍,电子的质量 在整个原子质量中所占的比重极小,所以原子的质量主要集中在原子核上。 (3)科学家又对质子和中子的构成进行了研究,发现质子和中子都是由更微小的基本粒子-夸克构成 的。夸克还可以再分。有关夸克的结构和性质还在研究中。 例1 人类对原子结构的认识,经历了汤姆生、卢瑟福和玻尔等提出的模型的过程。 (1)卢瑟福核式结构模型是在α粒子轰击金属箔实验的基础上提出的。下列能正确反映他的实验结果 的示意图是 (填序号)。 甲 乙 丙 (2)从原子结构模型建立的过程中,我们发现 (填字母)。 A. 科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程 B. 模型在科学研究中起着很重要的作用 C. 玻尔的原子模型的建立,使人们对原子结构的认识达到了完美的境界 D. 人类借助模型的建立,对原子的认识逐渐接近本质 【解析】 (1)卢瑟福用α粒子轰击金属箔时,大部分α粒子沿原来方向向前运动,少数α粒子方向发生 偏转,极少数α粒子碰到原子核被反弹回来,所以乙符合。(2)原子结构模型的建立是一个不断完善,不断修 正的过程,玻尔的原子结构模型的建立并未达到完美。 例2 氚是氢的一种同位素,氚原子含有1个质子和2个中子。下列示意图能正确表示氚原子结构的 是 ( ) A B C D 【解析】 根据在原子中核内质子数=核外电子数,其核内有一个质子和2个中子,可知,氚原子核外有 1个电子。 􀪋 科学七年级下册 64 A组 1. 学习科学发展史可以帮助我们增加科学知 识,培养科学思维。原子结构模型发展是指从1803 年道尔顿提出的第一个原子结构模型开始,经过一 代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型 的过程。如图为原子的核式结构模型图,提出这该 原子模型的科学家是 ( ) A. 汤姆生 B. 卢瑟福 C. 波尔 D. 门捷列夫 2. 卢瑟福的α粒子散射实验为现代原子理论 打下基础。abcd为带正电荷的粒子轰击原子核时 可能的路径,能作为“原子核质量很大”这一理论的 路径是 ( ) A. a B. b C. c D. d 3. 原子结构模型的建立,经过了几代科学家的 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 所示为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。根据原子结构的行星模型,下列 结论中不能得出的是 ( ) A. 原子始终在做无规则运动 B. 原子核的体积只占整个原子体积的很小 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 4. 如图所示为小明制作的原子模型,外圈上的 小球为电子,内圈为原子核,下列说法正确的是 ( ) A. 该模型表示一种碳原子 B. 该原子的核电荷数为4 C. 该原子的质量主要集中在2个电子上 D. 该原子核由2个质子和2个中子构成 5. 小实学习了氧气相关知识后,将其梳理成如 下思维导图,请完成问题。 根据氧原子的微观结构图可知,氧原子的质子 数为 ( ) A. 2 B. 6 C. 8 D. 16 6. 人们为了揭示原子结构的奥秘,经历了漫长 的探究过程。下列有关图中所示的四种原子结构 模型的叙述正确的是 ( ) ①葡萄干面包模型 ②分层结构模型 ③电子云模型 ④行星模型 A. 汤姆生提出图①模型:原子是个球体,负电 荷均匀分布在整个球体内,正电荷像葡萄干镶嵌 其中 B. 汤姆生、卢瑟福两位科学家都是在实验的基 础上,通过推理和想象建构原子模型 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 科学 七年级下册 65 C. 卢瑟福提出了图④模型:在原子的中心有一 个质量大体积小的原子核,认为电子只能在原子内 的一些特定的稳定轨道上绕核运动 D. 依据各科学家提出模型的时间先后,正确的 排列顺序是①②③④ 7. 如图为某原子结构模 型的示意图,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. 原子的质量集中在a和c上 C. 原子中b与c的数目一定相同 D. 原子中a与c的数目一定相同 8. 