专题2 第三单元 第1课时 人类认识原子结构的历程 原子核的构成（配套教参Word）-【步步高】2025-2026学年高一化学必修第一册学习笔记（苏教版 闽桂蒙陕冀专版）

本讲义聚焦“人类认识原子结构的历程”与“原子核的构成”核心知识点，系统梳理从德谟克利特古代原子论，到道尔顿原子学说、汤姆生“葡萄干面包式”模型、卢瑟福“行星模型”、玻尔量子轨道模型，直至现代电子云模型的演变脉络，同时构建原子构成（质子、中子、电子）、元素、核素、同位素的概念体系，形成从历史发展到微观结构的学习支架。 资料以“问题驱动-证据推理-模型建构”为主线，通过卢瑟福α粒子散射实验现象分析、氢核素表格对比等设计，培养学生科学思维中的证据推理与模型认知能力。结合同位素在医疗、考古等领域的应用实例，渗透科学态度与责任。课中思考问题引导探究，课后课时对点练覆盖不同题型，助力教师教学效果提升与学生查漏补缺。

第三单元　人类对原子结构的认识 第1课时　人类认识原子结构的历程　原子核的构成 [核心素养发展目标]　1.了解原子结构模型的演变，培养探索未知、崇尚真理的意识。2.熟知原子的构成，会正确计算微粒的质量数、质子数、中子数。3.知道元素、核素、同位素的概念，并了解它们之间的关系。 一、人类认识原子结构的历程 1.德谟克利特 古希腊哲学家德谟克利特指出，物质是由不可分割的微粒(即“原子”)构成的。 2.道尔顿 19世纪初，英国科学家道尔顿提出原子学说，认为物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，它们在化学变化中不可再分割。 3.汤姆生 19世纪末，英国物理学家汤姆生发现原子中存在电子，推测这种粒子是均匀地嵌在云状的正电荷球体中，提出“葡萄干面包式”的原子结构模型。 4.卢瑟福 英国物理学家卢瑟福推测原子核带正电，电子在其周围高速运动，就像行星围绕太阳运转一样，即“有核模型”或“行星模型”。 5.玻尔 1913年，丹麦物理学家玻尔引入量子论观点。他提出新的原子结构模型：原子核外，电子在一系列稳定的轨道上运动，每个轨道都具有一个确定的能量值；核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。 6.现代原子结构学说——电子云模型 原子结构理论在20世纪末和21世纪初又有了新的飞速发展。 思考　卢瑟福用α粒子轰击金箔的实验，推翻了汤姆生提出的原子结构模型，为建立现代原子理论打下了基础。 现象1：大多数α粒子能穿透金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。 请你根据原子结构认识，分析以上现象原因。 提示　现象1：由于原子核很小，原子内部有很大空间，所以大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向； 现象2：原子核带正电，α粒子途经金原子核附近时，受到斥力而改变了运动方向； 现象3：金原子核质量比α粒子大很多，且体积很小，极少数α粒子由于撞击到了金原子核被弹回。 1.判断正误 (1)模型本质上是科学家描述事物的原型，解释和预测未知现象的一种思维方式(　　) (2)从原子结构模型的发展历程可以看出，一些理论会随着人们知识的积累和方法与技术的积累而不断完善或改进(　　) (3)英国物理学家汤姆生认为正、负电荷均匀地分布在原子中(　　) (4)随着科学技术的发展，人们对微观世界的认识逐渐清晰和深化(　　) 答案　(1)√　(2)√　(3)√　(4)√ 2.(2024·河北保定高一上期末)人类对微观本质的认识，经历了漫长的探究过程。下列说法错误的是(　　) A.道尔顿提出了原子学说，认为原子不能被创造，在化学反应中不可再分 B.卢瑟福提出了带核的原子结构模型 C.汤姆生发现了原子中电子的存在 D.玻尔发现氢原子的光谱是连续的，并提出了新的原子结构模型 答案　D 二、原子核的构成 1.原子的构成 (1)结构 原子 (2)原子中的数量关系：核外电子数=核电荷数=质子数=原子序数。 2.元素、核素、同位素 (1)元素 具有相同质子数的同一类原子的总称，同种元素可有多种不同的核素。 (2)核素 ①概念：具有一定质子数和一定中子数的原子。 ②表示方法：X A：质量数，Z：质子数，A(质量数)=Z(质子数)+N(中子数)。 ③氢元素的三种核素 H(氕) H(氘) H(氚) 俗称 - 重氢 超重氢 符号 H D T 质子数 1 1 1 中子数 0 1 2 思考1　将下列有关原子的质子数和中子数之和填入下表，与相对原子质量作比较，你能得出什么结论？ 