3.2 原子结构(题型专练)化学新教材人教版九年级上册
2026-07-22
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内容正文:
课题2 原子结构(题型突破·举一反三)
题型01 原子的构成
题型02 原子论观点发展
题型03 原子中各微粒的数值关系
题型04 原子核外电子的排布特点
题型05 原子核外电子的排布与化学性质的关系
题型06 原子结构示意图的认识
题型07 离子的概念及形成
题型08 离子的表示方法
题型09 离子中各微粒的数值关系
题型10 离子结构示意图的认识
题型11 离子与原子的区别和联系
题型12 相对原子质量的概念与计算
▌题型01 原子的构成
1.原子是由带正电荷的 和 构成的。
原子核(带 电) (带正电)
原子( 电性) 中子( )
核外电子(带 电)
2.由于原子核与 所带的电量大小相等,电性 ,因而原子呈电中性。
3.原子一般是由质子、中子和电子构成,有的原子(如 )没有中子。
4.原子的种类由 决定,不同种类的原子核内 。
【典例1】(2025-2026八上·山东东营·期末)原子由原子核与核外电子构成,原子绝大部分质量集中在
A.原子核 B.质子 C.中子 D.核外电子
【变式1-1】(2026·河北邢台·二模)南开大学研制出新型锂电池,用氟原子取代氧原子溶解锂盐,实现高能量密度与极寒环境稳定放电。下列关于氟原子和氧原子的说法错误的是
A.二者质子数不同 B.二者核外电子数不同
C.都含有原子核 D.都带有电荷
【变式1-2】EAST是中国自主研制的全超导托卡马克核聚变实验装置,其热核材料氘、氚的原子构成示意图如下。有关说法正确的是
A.氘、氚原子中质子数相同 B.氚原子核内有一个中子
C.氘、氚原子均带有正电 D.氘、氚原子的质量相等
【变式1-3】(2026·贵州遵义·二模)氦-3可作为核聚变燃料,氦原子结构如图。下列关于一个氦-3原子的说法正确的是
A.2个质子 B.1个电子 C.2个中子 D.氦原子显负电
▌题型02 原子论观点发展
1.道尔顿(英国)1803年——近代原子论
观点:物质由原子构成,原子是不可再分的实心球体。
2.阿伏加德罗(意大利)1811年——分子学说
观点:物质由分子、原子构成,化学变化中分子拆分,原子重新组合。
3.汤姆孙|1897|葡萄干布丁(枣糕)模型
发现电子,证明原子可以再分。
观点:正电荷均匀充满原子球体,负电荷电子镶嵌在球里面。
4.卢瑟福|1911|α粒子轰击金箔实验 → 核式结构模型(行星模型)
实验现象:①大多数α粒子直接穿过金箔 → 原子内部大部分空间是空的
②少数粒子发生偏转 → 原子核带正电
③极少数粒子反弹回来 → 原子核体积很小,质量很大
观点:原子中心有很小的原子核,电子在核外绕原子核运动。
5.后续完善:原子核由质子(带正电)和中子(不带电)构成
【典例2】1911年,英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电)轰击金箔实验,如下图所示。根据这个实验,能获得的正确结论是
A.金原子核外电子带负电,原子核是由质子和中子构成
B.绝大多数α粒子畅通无阻穿过金箔是因为金原子间有间隙
C.金原子核带正电荷
D.金原子核的质量与α粒子的质量相当
【变式2-1】(2026·河南三门峡·二模)人类探索原子结构的奥秘经历了漫长的过程。图1是卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验,请结合图中现象分析。
(1)实验中,大多数α粒子穿过了金箔,由此说明原子_______(填“是”或“不是”)实心球体。
(2)通过α粒子散射实验,你认为原子模型为图2中的_______(填序号)。
【变式2-2】(2026·河南平顶山·二模)模型建构是化学科学研究的基本方法之一。原子结构的研究过程中,科学家通过大量实验,提出了各种原子模型,逐步完善了原子结构理论。
(1)道尔顿提出的实心球模型能成功地解释下图所示化学反应的本质:氧化汞分子破裂为汞原子和氧原子,_______。
(2)汤姆孙提出的原子模型成功地解释了摩擦起电的原因,原因是_______。
(3)卢瑟福提出的原子模型成功地解释了原子的质量主要集中在_______上。
【变式2-3】(2025-2026八下·上海崇明·期中)1909年,英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电的氦原子核)轰击金箔实验,实验结果如图所示,卢瑟福由此得出下表中的观点。结合生活经验及学过的知识,用图中的实验现象完成下表。
卢瑟福提出的观点
对应的实验现象
原子不是实心球体,内部有较大的空间
___________
原子内部存在质量较大、体积很小的核
___________
原子核带正电荷
___________
▌题型03 原子中各微粒的数值关系
1.在原子中,质子数=
2.原子中质子数不一定等于中子数。
【典例3】我国成功研制的铯()原子钟,使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒。已知该铯原子的核外电子数为55,相对原子质量为133,则该原子的质子数为
A.133 B.78 C.23 D.55
【变式3-1】(2026·山西吕梁·二模)我国自主研发的“和福一号”同位素生产技术,为碳-14、钇-90等医用同位素的规模化、稳定持续生产奠定坚实基础。已知碳-14原子的核内质子数为6,则该碳原子的核外电子数为
A.14 B.6 C.26 D.12
【变式3-2】(2025-2026九上·安徽铜陵·期末)稀土是生产飞机、导弹等尖端武器的关键材料,目前中国稀土产量居世界之首。稀土元素中原子序数为57的镧(La)元素,相对原子质量为139,则镧原子的核外电子数为
A.57 B.82 C.139 D.796
【变式3-3】(2026·山西忻州·二模)钒电池产业是一种新兴科技产业,钒的原子结构如图所示,其中x的值为
A.11 B.18 C.8 D.4
x ▌题型04 原子核外电子的排布特点
1.离核近的电子能量低,离核越远电子能量越高;
2.电子排布从里往外为1~7层,依次排满;
3.原子核外电子的排布:第1层最多 电子,第2层最多 电子。最外层电子数不超过 (只有1层的,电子不超过 )
【典例4】电动汽车电池的阴极含有钴元素,如图是钴原子的结构示意图。下列说法中正确的是
A.钴原子为相对稳定结构 B.钴原子容易失去电子
C.钴原子有5个电子层 D.钴的相对原子质量是27
【变式4-1】(2025-2026八上·山东泰安·期末)如图为氯原子的结构示意图,下列说法错误的是
A.核内中子数为17
B.核外有3个电子层
C.最外层有7个电子
D.能量低的电子在离核较近的区域运动
【变式4-2】如图为氪原子的结构示意图,有关该原子的说法错误的是
A.核内质子数为36 B.核外有4个电子层
C.第一层电子数为8 D.在化学反应中不易得失电子
【变式4-3】(2026·山东临沂·一模)钒在新能源领域起着重要作用。钒原子的结构示意图如图所示。下列说法错误的是
A.的值为8
B.钒原子的质子数为23
C.钒原子在化学反应中易失去电子,形成阳离子
D.钒原子核外有四个电子层
▌题型05 原子核外电子的排布与化学性质的关系
1.原子的化学性质与电子排布的关系: 决定原子的化学性质
2.
