1-1 原子结构 同步作业 《化学（医药卫生类）》同步教学 高教版

主题一 原子结构与化学键 第一节 原子结构 同步作业 一、基础题（共60分） （一）选择题（每题3分，共30分） 1. 下列关于原子组成的说法，正确的是（ ） A. 原子由原子核和核外电子组成，原子核带负电，核外电子带正电 B. 原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电 C. 原子的质量主要集中在核外电子上，原子核的质量可忽略不计 D. 同种元素的原子，质子数不同，中子数相同 2. 下列粒子中，带正电荷的是（ ） A. 电子 B. 中子 C. 质子 D. 原子 3. 某元素的原子序数为17，其核外电子数为（ ） A. 8 B. 17 C. 35 D. 28 4. 原子核外电子排布遵循的规律不包括（ ） A. 能量最低原理 B. 泡利不相容原理 C. 洪德规则 D. 质量守恒定律 5. 下列关于电子层的说法，错误的是（ ） A. 电子层用n表示，n=1、2、3…对应K、L、M…层 B. 电子层的能量随n值增大而升高 C. 离原子核越远的电子层，容纳的电子数越多 D. 第2电子层（L层）最多可容纳8个电子 6. 钠原子（原子序数11）的核外电子排布式为（ ） A. 1s²2s²2p⁶3s¹ B. 1s²2s²2p⁶3s² C. 1s²2s²2p⁵3s² D. 1s²2s²2p⁶3p¹ 7. 下列元素中，最外层电子数为7的是（ ） A. 钠（Na） B. 氯（Cl） C. 氧（O） D. 碳（C） 8. 元素的化学性质主要取决于原子的（ ） A. 质子数 B. 中子数 C. 最外层电子数 D. 核外电子总数 9. 下列关于同位素的说法，正确的是（ ） A. 同位素是指质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子 B. 同位素的化学性质不同，物理性质相同 C. 碳-12和碳-14不是同位素，因为它们的质子数不同 D. 同位素只能通过人工合成获得，自然界中不存在 10. 医药领域中，常用于肿瘤治疗的放射性同位素是（ ） A. 碳-12 B. 氧-16 C. 钴-60 D. 氢-1 （二）填空题（每空2分，共20分） 1. 原子是由带______电的原子核和带______电的核外电子构成，原子核由______和______组成。 2. 元素的原子序数等于______数，也等于______数；质量数等于______数与______数之和。 3. 原子核外电子排布时，电子总是优先占据能量______的电子层，各电子层最多容纳的电子数为______（n为电子层序数）。 4. 最外层电子数为______（He为2）的原子，化学性质稳定，称为______结构；最外层电子数少于4的原子，易______电子；最外层电子数多于4的原子，易______电子。 5. 同位素的应用广泛，在医药领域可用于______、______等。 （三）判断题（每题1分，共10分） 1. 原子的核外电子数一定等于质子数，因此原子不带电。（ ） 2. 电子层的能量越高，离原子核越近，电子越难失去。（ ） 3. 第3电子层（M层）最多可容纳18个电子，因此所有原子的M层都能容纳18个电子。（ ） 4. 同种元素的不同同位素，质子数相同，化学性质相似。（ ） 5. 最外层电子数为8的原子，一定是稀有气体原子。（ ） 6. 原子失去电子后形成阳离子，得到电子后形成阴离子。（ ） 7. 质子数决定元素的种类，中子数决定元素的同位素。（ ） 8. 核外电子排布遵循洪德规则，即同一亚层的电子优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同。（ ） 9. 放射性同位素在医药领域的应用仅局限于疾病治疗，不能用于诊断。（ ） 10. 原子的质量数近似等于该原子的相对原子质量。（ ） 二、提升题（共40分） （一）简答题（每题10分，共20分） 1. 简述原子的组成及各组成部分的带电情况和质量特点；解释同位素的定义、性质及在医药卫生领域的2个应用实例，并说明其利用的同位素性质。 2. 简述原子核外电子排布的三大规律（能量最低原理、泡利不相容原理、洪德规则）；写出原子序数为8（氧）、11（钠）、17（氯）的元素的核外电子排布式和最外层电子数，并分析其化学性质差异；说明最外层电子数与元素化学性质的关系。 （二）综合分析题（每题10分，共20分） 1. 某医药实验室需使用放射性同位素碘-131进行甲状腺疾病诊断和治疗，相关信息如下： ① 碘-131的质子数为53，中子数为78； ② 碘-131具有放射性，半衰期约为8天； ③ 甲状腺组织对碘具有特异性吸收作用。 请回答： ① 碘-131的原子序数、质量数分别是多少？ ② 碘-131用于甲状腺疾病诊断的原理是什么？结合原子结构和生理特性说明。 ③ 为什么碘-131的半衰期较短（约8天）？这一特性对患者治疗有什么好处？ ④ 使用放射性同位素进行诊断和治疗时，需要注意哪些安全防护措施？ 2. 药物分子的结构与原子的电子排布密切相关，如氯化钠（NaCl）是常用的医用生理盐水成分，其形成与钠原子和氯原子的电子排布有关： ① 钠原子（原子序数11）和氯原子（原子序数17）的最外层电子数分别是多少？它们的电子排布式是什么？ ② 钠原子和氯原子形成氯化钠时，电子转移的方向和数目是怎样的？分别形成什么离子？ ③ 从原子结构角度分析，为什么钠元素和氯元素容易形成化合物氯化钠？ ④ 结合医药应用，说明氯化钠作为生理盐水成分的作用，以及其化学性质稳定的原因（从原子结构角度解释）。 参考答案 一、基础题 （一）选择题 1.B 2.C 3.B 4.D 5.C 6.A 7.B 8.C 9.A 10.C （二）填空题 1. 正；负；质子；中子 2. 质子；核外电子；质子；中子 3. 最低；2n² 4. 8；稳定；失去；得到 5. 疾病诊断；肿瘤治疗（或药物研发、生物医学成像等） （三）判断题 1.√ 2.× 3.× 4.√ 5.× 6.√ 7.√ 8.√ 9.× 10.√ 二、提升题 （一）简答题 1. 答案 （1）原子的组成及各部分特点 ① 组成：原子由原子核和核外电子构成，原子核位于原子中心，由质子和中子组成； ② 带电情况：质子带1个单位正电荷，中子不带电，因此原子核带正电；核外电子带1个单位负电荷； ③ 质量特点：原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的质量近似相等（约为1.67×10⁻²⁷kg），电子的质量极小（约为质子质量的1/1836），可忽略不计。 （2）同位素的定义、性质及医药应用 ① 定义：同位素是指质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子； ② 性质：化学性质相似（因质子数相同，最外层电子数相同），物理性质不同（因中子数不同，质量数不同）；部分同位素具有放射性； ③ 医药应用实例： 钴-60：利用其放射性，用于肿瘤的放射治疗，通过射线破坏癌细胞的DNA结构，抑制癌细胞增殖； 碘-131：利用甲状腺对碘的特异性吸收，用于甲状腺功能亢进的诊断和治疗，放射性射线可破坏过度活跃的甲状腺组织。 2. 答案 （1）核外电子排布三大规律 ① 能量最低原理：电子总是优先占据能量最低的电子层，只有当低能量电子层排满后，电子才依次进入高能量电子层； ② 泡利不相容原理：每个电子层最多容纳的电子数为2n²（n为电子层序数），且每个轨道最多只能容纳2个自旋方向相反的电子； ③ 洪德规则：同一亚层的各个轨道上，电子优先单独占据不同轨道，且自旋方向相同，这样排布使原子能量最低。 （2）元素核外电子排布及化学性质 ① 氧（原子序数8）：核外电子排布式1s²2s²2p⁴，最外层电子数6；易得到2个电子，具有氧化性，化学性质活泼； ② 钠（原子序数11）：核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s¹，最外层电子数1；易失去1个电子，具有还原性，化学性质活泼； ③ 氯（原子序数17）：核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁵，最外层电子数7；易得到1个电子，具有氧化性，化学性质活泼。 （3）最外层电子数与元素化学性质的关系 ① 最外层电子数为8（He为2）的原子，化学性质稳定，不易发生电子得失（稀有气体）； ② 最外层电子数少于4的原子（金属元素为主），易失去最外层电子，形成阳离子，表现还原性； ③ 最外层电子数多于4的原子（非金属元素为主），易得到电子，形成阴离子，表现氧化性； ④ 最外层电子数越接近8（或2），元素的化学性质越稳定；最外层电子数为1或7的原子，化学性质最活泼。 （二）综合分析题 1. 答案 ① 原子序数=质子数=53，质量数=质子数+中子数=53+78=131。 ② 诊断原理：碘是甲状腺激素合成的原料，甲状腺组织对碘具有特异性吸收能力；碘-131与普通碘原子的质子数相同，化学性质相似，可被甲状腺组织吸收；利用碘-131的放射性，通过探测仪器检测其在甲状腺内的分布和聚集情况，判断甲状腺的功能状态（如是否亢进、有无结节等）。 ③ 半衰期短的原因：碘-131的原子核不稳定，易发生放射性衰变，半衰期约8天，说明其衰变速度较快；对患者的好处：放射性同位素在体内停留时间短，持续辐射时间有限，可减少对人体正常组织的损伤，降低长期辐射风险。 ④ 安全防护措施：操作人员需穿戴防护服、防护手套、防护眼镜等防护用品，避免直接接触；使用专用的放射性防护设备和容器，防止放射性泄漏；治疗后患者的排泄物需进行专门处理，避免污染环境；控制使用剂量，确保治疗效果的同时，将辐射危害降至最低。 2. 答案 ① 钠原子（原子序数11）：最外层电子数1，核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s¹；氯原子（原子序数17）：最外层电子数7，核外电子排布式1s²2s²2p⁶3s²3p⁵。 ② 电子转移：钠原子失去最外层的1个电子，转移给氯原子；钠原子失去1个电子，氯原子得到1个电子；形成的离子：钠原子形成带1个单位正电荷的钠离子Na+，氯原子形成带1个单位负电荷的氯离子Cl-。 ③ 形成化合物的原因：钠原子最外层电子数为1，易失去电子达到8电子稳定结构；氯原子最外层电子数为7，易得到1个电子达到8电子稳定结构；两者通过电子转移，形成阴阳离子，阴阳离子之间通过静电作用结合形成离子化合物氯化钠，使双方都达到稳定的电子层结构。 ④ 生理盐水作用：氯化钠是人体细胞外液的主要电解质，维持人体细胞的正常渗透压、酸碱平衡和神经肌肉的正常功能；用于脱水患者的补液、伤口冲洗等；化学性质稳定的原因：钠离子Na+的核外电子排布为1s²2s²2p⁶，氯离子Cl-的核外电子排布为1s²2s²2p⁶3s²3p⁶，均达到稳定的8电子结构，因此氯化钠不易发生电子得失，化学性质稳定。 学科网（北京）股份有限公司 $