原子结构模型的建立经历了不断完善、不断 修正的过程,使得该模型更接近事物的本质。下列 科学史的描述中,不正确的是 ( ) A. 道尔顿提出了实心球模型,认为原子是一 个不可再分的实心球体 B. 汤姆生发现了原子内有带负电的电子 C. 卢瑟福用带正电的粒子轰击金箔,发现原子 是空心的 D. 道尔顿、汤姆生、卢瑟福所提出的原子模型 都是错误的,没有学习意义 9. 在分子、原子、质子、中子、电子、原子核这些 微粒中: (1)呈电中性的微粒有 。 (2)带正电的微粒有 。 (3)质量最小的微粒是 。 (4)在同一原子里数目一定相等的是 。 10. 阅读有关科学发展的材料,回答下列问题: 原子结构认识史: 道尔顿 “实心球模型”→ 汤姆生 “西瓜模型”→ 卢瑟福 “核式结构模型”→ 玻尔 “分层模型”→ “……” 科学家对原子内部结构的研究仍在继续。但 也有科学家质疑:原子内部的微粒真的无限可分吗? 科学家在探索原子结构内部的奥秘时,不断地 在实验中重建模型,下列有关模型的说法合理的是 。(填字母) A. 模型是在实验和发现中不断修正和完善的 B. 模型一定是研究对象本身的放大或缩小,不 可改变 C. 建立模型有助于我们认识和理解许多自然 事物的本质 B组 11. 推理是研究和学习科学的一种重要方法。 正电子、负质子都是反粒子,它们跟通常所说的电 子、质子相比较,质量相等,电性相反。科学家已发 现反氢原子。你推测反氢原子的结构可能是 ( ) A. 由1个带负电荷的质子和1个带正电荷的 电子构成 B. 由1个质子和1个电子构成 C. 由1个带负电荷的质子和1个电子构成 D. 由1个质子和1个带正电荷的电子构成 12. 嫦娥五号返回器携带月球土壤样品成功返 回地球,月球土壤中含有较丰富的氦—3,而在地球 上,图中“”代表 ( ) A. 质子 B. 中子 C. 电子 D. 原子核 13. 1854年法国化学家德维尔在实验室中意 外地发现一种新元素。已知该元素的一个原子中 含有40个微粒,其中14个微粒不带电,则该原子的 质子数是 ( ) A. 27 B. 26 C. 54 D. 13 14. 人类对原子结构的认识永无止境。请根据 所学知识回答: (1)如图是1910年英国科学家卢瑟福进行的α 粒子散射实验的情景。当他用一束α粒子轰击金箔 时,发现有极少数α粒子发生了大角度散射。若原 子质量和正电荷在原子内均匀分布,则极少数α粒 子 (填“会”或“不会”)发生大角度散射。 卢瑟福所说“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 。 (2)卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的 核式结构模型,当带正电的α粒子轰击金属箔时,图 乙中四条运动轨迹不可能出现的是 (填图中 的字母)。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 科学七年级下册 66 C组 15. 小柯学习科学知识时很懂得联想和类比。 他想,书本上说卢瑟福研究发现的原子结构模型叫 太阳系模型,如果把八大行星看作是原子中的八个 核外电子的话,那么 ( ) A. “太阳”相当于一个原子 B. “太阳”中肯定有八个中子 C. “太阳”中肯定有八个质子 D. “太阳系”相当于一个碳原子 16. 为探究原子的内部结构,1911年英国科学 家卢瑟福进行了α粒子(含有2个质子)轰击金箔散 射实验。 甲 乙 (1)如图甲,α粒子碰到荧光屏会引起闪光。卢 瑟福将荧光屏设计成 360°环绕,基于的假设是α粒 子可能穿过金箔,也可能 。 (2)根据α粒子散射实验数据,统计不同偏转角 度的α粒子数量,并绘制成如图乙所示曲线。则图 中能说明原子核的体积小但质量大的是 段曲线。(用字母表示) 17. 卢瑟福用α粒子(α粒子是带两个单位正电 荷的氦原子核)轰击金属箔的实验,推翻了汤姆生 在1903年提出的原子结构模型,为建立现代原子理 论打下了基础,但通过该实验的下述三种现象(如 图),不能获得核外电子带有负电荷的结论。 现象1:大多数α粒子能穿透金属箔而不改变 原来运动方向。 现象2:一小部分α粒子改变原来的运动方向。 现象3:极少数α粒子被弹了回来。 (1)请你根据原子结构知识解析以上现象产生 的原因。 ①现象1的原因: 。 ②现象2的原因: 。 (2)1919年,卢瑟福用加速了的高能α粒子轰 击氮原子,结果有种微粒从氮原子被打出,而α粒子 留在了氮原子中,使氮原子变成了氧原子,从现代 观点看,被打出的微粒一定是 。 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 (2) 15. (1)2 3 5 4 3 (2)构成分子的原 子可以是同种原子,也可以是不同种原子。 (3)相 同原子、不同的原子个数可组合成不同物质的分子。 第2节 建构分子模型(2) ———水的电解 例 (1)a为电源正极,b为电源负极。 (2)现象为 火柴燃烧的更旺;说明B具有助燃性。 (3)可用排 水法;利用了它们不易溶于水的性质。 (4)分别为 2∶1,2∶1。 巩固练习 A组 1. B 2. D 3. D 4. B 5. C 6. A 7. C 8. A 9. D 10. D 11. D 12. B 13. (1)氢气 氧气 (2)水 通直流电 →氢气+氧气 (3)氢和氧 (4)导电性 B组 14. B 15. A 16. B 17. (1)甲的装置简单 (2)乙装置检验产物方便 18. (1)氢气 (2)氧气 (3)氧气为3 mL时,氧气与氢气恰好完全反应生成 水,剩余气体的体积为0 解析:反应的表达式为氢 气+氧气 点燃 →水,从图中可以看出:每增加1 mL的氧 气,氢气则减少2 mL,当氧气体积小于3 mL时,氢 气有剩余;当氧气体积为3 mL时,两者完全反应;氧 气的体积大于3 mL时,氢气完全反应,有氧气剩余。 故实线部分表示有氢气剩余;实线与虚线的交点[坐标 为(3,0)]为两者恰好完全反应;虚线部分表示氧气剩余。 19. (1)氢气 用带火星的木条检验,若复燃,证 明气体是氧气 (2)氧气在水中的溶解性大于氢气 (3)5 C组 20. (1)B (2)大 第3节 建构原子模型(1) ———原子模型的建立及原子的构成 例1 (1)乙 (2)ABD 例2 A A组 1. B 2. D 3. A 4. D 5. C 6. B 7. D 8. D 9. (1)分子 原子 中子 (2)质子 原子核 (3)电子 (4)质子、电子 10. AC B组 11. A 12. B 13. D 14. (1)不会 原子核 (2)C C组 15. C 16. (1)反弹回来 (2)BC 17. (1)① 原子核很小,原子内部有很大空间 ②a粒子离带正 电的原子核较近,受到斥力 (2)质子 第3节 建构原子模型 (2) ———原子结构示意图、相对原子质量、离子 例1 D 例2 B 例3 C 巩固练习 A组 1. B 2. B 3. B 4. C 5. A 6. B 7. D 8. B 9. (1)质子数不同 (2)失去 钠离子和氯 离子 B组 10. C 11. D 12. C 13. D 14. D 15. A 16. (1)39 (2)Cu 17. (1)①② (2)不 带电 C组 18. 32 是 19. B 解析:“一个中子变成质 子”会使中子数减少1个,变为7个,质子数增加1 个,变为7个。 20. C 解析:因为baXn+和dcYm-的核外电子数分 别为a-n和c+m,所以a-n=c+m。 第4节 探究物质组成的奥秘(1) ———元素概念、同位素 例1 C 例2 B 例3 C 例4 A 巩固练习 A组 1. B 2. A 3. A 4. B 5. B 6. C 7. D 8. (1)B (2)C (3)A 9. (1)元素 (2)混合物 10. (1)氧 (2)模型 (3)B 11. (1)BC (2)A (3)D (4)AD B组 12. C 13. A 14. D 解析:O4 是由同种元素组成的单质,而 不是化合物。一个分子中不可能含有其他分子。O4 和O2 是由两种不同分子构成的两种物质,其性质不 同,混合后形成的是混合物。 15. C 16. B C AD 17. (1)③④ ①②⑤ ⑥ (2)AB 由一种分子构成的物质属于纯净物, 由两种或两种以上分子构成的物质属于混合物 18. BC ABD ABCD BEH ADF C C组 19. (1)AD (2)Fe2+ (3)D 20. (1)中子 (2)AC 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 􀪋 ·6·