分类
最外层电子数
结构的稳定性
得失电子趋势
化学性质
举例
金属原子
一般 于4
不稳定
易失去最外层电子
活泼
Na、Mg、Al等
非金属原子
(氢原子最外层只有1个电子)
不稳定
易得到电子
活泼
N、O、S等
稀有气体原子
等于 (He为 )
相对稳定
相对稳定,不易得失电子
不活泼
He、Ne、Ar等
【典例5】微粒的结构示意图是化学知识的一种表示方式,已知下图是某粒子R的结构示意图。下列说法错误的是
A.当x-y=10时, 该粒子为原子
B.当x-y<10时, 该粒子为阴离子
C.若该结构示意图表示的粒子是R⁻,则x=10+y+1
D.该微粒的化学性质与y的数值有关
【变式5-1】如图是四种粒子的结构示意图,其中属于稳定结构的原子是
A.④ B.①③ C.②④ D.②
【变式5-2】请根据下列粒子结构示意图回答问题。
(1)图F是溴的原子结构示意图,X=______。
(2)图中A~E具有相对稳定结构的是______(填字母序号),粒子C是______(填“原子”、“阳离子”或“阴离子”)。
(3)A~E中化学性质相似的原子是______,因为它们的______相同。
【变式5-3】(2025-2026九上·江西南昌·期末)用锶等材料制成的原子钟精准度极高,常被用于卫星的精准计时。如图1是锶原子的结构示意图,图2是几种粒子的结构示意图。结合图回答问题。
(1)图1中,___________。
(2)图2中,若E粒子带2个单位负电荷,则___________,该粒子符号为___________。
(3)图2中,与锶原子化学性质相似的原子是___________ 填字母。
(4)A~D在化学反应中易失电子的是___________ 填字母。
▌题型06 原子结构示意图的认识
粒子结构图各部分的含义:
①圆圈内的数字:表示原子的 ;
②+:表示原子核的 ;
③弧线:表示 ;
④弧线上的数字:表示该电子层上的 。
【典例6】元素X的原子结构示意图如图,下列说法错误的是
A.X原子核外电子数为11
B.该原子相对原子质量为11
C.X原子总共有3个电子层
D.该原子在化学反应中容易失去一个电子
【变式6-1】铍(Be)是“神舟21号”飞船轻质高强部件的原料之一,下图是其原子结构示意图。下列说法正确的是
A.铍原子有两个电子层 B.Be的核外电子不带电
C.Be 含有的质子数是8 D.Be 的原子质量为4g
【变式6-2】用原子结构示意图可简明、方便地表示原子的结构。如图是铝原子的结构示意图,下列说法不正确的是
A.铝原子核外有3个电子层 B.铝原子的核电荷数为13
C.铝原子的最外层电子数为3 D.铝原子易失去电子形成阴离子
【变式6-3】(2026·山西朔州·二模)南京大学课题组制备的大面积全钙钛矿叠层光伏电池,光电转化效率刷新了该项目的世界纪录。钛的原子结构示意图如下,其中数字“22”为钛的
A.中子数 B.核电荷数
C.相对原子质量 D.最外层电子数
▌题型07 离子的概念及形成
1.定义: 叫做离子,离子也是构成物质的一种微观粒子。
2.形成:在某些化学变化中,电中性的原子会因 或 电子而成为带电荷的微观粒子,这种带电荷的微观粒子称为离子。
【典例7】(2025-2026八上·山东德州·期末)下列关于离子的叙述中,正确的是
A.离子不可以直接构成物质
B.原子能变成离子,但离子不能变成原子
C.离子一定是带电荷的原子
D.原子得到或失去电子变成离子后,质量几乎不变
【变式7-1】(2026·江西抚州·三模)下列物质由离子构成的是
A.氖气 B.氯化钠 C.金刚石 D.氯化氢
【变式7-2】(2026·河南开封·三模)微观粒子是构成一切物质的基本单元。下列物质由离子直接构成的是
A.金刚石 B.水 C.氯化钠 D.氧气
【变式7-3】(2026·辽宁盘锦·三模)物质是由微观粒子构成的。下列物质是由离子构成的是
A.氯化氢 B.铜 C.氯化镁 D.氧气
▌题型08 离子的表示方法
1.离子的表示方法:
(1)位置:在元素符号右上角标明所带的 和 。
(2)先后: 在前(电荷数为1时,1省略不写), 在后(“+”表示带正电荷,“-”表示带负电荷)。如:K+、Ca2+、S2− 等。
2.离子符号的含义:表示一种离子及一个离子所带的电荷数
【典例8】(2026·山西晋城·二模)我国生产的歼-20隐形战机发动机喷口的材料中加入了稀土金属铼(元素符号为Re)。如图是铼的原子结构示意图,推测铼离子的符号为
A. B. C. D.
【变式8-1】(2026·广西柳州·二模)如图是某微粒的结构示意图,下列有关说法错误的是
A.该微粒的质子数是12 B.该微粒表示的是阴离子
C.该微粒的符号为Mg2+ D.该微粒电子层结构属于稳定结构
【变式8-2】(2025-2026九上·广东湛江·期末)已知某离子的核外电子总数比其质子数大,且质子数比其离子最外层电子数大9.该粒子符号可能为
A. B. C. D.
【变式8-3】(2025-2026九上·重庆·期中)某微观粒子的结构示意图为,下列说法正确的是
A.当时,该微观粒子一定是氯原子
B.当时,该微观粒子一定是氩原子
C.若,该微观粒子带正电荷
D.若,该微观粒子可能是
▌题型09 离子中各微粒的数值关系
1.阴离子:
2.阳离子:
【典例9】(2025-2026八上·山东德州·期末)已知某粒子符号为,其核外电子数为n,则其质子数为________。
【变式9-1】(2025-2026八上·黑龙江绥化·期末)某元素R,其原子相对原子质量近似值为x,原子核内中子数为y,则离子的核外电子总数为_________。
【变式9-2】某微观粒子的结构示意图为(),下列说法正确的是
A.当X=17时,该微观粒子一定是氯原子
B.当Y=8时,该微观粒子一定是氩原子
C.若,该微观粒子一定带负电荷
D.若,该微观粒子一定是阴离子
【变式9-3】根据下列粒子结构示意图,回答问题。
(1)D所示粒子在化学反应中容易______(填“得到”或“失去”)电子形成离子。其离子符号是______。
(2)A~E中具有相对稳定结构的粒子是______(填序号)。
(3)钙原子的核外电子分层排布为如图所示,则钙原子与图中______(填序号)粒子具有相似的化学性质。
(4)A~E所示粒子中属于阳离子的是______(填序号),若F为原子,______,若F为离子,其化学符号为______。
(5)食盐的主要成分是氯化钠,氯化钠是由______构成的。
▌题型10 离子结构示意图的认识
粒子结构图各部分的含义:
①圆圈内的数字:表示原子的 ;
②+:表示原子核的 ;
③弧线:表示 ;
④弧线上的数字:表示该电子层上的 。
【典例10】下列微粒结构示意图中,表示阴离子的是
A.B.C. D.