原子 质子数(Z) 中子数(N) 质子数+中子数(A) 相对原子质量 F 9 10 19 18.998 F Na 11 12 23 22.990 Na Al 13 14 27 26.982 Al 结论：原子的质子数和中子数之和近似等于其相对原子质量。 (3)同位素 ①质子数相同、质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素，同位素的化学性质几乎相同，物理性质相差较大。 ②同位素的应用 同位素的应用已遍及医学、工业、农业、考古和环境等众多领域。如：利用同位素的放射性进行医疗诊断、14C用于考古断代、H、H可制造氢弹。 思考2　核武器是利用能自持进行核裂变或聚变反应释放的能量，产生爆炸作用，并具有大规模杀伤破坏效应的武器的总称。其中主要利用铀⁃235(235U)或钚⁃239(239Pu)等重原子核的裂变链式反应原理制成的裂变武器，通常称为原子弹；主要利用重氢(2H，氘)或超重氢(3H，氚)等轻原子核的热核反应原理制成的热核武器或聚变武器，通常称为氢弹。 (1)问题一：235U与234U、238U属于什么关系？ (2)问题二：2H2与3H2互为同位素吗？原因是什么？ (3)问题三：原子弹爆炸是化学变化吗？ 提示　(1)235U与234U、238U是质子数相同的不同原子，三者互为同位素。 (2)不是。2H2与3H2是分子，不互为同位素。 (3)原子弹爆炸没有新物质生成，只是原子裂变生成了新原子，不是化学变化。 1.判断正误 (1)质子数相同的粒子一定属于同种元素(　　) (2)电子数相同的粒子不一定是同种元素(　　) (3)质量数就是元素的相对原子质量(　　) (4)一种元素只能有一种质量数(　　) (5)一种单质中可能含有多种核素，如O2中可能含16O、17O、18O三种核素(　　) (6)同位素的化学性质基本相同，物理性质不同(　　) 答案　(1)×　(2)√　(3)×　(4)×　(5)√　(6)√ 2.(2025·河北邯郸段考)关于一种新微粒Hf，下列说法不正确的是(　　) A.Hf元素的相对原子质量为185 B.是一种新的原子 C.其原子核内有113个中子 D.其核外有72个电子 答案　A 解析　元素的相对原子质量是该元素的各种同位素原子所占的百分比算出的平均值，Hf元素的其他同位素及原子个数百分含量未知，无法求出其相对原子质量，A错误；Hf是一种新微粒，则是一种新的原子，B正确；中子数为185-72=113，C正确；核外电子数=质子数，该核素的核外电子数是72，D正确。 3.(2025·福建泉州段考)在离子中，共有x个核外电子，R原子的质量数为a，则R原子核内含有中子的数目是(　　) A.x-23 B.x-25 C.a-x-23 D.a-x+25 答案　D 解析　在R离子中含有x个电子，则R离子失去1个电子之后含有(x-1)个电子，因为氧原子含8个电子，故R原子含电子(x-1-3×8)个，由此得出R原子含质子数为x-25，所以R的中子数为a-(x-25)=a-x+25，故选D。 (1)一个信息丰富的符号解读 (2)粒子中的电性关系 ①分子或原子：质子数=核电荷数=核外电子数 ②阳离子(Xn+)：质子数=核电荷数=核外电子数+n ③阴离子(Xn-)：质子数=核电荷数=核外电子数-n 课时对点练 [分值：100分] [1~9题，每小题4分] 题组一　人类认识原子结构的历程 1.人类探索自然界奥秘的一个重要方面是研究物质的微观结构。提出分子学说的科学家是(　　) A.道尔顿 B.汤姆生 C.阿伏加德罗 D.门捷列夫 答案　C 解析　英国科学家道尔顿提出原子学说；汤姆生发现了电子，提出了“葡萄干面包式”的原子结构模型；意大利科学家阿伏加德罗提出分子学说；门捷列夫发现元素周期律并编制出元素周期表。 2.(2025·上海期末)下列说法正确的是(　　) A.从原子结构模型的发展历程可以看出，一些理论会随着人们知识的积累和方法与技术的积累而不断完善或改进 B.汤姆生通过阴极射线发现电子后，提出了“有核模型” C.卢瑟福根据α粒子散射现象，提出了“葡萄干面包”的原子结构模型 D.泰勒根据氢原子光谱，引入量子论观点，提出了“原子轨道模型” 答案　A 解析　汤姆生提出“葡萄干面包式”的原子结构模型，B错误；卢瑟福提出了“有核模型”，C错误；玻尔根据氢原子光谱，引入量子论观点，提出“原子轨道模型”，D错误。 题组二　原子核的构成 3.