【变式10-1】(2026·山西晋城·一模)下列各粒子中,属于阴离子的是
A. B. C. D.
【变式10-2】(2025-2026九上·湖南长沙·期末)下列微粒结构示意图中,表示阳离子的是
A. B. C. D.
【变式10-3】(2025-2026八下·山东潍坊·期中)建立宏观、微观和符号之间的相互联系是化学学科的特点。
如图1是钙(Ca)原子的结构示意图,图2是几种粒子的结构示意图。结合图回答问题。
(1)图1中,_____。
(2)图2中,若E粒子带3个单位正电荷,则X=______,该粒子符号为_____。
(3)图2中,与钙原子化学性质相似的原子是_____(填字母)。
(4)A~D在化学反应中易得电子的是_____(填字母)。
▌题型11 离子与原子的区别和联系
原子
离子
阳离子
阴离子
结构
质子数=电子数
质子数 电子数
质子数 电子数
电性
不带电
带 电
带 电
联系
原子(或原子团) 变为阴离子, 变为阳离子
原子(或原子团)可以通过得失电子变成离子,离子也可以通过得失电子变成原子
原子形成离子过程中的变化
(1)金属原子失去最外层电子形成阳离子,电子层数 ;
(2)非金属原子得到电子形成阴离子,电子层数 。
(3)离子形成过程中,原子质子数 ,所以原子的种类 ;核外电子数 ,最外层电子数 ,化学性质 。
【典例11】某兴趣小组在“制作模型表示物质的结构”实践活动中,制作了各种微观粒子的模型。比较钠原子和钠离子,下列说法错误的是
A.质子数相同
B.所带电荷数相同
C.钠原子可以转化为钠离子
D.均由原子核和核外电子构成
【变式11-1】钠离子电池是下一代储能技术的有力竞争者。如图是钠原子(Na)和钠离子()的结构示意图。下列说法正确的是
A.两者质子数不同
B.两者化学性质相似
C.的电子层数为2
D.Na在化学反应中易得到电子
【变式11-2】(2025-2026九上·北京西城·期末)离子推进器工作时,氙原子失去电子变为氙离子,再用电极对氙离子加速并喷射出去。下列关于氙离子的说法中正确的是
A.不显电性 B.质子数小于核外电子数
C.质量与氙原子几乎相等 D.在电场中受正极吸引
【变式11-3】(2026·辽宁锦州·二模)在镁原子变成镁离子()的过程中,一定发生变化的是
A.电子数 B.质子数 C.中子数 D.核电荷数
▌题型12 相对原子质量的概念与计算
1.相对原子质量(Ar):以一种 (1.66×10-27kg)作为基准,其他原子的质量与这一基准的比,称为这种原子的相对原子质量(符号为Ar )。
2.相对原子质量表达式:
3.相对分子质量(Mr):分子是由原子结合而成的,我们可以用相对分子质量表示分子质量的相对大小;相对分子质量(Mr)等于构成分子的各原子的相对原子质量(Ar)的 。
4.相对原子质量≈质子数+中子数
【典例12】(2025-2026八上·山东威海·期末)科学家用钙原子(质子数为20)轰击镅原子(质子数为95),成功合成了新原子。经测定,新原子的核电荷数为114,相对原子质量为289,其中子数为
A.175 B.114 C.61 D.289
【变式12-1】(2025-2026八下·山东潍坊·期中)主持测定铟、铱、锑等相对原子质量数据的科学家是
A.张青莲 B.屠呦呦 C.拉瓦锡 D.闵恩泽
【变式12-2】计算:
(1)标准钠原子的相对原子质量为23,核电荷数为11,其中子数是_____,其电子数是______。
(2)已知某原子的质量为,碳-12原子的质量为,则该原子的相对原子质量为______?(写出对应的计算过程,结果保留整数)
【变式12-3】(2026·江苏扬州·二模)科学家用碳-14衰变规律断代纪年。C-14原子与C-12原子相同的是
A.原子核 B.相对质量 C.质子数 D.中子数
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课题2原子结构(题型突破·举一反三)
题型01原子的构成
典例精析
【典例1】A
举一反三
【变式11】D
【变式1-2】A
【变式1-3】A
题型02原子论观点发展
典例精析
【典例2】C
举一反三
【变式2-1】(1)不是
2)③
【变式22】(1)氧原子两两结合为氧分子,汞原子聚集为汞单质
(2)原子的中的电子在摩擦时发生转移
(3)原子核
【变式2-3】大多数α粒子未发生偏转
极少数α粒子被弹回
少数α粒子发生偏转
题型03
原子中各微粒的数值关系
三
典例精析
【典例3】D
举一反三
【变式3-1】B
1/5
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【变式3-2】A
【变式33】A
题型04原子核外电子的排布特点
三典例精析
【典例4】B
举一反三
【变式41】A
【变式42】C
【变式43】A
题型05原子核外电子的排布与化学性质的关系
典例精析
【典例5】C
三举一反
【变式5-1】D
【变式5-2】(1)7
(2)
BC
阳离子
(3)
AD
最外层电子数
【变式5-3】(1)18
(2)8
02
(3)C
(4)C
题型06原子结构示意图的认识
典例精析
【典例6】B
2/5
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三举一反目
【变式6-1】A
【变式6-2】D
【变式6-3】B
题型07离子的概念及形成
典例精析
【典例7】D
三
举一反三
【变式7-1】B
【变式72】c
【变式73】C
题型08离子的表示方法
三
典例精析
【典例8】B
举一反三
【变式81)B
【变式82】B
【变式83】C
题型09离子中各微粒的数值关系
典例精析
【典例9】n+m
三举一反
【变式91】xy-2
3/5
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【变式92】D
【变式93】(1)
失去
Mg2-
(2)ABC
(3)D
(4)
6
S2
(5)钠离子和氯离子
1题型10
离子结构示意图的认识
三典例精析
【典例10】A
举一反三
【变式101】B
【变式10-2】A
【变式103】(1)8
(2)13A13+
(3)C
(4)BD
题型11离子与原子的区别和联系
典例精析
【典例11】B
举一反三
【变式11-1】C
【变式11-2】C
【变式113】A
题型12相对原子质量的概念与计算
4/5
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典例精析
【典例12】A
举一反三
【变式121】A
【变式122】(1)
12
11
3.816×1026kg≈23
(2)1.993×1026kg
1
12
【变式123】C
5/5
课题2 原子结构(题型突破·举一反三)
题型01 原子的构成
题型02 原子论观点发展
题型03 原子中各微粒的数值关系
题型04 原子核外电子的排布特点
题型05 原子核外电子的排布与化学性质的关系
题型06 原子结构示意图的认识
题型07 离子的概念及形成
题型08 离子的表示方法
题型09 离子中各微粒的数值关系
题型10 离子结构示意图的认识
题型11 离子与原子的区别和联系
题型12 相对原子质量的概念与计算
▌题型01 原子的构成
1.原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成的。
原子核(带正电) 质子(带正电)
原子(不显电性) 中子(不带电)
核外电子(带负电)
2.由于原子核与核外电子所带的电量大小相等,电性相反,因而原子呈电中性。
3.原子一般是由质子、中子和电子构成,有的原子(如氢原子)没有中子。
4.原子的种类由核电荷数(质子数)决定,不同种类的原子核内质子数不同。
【典例1】(2025-2026八上·山东东营·期末)原子由原子核与核外电子构成,原子绝大部分质量集中在
A.原子核 B.质子 C.中子 D.核外电子
【答案】A
【分析】1. 原子由原子核(质子+中子)和核外电子构成;1个电子的质量仅约为1个质子质量的,核外电子质量极小,对原子总质量的贡献可忽略;
2. 原子核包含了全部质子和中子的质量,因此原子绝大部分质量集中在原子核上。
【详解】A.正确;
B.质子只是原子核的组成部分之一,无法涵盖原子核的全部质量,错误;
C.中子同样只是原子核的组成部分之一,无法涵盖原子核的全部质量,错误;
D.核外电子质量极小,可忽略,错误。
【变式1-1】(2026·河北邢台·二模)南开大学研制出新型锂电池,用氟原子取代氧原子溶解锂盐,实现高能量密度与极寒环境稳定放电。下列关于氟原子和氧原子的说法错误的是
A.二者质子数不同 B.二者核外电子数不同
C.都含有原子核 D.都带有电荷
【答案】D
【详解】A.氧原子质子数为8,氟原子质子数为9,因此二者质子数不同,正确;
B.原子中,质子数=核外电子数,两者核外电子数不同,正确;
C.原子都由原子核和核外电子构成,因此二者都含原子核,正确;
D.原子内质子带的正电荷总量和电子带的负电荷总量相等、电性相反,整体呈电中性,错误。
【变式1-2】EAST是中国自主研制的全超导托卡马克核聚变实验装置,其热核材料氘、氚的原子构成示意图如下。有关说法正确的是
A.氘、氚原子中质子数相同 B.氚原子核内有一个中子
C.氘、氚原子均带有正电 D.氘、氚原子的质量相等
【答案】A
【详解】A. 根据题中给出的原子结构示意图可以看出,二者的原子核内都有一个带正电的粒子,即它们的原子核内质子数都为1,正确;
B. 原子核内不带电的粒子为中子,由示意图可知,氚原子核内有2个中子,错误;
C. 原子中核内质子数等于核外电子数,正负电荷总量相等,整体呈电中性,不带电,错误;
D. 原子质量主要集中在原子核上,氘原子核内共2个核子(1质子+1中子),氚原子核内共3个核子(1质子+2中子),二者质量不相等,错误。
【变式1-3】(2026·贵州遵义·二模)氦-3可作为核聚变燃料,氦原子结构如图。下列关于一个氦-3原子的说法正确的是
A.2个质子 B.1个电子 C.2个中子 D.氦原子显负电
【答案】A
【分析】原子的核心规律:原子中质子数=核外电子数,质量数(近似相对原子质量)满足关系中子数=质量数-质子数,且原子内正负电荷抵消,整体呈电中性。氦为2号元素,质子数固定为2,氦-3的“3”指质量数为3。
【详解】A、氦是2号元素,质子数为2,符合规律,说法正确;
B、原子中质子数=核外电子数,故电子数应为2,说法错误;
C、中子数=质量数-质子数=3-2=1,不是2,说法错误;
D、原子内正、负电荷电量相等、电性相反,整体呈电中性,说法错误。
▌题型02 原子论观点发展
1.道尔顿(英国)1803年——近代原子论
观点:物质由原子构成,原子是不可再分的实心球体。
2.阿伏加德罗(意大利)1811年——分子学说
观点:物质由分子、原子构成,化学变化中分子拆分,原子重新组合。
3.汤姆孙|1897|葡萄干布丁(枣糕)模型
发现电子,证明原子可以再分。
观点:正电荷均匀充满原子球体,负电荷电子镶嵌在球里面。
4.卢瑟福|1911|α粒子轰击金箔实验 → 核式结构模型(行星模型)
实验现象:①大多数α粒子直接穿过金箔 → 原子内部大部分空间是空的
②少数粒子发生偏转 → 原子核带正电
③极少数粒子反弹回来 → 原子核体积很小,质量很大
观点:原子中心有很小的原子核,电子在核外绕原子核运动。
5.后续完善:原子核由质子(带正电)和中子(不带电)构成
【典例2】1911年,英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电)轰击金箔实验,如下图所示。根据这个实验,能获得的正确结论是
A.金原子核外电子带负电,原子核是由质子和中子构成
B.绝大多数α粒子畅通无阻穿过金箔是因为金原子间有间隙
C.金原子核带正电荷
D.金原子核的质量与α粒子的质量相当
【答案】C
【详解】A.该实验无法证明原子核由质子和中子构成,也不能推导得出核外电子带负电的结论,错误。
B.绝大多数α粒子能穿过金箔,是因为原子内部绝大部分空间是“空”的,并非因为金原子间有间隙,错误。
C.α粒子带正电,实验中部分α粒子发生偏转,根据同种电荷相互排斥的规律,可推出金原子核带正电荷,正确。
D.极少数α粒子被反弹,说明金原子核的质量远大于α粒子质量,二者质量不相当,错误。
【变式2-1】(2026·河南三门峡·二模)人类探索原子结构的奥秘经历了漫长的过程。图1是卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验,请结合图中现象分析。
(1)实验中,大多数α粒子穿过了金箔,由此说明原子_______(填“是”或“不是”)实心球体。
(2)通过α粒子散射实验,你认为原子模型为图2中的_______(填序号)。
【答案】(1)不是
(2)③
【详解】(1)若原子是实心球体,绝大多数α粒子会被阻挡无法穿过金箔;实验中大部分α粒子能顺利穿过,说明原子内部存在大量空间,因此不是实心球体。
(2)该实验还观测到少数α粒子发生偏转、极少数α粒子被反弹,说明原子中心有体积很小、质量较大的带正电原子核,电子在核外的较大空间运动,符合图③的核式结构模型;①是实心球模型、②是葡萄干面包模型,均与实验结论不符。
【变式2-2】(2026·河南平顶山·二模)模型建构是化学科学研究的基本方法之一。原子结构的研究过程中,科学家通过大量实验,提出了各种原子模型,逐步完善了原子结构理论。
(1)道尔顿提出的实心球模型能成功地解释下图所示化学反应的本质:氧化汞分子破裂为汞原子和氧原子,_______。
(2)汤姆孙提出的原子模型成功地解释了摩擦起电的原因,原因是_______。
(3)卢瑟福提出的原子模型成功地解释了原子的质量主要集中在_______上。
【答案】(1)氧原子两两结合为氧分子,汞原子聚集为汞单质
(2)原子的中的电子在摩擦时发生转移
(3)原子核
【详解】(1)化学反应的微观本质是分子破裂为原子,原子重新组合为新物质,结合氧化汞分解的微观示意图,汞原子直接构成金属汞,氧原子两两结合构成氧分子。
(2)汤姆孙发现原子内含有带负电的电子,不同原子对电子的束缚能力不同,摩擦时电子会在物体间转移,失去电子的物体带正电、得到电子的物体带负电,可解释摩擦起电现象。
(3)卢瑟福提出原子结构模型,原子由原子核和核外电子构成,电子质量极小可忽略,原子的质量几乎全部集中在原子核上。
【变式2-3】(2025-2026八下·上海崇明·期中)1909年,英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电的氦原子核)轰击金箔实验,实验结果如图所示,卢瑟福由此得出下表中的观点。结合生活经验及学过的知识,用图中的实验现象完成下表。
卢瑟福提出的观点
对应的实验现象
原子不是实心球体,内部有较大的空间
___________
原子内部存在质量较大、体积很小的核
___________
原子核带正电荷
___________
【答案】 大多数α粒子未发生偏转 极少数α粒子被弹回 少数α粒子发生偏转
【详解】大多数α粒子能直接穿过金箔不改变运动方向,说明原子内部绝大部分是空的,不是实心球体;α粒子只有极少部分被弹回,说明原子核占据的体积极小,同时只有原子核质量远大于α粒子时,才能将α粒子反弹,因此对应这一现象;α粒子本身带正电,同种电荷相互排斥,少数靠近原子核的α粒子发生偏转,证明原子核带正电荷。