(2025·河北沧州期末)下列微粒中，中子数相同的一组是(　　) A.O、F B.O、C C.Na、Na+ D.Mg、Mg 答案　C 解析O中子数为10，F中子数为9，两者中子数不同，A错误；O中子数为10，C中子数为6，两者中子数不同，B错误；Na、Na+中子数都是12，中子数相同，C正确；Mg中子数为13，Mg中子数为12，两者中子数不同，D错误。 4.(2024·河南平顶山期末)13C⁃NMR(核磁共振)、15N⁃NMR可用于测定蛋白质，核酸等生物大分子的空间结构，瑞士科学家库尔特、维特里希等人为此获得了诺贝尔化学奖。下列有关元素的说法正确的是(　　) A.Ti和Ti互为同位素 B.12C与金刚石互为同素异形体 CH、H、H为同一种核素 D.15N的质量数为核外电子数与原子序数之和 答案　A 解析　Ti和Ti是同种元素的不同原子，互为同位素，A正确；12C是碳元素的一种核素，属于原子，不是单质，与金刚石不互为同素异形体，B错误；HH、H为氢元素的三种不同的核素，互为同位素，C错误；15N的质量数为质子数和中子数之和，D错误。 5.(2024·福建泉州期中)俄罗斯杜布纳核联合研究所和美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的科学家利用回旋加速器进行实验，用具有20个质子的钙元素的同位素反复轰击含95个质子的镅元素，结果4次成功制成4个第115号元素的原子。这4个原子在生成数微秒后衰变成第113号元素。前者的一种核素为X。下列有关叙述不正确的是(　　) A.115号元素衰变成113号元素是物理变化 B.核素X中中子数与质子数之差为174 C.113号元素原子核外有113个电子 D.241Am与243Am两者的化学性质相似 答案　B 解析　化学变化中元素的种类不变，而115号元素衰变成113号元素是有新元素形成，是核反应，属于物理变化，A正确；核素X的中子数为289-115=174，与质子数之差为59，B错误；质子数=原子序数=核外电子数，故113号元素原子核外有113个电子，C正确；241Am与243Am是同种元素，核外电子排布完全相同，故化学性质相似，D正确。 6.某X2-的核外共有36个电子，其质量数为79，则其核内的中子数为(　　) A.39 B.41 C.43 D.45 答案　D 解析　X2-的核外有36个电子，则其原子的核外电子数为36-2=34，其质子数也为34，核内中子数为79-34=45，故选D。 7.(2024·福州期中)离子中共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子的中子数为(　　) A.A-x-n-32 B.A-x-n-24 C.A-x+n+32 D.A-x+n+24 答案　C 解析　设R原子的质子数为a，则该阴离子核外电子数x=a+4×8+n，则R原子的质子数a=x-32-n，又因为R原子的质量数为A，故其中子数为A-a=A-x+32+n。 8.(2025·厦门段考)1956年，美籍华人科学家吴健雄用Co放射源进行实验验证了杨振宁和李政道的重要发现(此发现于1957年获得诺贝尔物理学奖)。Co的衰变方程为Co===+e-+，其中，是反中微子，它的电荷数为0，静止质量可认为是0，下列说法正确的是(　　) A.Co的质子数是27，中子数是60 B.根据质子守恒，Ni的质子数是27 C.衰变产物Ni的质量数是60 D.衰变方程是一种特殊的化学反应方程式 答案　C 解析　Co的质子数是27，中子数是60-27=33，A错误；是反中微子，它的电荷数为0，静止质量可认为是0，而Co=== +e-+，根据质子守恒，Ni的质量数A为60，质子数Z为28，B错误、C正确；衰变反应属于核变化，不属于化学反应，D错误。 9.15.8 g某钠盐Na2R含0.4 mol Na+，若R原子中含有16个质子，则R原子所含的中子数为(　　) A.16 B.17 C.32 D.33 答案　B 解析　由题意得：n(Na2R)==0.2 mol，则M(Na2R)==79 g·mol-1，M(R)=33 g·mol-1，即R的相对原子质量为33，与其质量数近似相等，其中子数=质量数-质子数=17，故选B。 [10~13题，每小题5分] 10.关于X和X+的叙述正确的是(　　) A.一定都是由质子、中子、电子组成的 B.化学性质几乎完全相同 C.核电荷数和核外电子数一定相等 D.质子数一定相同，质量数和中子数一定不相同 答案　D 解析　H只由质子、电子构成，A错误；X是原子，X+是阳离子，化学性质不相同，B错误；核电荷数相同，而核外电子数不相等，C错误；X与X+质子数一定相同，质量数前者小，中子数后者大，D正确。 