▌题型03 原子中各微粒的数值关系
1.在原子中,质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数
2.原子中质子数不一定等于中子数。
【典例3】我国成功研制的铯()原子钟,使我国时间频率基准的精度从30万年不差1秒提高到600万年不差1秒。已知该铯原子的核外电子数为55,相对原子质量为133,则该原子的质子数为
A.133 B.78 C.23 D.55
【答案】D
【详解】在原子中,质子数 = 核外电子数, 题目已知该铯原子的核外电子数为55,因此该原子的质子数也为55。
【变式3-1】(2026·山西吕梁·二模)我国自主研发的“和福一号”同位素生产技术,为碳-14、钇-90等医用同位素的规模化、稳定持续生产奠定坚实基础。已知碳-14原子的核内质子数为6,则该碳原子的核外电子数为
A.14 B.6 C.26 D.12
【答案】B
【详解】原子中质子数=核外电子数。所以该碳原子的核外电子数为6。故选B。
【变式3-2】(2025-2026九上·安徽铜陵·期末)稀土是生产飞机、导弹等尖端武器的关键材料,目前中国稀土产量居世界之首。稀土元素中原子序数为57的镧(La)元素,相对原子质量为139,则镧原子的核外电子数为
A.57 B.82 C.139 D.796
【答案】A
【详解】在原子中,原子序数等于核外电子数,镧的原子序数为57,因此核外电子数为57。
故选A。
【变式3-3】(2026·山西忻州·二模)钒电池产业是一种新兴科技产业,钒的原子结构如图所示,其中x的值为
A.11 B.18 C.8 D.4
【答案】A
【详解】在原子中,核内质子数=核外电子总数。由原子结构示意图可知,钒原子质子数为23,因此核外各层电子数之和等于23,列等式:2+8+x+2=23,计算得x=23-2-8-2=11,因此选A。
▌题型04 原子核外电子的排布特点
1.离核近的电子能量低,离核越远电子能量越高;
2.电子排布从里往外为1~7层,依次排满;
3.原子核外电子的排布:第1层最多2个电子,第2层最多8个电子。最外层电子数不超过8个(只有1层的,电子不超过2个)
【典例4】电动汽车电池的阴极含有钴元素,如图是钴原子的结构示意图。下列说法中正确的是
A.钴原子为相对稳定结构 B.钴原子容易失去电子
C.钴原子有5个电子层 D.钴的相对原子质量是27
【答案】B
【详解】A.相对稳定结构要求最外层电子数为8(仅1个电子层时为2),钴原子最外层电子数为2,不属于相对稳定结构,说法错误;
B.最外层电子数小于4的原子,化学反应中易失去电子,钴原子最外层电子数为2,符合该规律,说法正确;
C.原子结构示意图中弧线代表电子层,钴原子共有4条弧线,即4个电子层,说法错误;
D.圆圈内的数字+27是钴的质子数(核电荷数),不是相对原子质量,钴的相对原子质量约为59,说法错误。
【变式4-1】(2025-2026八上·山东泰安·期末)如图为氯原子的结构示意图,下列说法错误的是
A.核内中子数为17
B.核外有3个电子层
C.最外层有7个电子
D.能量低的电子在离核较近的区域运动
【答案】A
【详解】A、由图可知,氯原子核电荷数为17,不是中子数,符合题意;
B、由图可知,氯原子核外有3个电子层,不符合题意;
C、由图可知,氯原子的最外层电子数为7,不符合题意;
D、能量越低,离核越近,因此能量低的电子在离核较近的区域运动,不符合题意。
故选A。
【变式4-2】如图为氪原子的结构示意图,有关该原子的说法错误的是
A.核内质子数为36 B.核外有4个电子层
C.第一层电子数为8 D.在化学反应中不易得失电子
【答案】C
【详解】A、原子结构示意图中圆圈内数字表示核内质子数,所以氪原子核内质子数为36,故选项说法正确;
B、一个弧线表示一个电子层,氪原子核外有4个弧线,表示核外有4个电子层,故选项说法正确;
C、由原子结构示意图可知,氪原子第一层电子数为2,故选项说法错误;
D、氪原子最外层电子数是8,在化学反应中不易得失电子,故选项说法正确;
故选:C。
【变式4-3】(2026·山东临沂·一模)钒在新能源领域起着重要作用。钒原子的结构示意图如图所示。下列说法错误的是
A.的值为8
B.钒原子的质子数为23
C.钒原子在化学反应中易失去电子,形成阳离子
D.钒原子核外有四个电子层
【答案】A
【详解】A. 原子中核内质子数等于核外电子总数,因此,解得,该说法错误。
B. 原子结构示意图中圆圈内数字为质子数,因此钒原子质子数为23,该说法正确。
C. 钒原子最外层电子数为2,小于4,化学反应中易失去电子形成阳离子,该说法正确。
D. 原子结构示意图中弧线代表电子层,钒原子核外共有4条弧线,即有4个电子层,该说法正确。
▌题型05 原子核外电子的排布与化学性质的关系
1.原子的化学性质与电子排布的关系:最外层电子数决定原子的化学性质
2.
分类
最外层电子数
结构的稳定性
得失电子趋势
化学性质
举例
金属原子
一般小于4
不稳定
易失去最外层电子
活泼
Na、Mg、Al等
非金属原子
一般不小于4(氢原子最外层只有1个电子)
不稳定
易得到电子
活泼
N、O、S等
稀有气体原子
等于8(He为2)
相对稳定
相对稳定,不易得失电子
不活泼
He、Ne、Ar等
【典例5】微粒的结构示意图是化学知识的一种表示方式,已知下图是某粒子R的结构示意图。下列说法错误的是
A.当x-y=10时, 该粒子为原子
B.当x-y<10时, 该粒子为阴离子
C.若该结构示意图表示的粒子是R⁻,则x=10+y+1
D.该微粒的化学性质与y的数值有关
【答案】C
【详解】A、原子中质子数=电子数,当x-y=10时,则x=10+y,则该粒子属于原子,选项正确;
B、阴离子中质子数<电子数,当x-y<10时,则x<10+y,则该粒子属于阴离子,选项正确;
C、若该结构示意图表示的粒子是R⁻,电子数比质子数大1,则x+1=10+y,x=10+y-1,选项错误;
D、最外层电子数决定化学性质,该微粒的化学性质与y的数值有关,选项正确;
故选C。
【变式5-1】如图是四种粒子的结构示意图,其中属于稳定结构的原子是
A.④ B.①③ C.②④ D.②
【答案】D
【详解】稳定结构的原子需同时满足两个条件:①质子数等于核外电子总数;②为稳定结构:最外层电子数为8(只有1个电子层时为2)。
①:质子数=核外电子数=6,属于原子,但最外层电子数为4,不是稳定结构;
②:质子数=核外电子数=2,属于原子,仅1个电子层且最外层电子数为2,是稳定结构;
③:质子数=核外电子数=14,属于原子,但最外层电子数为4,不是稳定结构;
④:质子数17≠核外电子数18,属于离子,不符合要求。
综上只有②符合题意。
故选D。
【变式5-2】请根据下列粒子结构示意图回答问题。
(1)图F是溴的原子结构示意图,X=______。
(2)图中A~E具有相对稳定结构的是______(填字母序号),粒子C是______(填“原子”、“阳离子”或“阴离子”)。
(3)A~E中化学性质相似的原子是______,因为它们的______相同。
【答案】(1)7
(2) BC 阳离子
(3) AD 最外层电子数
【详解】(1)在原子中,质子数=核外电子数,则x=35-2-8-18=7;
(2)最外层电子数为8(只有一个电子层时为2)的结构属于稳定结构,图中A~E具有相对稳定结构的是BC;
C粒子质子数>电子数,属于阳离子;
(3)原子中质子数=电子数,故A~E中属于原子为A、D、E、F,其中A、D最外层电子数相同,化学性质相似。
【变式5-3】(2025-2026九上·江西南昌·期末)用锶等材料制成的原子钟精准度极高,常被用于卫星的精准计时。如图1是锶原子的结构示意图,图2是几种粒子的结构示意图。结合图回答问题。
(1)图1中,___________。
(2)图2中,若E粒子带2个单位负电荷,则___________,该粒子符号为___________。
(3)图2中,与锶原子化学性质相似的原子是___________ 填字母。
(4)A~D在化学反应中易失电子的是___________ 填字母。
【答案】(1)18
(2)8
(3)C
(4)C
【详解】(1)在原子中,质子数 = 核外电子数。锶原子的质子数为 38,核外电子排布为2、8、x、8、2,因此,解得x=18。
(2)E粒子核外电子数为,带2个单位负电荷,说明质子数比电子数少2,;
质子数为8的元素是氧(O),该粒子为氧离子,符号为。
(3)元素的化学性质主要由最外层电子数决定,一般来说,最外层电子数相同,化学性质相似。锶原子最外层电子数为2,图2中A、B、C、D、E的最外层电子数分别是2、6、2、7、8,但A最外层属于稳定结构,因此与锶原子化学性质相似的原子是C。
(4)A(氦原子):最外层2个电子,属于稳定结构,不易得失电子。
B(氧原子):最外层6个电子,易得2个电子达到稳定结构。
C(镁原子):最外层2个电子,易失去2个电子。
D(氯原子):最外层7个电子,易得1个电子达到稳定结构。
因此,在化学反应中易失电子的是C。
▌题型06 原子结构示意图的认识
粒子结构图各部分的含义:
①圆圈内的数字:表示原子的 质子数 ;
②+:表示原子核的 电性 ;
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 。
【典例6】元素X的原子结构示意图如图,下列说法错误的是
A.X原子核外电子数为11
B.该原子相对原子质量为11
C.X原子总共有3个电子层
D.该原子在化学反应中容易失去一个电子
【答案】B
【详解】A、由原子结构示意图可知,X原子核外电子数为2+8+1=11,故A选项不符合题意;
B、相对原子质量≈质子数+中子数,根据原子结构示意图无法确定原子的相对原子质量,故B选项符合题意;
C、由原子结构示意图可知,X原子总共有3个电子层,故C选项不符合题意;
D、由原子结构示意图可知,该原子的最外层电子数为1,小于4,在化学变化中易失去一个电子,故D选项不符合题意。
故选B。
【变式6-1】铍(Be)是“神舟21号”飞船轻质高强部件的原料之一,下图是其原子结构示意图。下列说法正确的是
A.铍原子有两个电子层 B.Be的核外电子不带电
C.Be 含有的质子数是8 D.Be 的原子质量为4g
【答案】A
【详解】A、根据原子结构示意图可知,铍原子有两个电子层,故选项说法正确;
B、Be的核外电子带负电,故选项说法错误;
C、Be的质子数等于核电荷数,为4,故选项说法错误;
D、Be的相对原子质量约为9,而不是4g,故选项说法错误。
故选:A。
【变式6-2】用原子结构示意图可简明、方便地表示原子的结构。如图是铝原子的结构示意图,下列说法不正确的是
A.铝原子核外有3个电子层 B.铝原子的核电荷数为13
C.铝原子的最外层电子数为3 D.铝原子易失去电子形成阴离子
【答案】D
【详解】A、由铝原子的结构示意图可知,铝原子核外有3个电子层,说法正确;
B、由铝原子的结构示意图可知,圆圈内的数字表示质子数,则铝原子的质子数为13,说法正确;
C、由铝原子的结构示意图可知,铝原子核外有3个电子层,说法正确;
D、铝原子的最外层电子数为3,小于4,在化学变化中易失电子,形成阳离子,说法错误;
答案:D。
【变式6-3】(2026·山西朔州·二模)南京大学课题组制备的大面积全钙钛矿叠层光伏电池,光电转化效率刷新了该项目的世界纪录。钛的原子结构示意图如下,其中数字“22”为钛的
A.中子数 B.核电荷数
C.相对原子质量 D.最外层电子数
【答案】B
【详解】原子结构示意图中,圆圈及圈内数字表示原子核及核电荷数(或质子数),弧线表示电子层,弧线上数字表示各层上电子数,则数字“22”为钛的核电荷数,故选B。
▌题型07 离子的概念及形成
1.定义:带电的原子(或原子团)叫做离子,离子也是构成物质的一种微观粒子。
2.形成:在某些化学变化中,电中性的原子会因得到或失去电子而成为带电荷的微观粒子,这种带电荷的微观粒子称为离子。
【典例7】(2025-2026八上·山东德州·期末)下列关于离子的叙述中,正确的是
A.离子不可以直接构成物质
B.原子能变成离子,但离子不能变成原子
C.离子一定是带电荷的原子
D.原子得到或失去电子变成离子后,质量几乎不变
【答案】D
【详解】A、离子可以直接构成物质,例如氯化钠是由钠离子和氯离子构成的,故A选项不符合题意;
B、原子能变成离子,离子也能变成原子,例如钠原子失去电子变成钠离子,钠离子得到电子可以变成钠原子,故B选项不符合题意;
C、离子是带电荷的原子或原子团,并非一定是带电荷的原子,故C选项不符合题意;
D、电子的质量很小,约为质子或中子质量的,所以原子得到或失去电子变成离子后,质量几乎不变,故D选项符合题意。
故选D。
【变式7-1】(2026·江西抚州·三模)下列物质由离子构成的是
A.氖气 B.氯化钠 C.金刚石 D.氯化氢
【答案】B
【详解】A. 氖气属于稀有气体,由氖原子直接构成,错误。
B. 氯化钠是钠(活泼金属)和氯(活泼非金属)形成的离子化合物,由和构成,正确。
C. 金刚石是碳的固态非金属单质,由碳原子直接构成,错误。
D. 氯化氢是共价化合物,由氯化氢分子构成,错误。
【变式7-2】(2026·河南开封·三模)微观粒子是构成一切物质的基本单元。下列物质由离子直接构成的是
A.金刚石 B.水 C.氯化钠 D.氧气
【答案】C
【详解】A.金刚石由碳原子构成;
B.水由水分子构成;
C.氯化钠由钠离子和氯离子构成;
D.氧气由氧分子构成。
故选C。
【变式7-3】(2026·辽宁盘锦·三模)物质是由微观粒子构成的。下列物质是由离子构成的是
A.氯化氢 B.铜 C.氯化镁 D.氧气
【答案】C
【详解】A.氯化氢仅由非金属元素组成,属于共价化合物,由氯化氢分子构成,错误;
B.铜属于金属单质,由铜原子直接构成,错误;
C.氯化镁由活泼金属镁和活泼非金属氯组成,属于离子化合物,由和构成,正确;
D.氧气属于气态非金属单质,由氧分子()构成,错误。
▌题型08 离子的表示方法
1.离子的表示方法:
(1)位置:在元素符号右上角标明所带的电荷数和电性。
(2)先后:电荷数在前(电荷数为1时,1省略不写),电性在后(“+”表示带正电荷,“-”表示带负电荷)。如:K+、Ca2+、S2− 等。
2.离子符号的含义:表示一种离子及一个离子所带的电荷数
【典例8】(2026·山西晋城·二模)我国生产的歼-20隐形战机发动机喷口的材料中加入了稀土金属铼(元素符号为Re)。如图是铼的原子结构示意图,推测铼离子的符号为
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】由铼的原子结构示意图可知,其最外层电子数为2,小于4,反应中易失去2个电子,形成带2个单位正电荷的阳离子,离子符号为。
【变式8-1】(2026·广西柳州·二模)如图是某微粒的结构示意图,下列有关说法错误的是
A.该微粒的质子数是12 B.该微粒表示的是阴离子
C.该微粒的符号为Mg2+ D.该微粒电子层结构属于稳定结构
【答案】B
【详解】A.结构示意图中圆圈内数字为质子数,因此该微粒质子数为12,正确;
B.该微粒核外电子总数为,质子数大于核外电子数,属于带正电的阳离子,不是阴离子,错误;
C.质子数12对应镁元素,该微粒是镁原子失去2个电子形成的镁离子,符号为,正确;