11.(2024·河北承德高一期末)NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是(　　) A.100 g 98%的浓硫酸中所含氧原子数目为4NA B.18 g H218O含有的中子数为9NA C.常温常压下，22.4 L O2所含氧原子数为2NA D.1 mol·L-1 Mg(NO3)2溶液中含有N的数目为2NA 答案　B 解析　100 g 98%的浓硫酸中所含氧原子的物质的量是×4 mol+ mol= mol，数目为NA，A项错误；18 g H2 18O含有的中子的物质的量为×10 mol=9 mol，中子数为9NA，B项正确；常温常压下，22.4 L O2的物质的量不是1 mol，C项错误；溶液的体积不确定，其中含有N的数目不一定为2NA，D项错误。 12.(2024·河北邢台高一期末)对于符号：35Cl和37Cl、H2和D2、1O和2O。下列有关说法正确的是(　　) A.35Cl和37Cl是同种核素 B.H2和D2互称为同素异形体 C.1O和2O化学性质相同 D.35Cl和37Cl物理性质几乎完全相同 答案　C 解析　35Cl和37Cl的质子数相同、质量数不同，是同种元素的不同核素，互为同位素，物理性质不同，化学性质几乎完全相同，A、D错误；H2和D2均为氢分子，不互称为同素异形体，B错误；1O和2O均是水分子，化学性质相同，C正确。 13.某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子构成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是(　　) A.(A-N+m) mol B.(A-N) mol C.(A-N) mol D.(A-N+m) mol 答案　A 解析　 14.(20分)(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：　　　　。  (2)根据下列微粒回答问题：H、H、H、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2。 ①以上8种微粒中有　　　　　种核素，共包括　　　　　种元素。  ②互为同位素的是　　　　。  ③质量数相等的是　　　　和　　　　，中子数相等的是　　　　和　　　　。  (3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为　　　　；所含中子数之比为　　　　；所含电子数之比为　　　　。  答案　(1O　(2)①6　5　②H、H、H ③14C　14N　14C　16O　(3)23∶34　2∶3　11∶16 15.(24分)现有下列基本微粒： 1H、2H、3H、1H+、234U、235U、238U、14、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，请回答下列问题： (1)在给出的微粒中，含有　　　　种元素，属于氢元素的核素有　　　　种，属于铀元素的核素有　　　　种，互为同位素的原子分别是　　　　、　　　　。  (2)质量数相等的微粒为　　　　、　　　　、　　　　　。  (3)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为　　　　，可得　　　种不同的相对分子质量。  (4)0.1 mol 14中共含　　　　　mol中子，含　　　　　个电子。  答案　(1)7　3　3　1H、2H、3H　234U、235U、238U　(2)1H与1H+　40K与40Ca　14N与14C　(3)18　7 (4)2.1　2.2NA(或1.324 4×1024) 解析　(1)共有7种元素，氢元素中有1H、2H、3H三种核素，铀元素有234U、235U、238U三种核素，上述三种氢原子、三种铀原子各自互为同位素。(3)结合成水分子的种数：①每2个相同氢原子核素分别与3个氧原子结合成9种；②任意2个不同氢原子核素分别与3个氧原子结合成9种，共有18种；得到水分子的相对分子质量为18、19、20、21、22、23、24，共7种。(4)每个14中含质子数为7×3=21，中子数为(14-7)×3=21，电子数为22，则0.1 mol 14中含2.1 mol中子，含2.2NA或1.324 4×1024个电子。 学科网（北京）股份有限公司 $