D.该微粒最外层电子数为8,属于相对稳定结构,正确。
【变式8-2】(2025-2026九上·广东湛江·期末)已知某离子的核外电子总数比其质子数大,且质子数比其离子最外层电子数大9.该粒子符号可能为
A. B. C. D.
【答案】B
【分析】核外电子总数>质子数,该粒子是阴离子(原子得电子后,电子数多于质子数),质子数 - 离子最外层电子数 = 9。
【详解】 A、是阳离子,核外电子数(18)<质子数(19),不满足“电子数> 质子数” 的条件, 不符合。
B、是阴离子,核外电子数(18)>质子数(17),满足第一个条件,的最外层电子数为 8,质子数(17)- 最外层电子数(8)= 9,满足第二个条件,符合。
C、这种离子在化学中不存在(硫的常见阴离子为),直接排除,即使假设存在,质子数(16)-最外层电子数(7)= 9,但该离子不稳定,不符合。
D、是阳离子,核外电子数(19)<质子数(20),不满足“电子数> 质子数”的条件,且这种离子在化学中不存在(钙的常见阳离子为),不符合。
故选:B。
【变式8-3】(2025-2026九上·重庆·期中)某微观粒子的结构示意图为,下列说法正确的是
A.当时,该微观粒子一定是氯原子
B.当时,该微观粒子一定是氩原子
C.若,该微观粒子带正电荷
D.若,该微观粒子可能是
【答案】C
【详解】A、当X=17时,若Y=7时,质子数等于电子数,该微观粒子是氯原子,而当Y=8时,质子数小于电子数,该微观粒子是氯离子,此选项错误;
B、当Y=8时,若X=18时,质子数等于电子数,该微观粒子是氩原子,若X为其他数值时,质子数不等于电子数,该微观粒子可能是其他离子,此选项错误;
C、若X-Y>10,即X>10+Y,质子数大于电子数,则该微观粒子一定带正电荷,此选项正确;
D、若X<10+Y,则该微观粒子可能带负电荷,是阴离子,但核外只有2个电子层,与题中3个电子层的结构示意图不符,故该粒子不可能是,此选项错误。
故选:C。
▌题型09 离子中各微粒的数值关系
1.阴离子:质子数+电荷数=核外电子数
2.阳离子:质子数-电荷数=核外电子数
【典例9】(2025-2026八上·山东德州·期末)已知某粒子符号为,其核外电子数为n,则其质子数为________。
【答案】n+m
【详解】对于阳离子Rm+,它是原子失去m个电子后形成的。
设其质子数为x,因为原子中质子数=核外电子数,当原子失去m个电子形成阳离子时,阳离子的核外电子数=质子数−失去电子数,即n=x−m,所以x=n+m。
【变式9-1】(2025-2026八上·黑龙江绥化·期末)某元素R,其原子相对原子质量近似值为x,原子核内中子数为y,则离子的核外电子总数为_________。
【答案】x-y-2
【详解】在原子中,相对原子质量质子数+中子数,已知某元素R,其原子相对原子质量近似值为x,原子核内中子数为y,则R原子的质子数为,在原子中,质子数=核外电子数,则R原子的核外电子数为,R原子失去2个电子形成离子,故离子的核外电子总数为。
【变式9-2】某微观粒子的结构示意图为(),下列说法正确的是
A.当X=17时,该微观粒子一定是氯原子
B.当Y=8时,该微观粒子一定是氩原子
C.若,该微观粒子一定带负电荷
D.若,该微观粒子一定是阴离子
【答案】D
【详解】A、当X=17时,若Y=7时,质子数等于电子数,该微观粒子是氯原子;而当Y=8时,质子数小于电子数,该微观粒子是氯离子。此选项错误。
B、当Y=8时,若X=18时,质子数等于电子数,该微观粒子是氩原子;若X为其他数值时,质子数不等电子数,该微观粒子可能是其他离子。此选项错误。
C、若X-Y>10,即X>10+Y,质子数大于电子数,则该微观粒子一定带正电荷。此选项错误。
D、若X<10+Y,质子数小于电子数,该微观粒子一定带负电荷,是阴离子。此选项正确。
故选D。
【变式9-3】根据下列粒子结构示意图,回答问题。
(1)D所示粒子在化学反应中容易______(填“得到”或“失去”)电子形成离子。其离子符号是______。
(2)A~E中具有相对稳定结构的粒子是______(填序号)。
(3)钙原子的核外电子分层排布为如图所示,则钙原子与图中______(填序号)粒子具有相似的化学性质。
(4)A~E所示粒子中属于阳离子的是______(填序号),若F为原子,______,若F为离子,其化学符号为______。
(5)食盐的主要成分是氯化钠,氯化钠是由______构成的。
【答案】(1) 失去 Mg2+
(2)ABC
(3)D
(4) C 6 S2-
(5)钠离子和氯离子
【详解】(1)质子数=原子序数,D粒子的质子数为12,12号元素是镁元素,D粒子中,质子数=核外电子数,表示镁原子,镁原子的最外层电子数为2,小于4,在化学反应中容易失去最外层2个电子,从而带上2个单位的正电荷,形成Mg2+;
(2)A粒子的最外层电子数为2,且只有一个电子层,达到了相对稳定结构,B粒子和C粒子的最外层电子数均是8,均达到了相对稳定结构,故填:ABC;
(3)钙原子与D原子的最外层电子数相同,均是2,化学性质相似,A粒子中质子数=核外电子数,表示原子,A原子的最外层电子数也是2,但是A原子只有一个电子层,达到了相对稳定结构,而钙原子在化学反应中容易失去电子,两者化学性质不相似,故填:D;
(4)C粒子中质子数大于核外电子数,表示阳离子;
若F为原子,在原子中,质子数=核外电子数,则16=2+8+m,m=6;
若F为离子,则m=8,质子数=原子序数,该粒子的质子数为16,16号元素是硫元素,则该离子是硫离子,硫离子是其原子得到2个电子后形成的,从而带上2个单位的负电荷,故硫离子表示为:S2-;
(5)氯化钠是由金属元素和非金属元素组成的化合物,由钠离子和氯离子构成。
▌题型10 离子结构示意图的认识
粒子结构图各部分的含义:
①圆圈内的数字:表示原子的 质子数 ;
②+:表示原子核的 电性 ;
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 。
【典例10】下列微粒结构示意图中,表示阴离子的是
A.B.C. D.
【答案】A
【详解】A.质子数为9,核外电子总数为,满足,属于阴离子,符合要求。
B.质子数为10,核外电子总数为,二者相等,属于原子,不符合。
C.质子数为11,核外电子总数为,满足,属于阳离子,不符合。
D.质子数为12,核外电子总数为,满足,属于阳离子,不符合。
【变式10-1】(2026·山西晋城·一模)下列各粒子中,属于阴离子的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A、质子数 = 核外电子数 = 8,为原子,故选项错误;
B、质子数 = 9,核外电子数 = 10,质子数 < 核外电子数,为阴离子,故选项正确;
C、质子数 = 核外电子数 = 10,为原子,故选项错误;
D、质子数 = 11,核外电子数 = 10,质子数 > 核外电子数,为阳离子,故选项错误;
故选B。
【变式10-2】(2025-2026九上·湖南长沙·期末)下列微粒结构示意图中,表示阳离子的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】根据: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;
A、质子数12,核外电子总数10,质子数>核外电子数,为阳离子,选项正确;
B、质子数=8,核外电子数=10,质子数<核外电子数,为阴离子,选项错误;
C、质子数=核外电子数=12,质子数=核外电子数,为原子,选项错误;
D、质子数=核外电子数=13,质子数=核外电子数,为原子,选项错误;
故选:A。
【变式10-3】(2025-2026八下·山东潍坊·期中)建立宏观、微观和符号之间的相互联系是化学学科的特点。
如图1是钙(Ca)原子的结构示意图,图2是几种粒子的结构示意图。结合图回答问题。
(1)图1中,_____。
(2)图2中,若E粒子带3个单位正电荷,则X=______,该粒子符号为_____。
(3)图2中,与钙原子化学性质相似的原子是_____(填字母)。
(4)A~D在化学反应中易得电子的是_____(填字母)。
【答案】(1)8
(2)13
(3)C
(4)BD
【详解】(1)原子中质子数=核外电子总数,钙原子质子数为20,因此,解得。
(2)E带3个单位正电荷,说明其失去3个电子后核外电子数为,因此质子数,对应铝元素,带3个正电荷的铝离子符号为。
(3)元素化学性质由最外层电子数决定,钙原子最外层电子数为2;A是氦原子,最外层2个电子为稳定结构,化学性质稳定;C是镁原子,最外层电子数也为2,和钙化学性质相似。
(4)最外层电子数大于4的原子在化学反应中易得电子,B最外层有6个电子、D最外层有7个电子,均大于4,易得电子。
▌题型11 离子与原子的区别和联系
原子
离子
阳离子
阴离子
结构
质子数=电子数
质子数>电子数
质子数<电子数
电性
不带电
带正电
带负电
联系
原子(或原子团)得到电子变为阴离子,失去电子变为阳离子
原子(或原子团)可以通过得失电子变成离子,离子也可以通过得失电子变成原子
原子形成离子过程中的变化
(1)金属原子失去最外层电子形成阳离子,电子层数减少1层;
(2)非金属原子得到电子形成阴离子,电子层数不改变。
(3)离子形成过程中,原子质子数不变,所以原子的种类不变;核外电子数改变,最外层电子数改变,化学性质改变。
【典例11】某兴趣小组在“制作模型表示物质的结构”实践活动中,制作了各种微观粒子的模型。比较钠原子和钠离子,下列说法错误的是
A.质子数相同
B.所带电荷数相同
C.钠原子可以转化为钠离子
D.均由原子核和核外电子构成
【答案】B
【详解】A. 钠原子和钠离子属于同种钠元素,质子数均为11,二者质子数相同,表述正确。
B. 粒子所带净电荷数满足公式净电荷数 = 质子数 - 核外电子数:钠原子净电荷数为11-11=0,呈电中性;钠离子净电荷数为11-10=+1,带1个单位正电荷,二者所带电荷数不同,表述错误,符合题意。
C. 钠原子失去最外层1个电子即可转化为钠离子,表述正确。
D. 钠原子、钠离子均由原子核和核外电子构成,表述正确。
【变式11-1】钠离子电池是下一代储能技术的有力竞争者。如图是钠原子(Na)和钠离子()的结构示意图。下列说法正确的是
A.两者质子数不同
B.两者化学性质相似
C.的电子层数为2
D.Na在化学反应中易得到电子
【答案】C
【详解】A、钠原子失去电子形成钠离子的过程中质子数不变,二者质子数均为11,该选项错误。
B、粒子的化学性质由最外层电子数决定,钠原子最外层电子数为1,钠离子最外层电子数为8,二者化学性质不相似,该选项错误。
C、由钠离子的结构示意图可知,其核外电子层数为2,该选项正确。
D、钠原子最外层电子数为1,小于4,在化学反应中易失去电子,而非得到电子,该选项错误。
【变式11-2】(2025-2026九上·北京西城·期末)离子推进器工作时,氙原子失去电子变为氙离子,再用电极对氙离子加速并喷射出去。下列关于氙离子的说法中正确的是
A.不显电性 B.质子数小于核外电子数
C.质量与氙原子几乎相等 D.在电场中受正极吸引
【答案】C
【详解】氙原子失去电子形成氙离子,这个过程中:
A、氙离子带正电,不是 “不显电性” ,该说法错误。
B、氙离子是原子失去电子形成的,质子数大于核外电子数,该说法错误。
C、电子质量极小,可忽略不计,因此氙离子的质量与氙原子几乎相等,该说法正确。
D、氙离子带正电,在电场中会受负极吸引,而非正极,该说法错误。
故选C。
【变式11-3】(2026·辽宁锦州·二模)在镁原子变成镁离子()的过程中,一定发生变化的是
A.电子数 B.质子数 C.中子数 D.核电荷数
【答案】A
【详解】镁原子失去最外层2个电子形成镁离子,电子数一定发生变化,反应过程中原子核始终保持不变,则质子数、中子数、核电荷数不会发生变化。
▌题型12 相对原子质量的概念与计算
1.相对原子质量(Ar):以一种碳原子质量的1/12(1.66×10-27kg)作为基准,其他原子的质量与这一基准的比,称为这种原子的相对原子质量(符号为Ar )。
2.相对原子质量表达式:
3.相对分子质量(Mr):分子是由原子结合而成的,我们可以用相对分子质量表示分子质量的相对大小;相对分子质量(Mr)等于构成分子的各原子的相对原子质量(Ar)的总和。
4.相对原子质量≈质子数+中子数
【典例12】(2025-2026八上·山东威海·期末)科学家用钙原子(质子数为20)轰击镅原子(质子数为95),成功合成了新原子。经测定,新原子的核电荷数为114,相对原子质量为289,其中子数为
A.175 B.114 C.61 D.289
【答案】A
【详解】A、中子数=相对原子质量−质子数,则新原子的中子数为,该选项正确。
B、114是新原子的核电荷数(即质子数),不是中子数,该选项错误。
C、61既不是质子数,也不是中子数,它与题目给出的轰击原子(钙、镅)的质子数无直接关联,该选项错误。
D、289是新原子的相对原子质量,不是中子数,该选项错误。
故选:A。
【变式12-1】(2025-2026八下·山东潍坊·期中)主持测定铟、铱、锑等相对原子质量数据的科学家是
A.张青莲 B.屠呦呦 C.拉瓦锡 D.闵恩泽
【答案】A
【详解】A、张青莲是我国为相对原子质量测定作出卓越贡献的科学家,主持测定了铟、铱、锑等多种元素的相对原子质量新值,该选项正确。
B、屠呦呦的核心贡献是发现治疗疟疾的青蒿素,与相对原子质量测定无关,该选项错误。
C、拉瓦锡的主要贡献是通过实验得出空气的组成、验证质量守恒定律等,与题干内容无关,该选项错误。
D、闵恩泽是石油化工催化剂领域专家,与相对原子质量测定无关,该选项错误。
【变式12-2】计算:
(1)标准钠原子的相对原子质量为23,核电荷数为11,其中子数是_____,其电子数是______。
(2)已知某原子的质量为,碳-12原子的质量为,则该原子的相对原子质量为______?(写出对应的计算过程,结果保留整数)
【答案】(1) 12 11
(2)
【详解】(1)原子中,核电荷数=质子数=核外电子数,相对原子质量≈质子数+中子数。 钠原子核电荷数为11,因此质子数和核外电子数都为11,中子数。
(2)相对原子质量是以碳-12原子质量的1/12为标准,某原子的实际质量和该标准的比值,按照公式代入计算即可。
【变式12-3】(2026·江苏扬州·二模)科学家用碳-14衰变规律断代纪年。C-14原子与C-12原子相同的是
A.原子核 B.相对质量 C.质子数 D.中子数
【答案】C
【分析】C-12和C-14是碳元素的两种同位素,解题核心依据为:同种元素质子数相同,同位素的中子数不同。
【详解】A.原子核由质子和中子构成,中子数不同则原子核组成不同,表述错误。
B.二者相对原子质量分别约为12、14,相对质量不同,表述错误。
C.碳元素的质子数恒为6,因此二者质子数相同,表述正确。
D.根据,可得C-12中子数为,C-14中子数为,二者中子数不同,表述错误。
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