2.3 人类对原子结构的认识（讲义）化学苏教版必修第一册

本讲义聚焦“人类对原子结构的认识”核心知识点，系统梳理原子结构模型从古代原子学说、道尔顿实心球模型到现代电子云模型的演变脉络，深入解析原子核构成（质子、中子、电子关系，质量数，元素、核素、同位素概念）、核外电子排布规律（电子层、能量最低原理、数量限制）及原子结构与元素性质的关联（最外层电子数决定化合价与化学性质），搭建完整认知支架。 该资料特色鲜明，通过“教材延伸”融入科学史启示，培养学生严谨的科学态度与责任，如结合卢瑟福α粒子散射实验理解核式模型建构。设置“随学随练”“活学活用”分层练习，助力科学思维养成，例同位素应用（14C考古）联系实际深化化学观念。课中辅助教师突破重难点，课后帮助学生巩固知识、查漏补缺，提升学习效果。

专题2 研究物质的基本方法 第三单元 人类对原子结构的认识 课标要点 1.知道原子结构模型的演变。 2.了解原子核的构成；认识元素、核素和同位素的含义。 3.了解元素原子核外电子排布的基本规律。 4.掌握元素化学性质与核外电子排布的规律。 学习重难点 重点：原子核的构成 难点：核外电子排布规律 原子和离子的核电荷数与电子数的关系 知识点 人类认识原子结构的历程 1．德谟克利特的古代原子学说 2．道尔顿的近代原子学说——实心球模型 英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的质量比例关系，提出了原子学说。认为物质由原子构成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割。 3．汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型 英国物理学家汤姆生他在1897年发现了原子中存在电子，并用实验方法测出了电子的质量。他推测这种粒子均匀地嵌在云状的正电荷球体中。 4．卢瑟福的带核原子结构模型 英国物理学家卢瑟福根据α粒子散射现象，提出了带核的原子结构模型。推测原子中心存在原子核，带正电，电子带负电，在其周围高速运行，就像行星围绕太阳运转一样。 5．玻尔的轨道原子结构模型 丹麦物理学家玻尔指出：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．电子云模型(现代原子结构学说) 20世纪初，科学家提出，原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用量子力学模型描述核外电子的运动。即现代量子力学模型（电子云模型）。 教材延伸 原子结构模型 （1）原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。 （2）目前，科学家已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。 （3）原子结构模型的演变过程对我们有何启示：①化学认识发展的形式与科学认识发展的形式一样,都是继承、积累、突破和革命；②实验方法是科学研究的一种重要方法,实验手段的不断进步是化学发展的一个关键；③科学研究、科学发现是无止境的。 随学随练 1．下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是 ①电子分层排布模型； ②“葡萄干布丁”模型； ③道尔顿原子学说； ④卢瑟福核式模型． A．①②④③ B．③②④① C．③②①④ D．③④②① 【答案】B 【解析】各原子结构模型的提出先后顺序如下：③道尔顿原子学说：19世纪初，道尔顿最先提出近代原子学说，认为原子是不可再分的实心球体。 ②“葡萄干布丁”模型：19世纪末汤姆孙发现电子后提出，认为原子中的正电荷均匀分布，电子像葡萄干镶嵌其中。 ④卢瑟福核式模型：1911年卢瑟福通过α粒子散射实验提出，认为原子的大部分质量和正电荷集中在原子核，电子绕核运动。 ①电子分层排布模型：1913年玻尔在核式模型基础上提出，引入量子化观点，认为电子在核外分层排布。 因此正确排序为③②④①，故选B。 2．英国物理学家卢瑟福在粒子散射实验的基础上，经过理论分析和计算，提出了核式原子模型，下列不是该模型观点的是 A．原子由原子核和核外电子构成 B．原子核带正电荷，位于原子的中心 C．电子带负电荷，在原子核周围空间做高速运动 D．原子是一个平均分布着正负电荷的中性原子 【答案】D 【解析】A．原子由原子核和核外电子构成是卢瑟福核式原子模型的核心观点之一，A不符合题意； B．原子核带正电荷且位于原子中心，原子的绝大多数质量和全部正电荷都集中在原子核上，属于核式模型观点，B不符合题意； C．电子带负电荷，在原子核外的空间做高速绕核运动，属于核式模型观点，C不符合题意； D．原子是平均分布着正负电荷的中性粒子是汤姆逊“葡萄干布丁”原子模型的观点，不属于卢瑟福核式模型的内容，D符合题意； 答案选D。 3．从古希腊的哲学思辨，到近代的科学实证，原子模型历经“葡萄干面包”、行星模型到量子力学的颠覆。如今，我们不仅能通过扫描隧道显微镜“看见”原子，更能将其操控，服务于量子计算与原子级制造。这部认知进化史，正是人类理性不断穿透物质本质的缩影。提出“葡萄干面包”模型的科学家是 A．墨子 B．汤姆生 C．道尔顿 D．卢瑟福 【答案】B 【解析】“葡萄干面包模型”由汤姆生提出，用于解释原子中正负电荷的分布；汤姆孙发现电子后，认为原子是一个带正电的球体，电子均匀分布其中（类似葡萄干嵌在面包中）；道尔顿的模型是早期实心球理论，卢瑟福提出的是核式行星模型，墨子未参与原子模型研究； 故答案选B。 知识点 原子核的构成 1．构成原子的微粒及其性质 原子 2．质量数 (1)概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。 (2)构成原子的粒子间的两个关系 ①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。 ②质子数＝核电荷数＝核外电子数=原子序数。 【问题1】　原子的质量数是否就是原子的相对原子质量？请举例说明。 【解析】不一定。如S的质量数为32，而硫原子的相对原子质量为32.06，两者数值上相近但不相等。 3．原子的表示方法 原子 质子数(Z) 中子数(N) 表示方法 F 9 10 F Na 11 12 Na Al 13 14 Al 【拓展】填写下列表格并思考离子的核外电子数、质子数、电荷数之间的关系。 粒子符号 质子数(Z) 质量数(A) 中子数(N) 电荷数 核外电子数 Na＋ 11 23 12 1 10 Cl－ 17 37 20 1 18 【结论】阳离子中核外电子数＝质子数－电荷数； 阴离子中核外电子数＝质子数＋电荷数。 5．元素、核素和同位素 (1)概念辨析： 元素：具有相同质子数的同一类原子的总称。 核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子。 同位素：质子数相同，质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素。 （2）氢元素的三种核素 原子符号 (X) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) H 氕 H或D 氘 H或T 氚 （3）氧元素的三种核素：O、O和O。 （4）碳元素的三种核素：C、C和C。 （5）铀元素有U、U、U等核素。 （6）同位素的应用 ①14C在考古工作中用于测定文物的年代； ②U用于制造原子弹、核发电； ③H、H用于制造氢弹； ④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。 教材延伸 (1)一个信息丰富的符号解读 X (2)粒子中的电性关系 ①分子或原子：质子数＝核外电子数 ②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n ③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n 随学随练 4．是重要的核工业原料，下列有关说法错误的是 A．核外有92个电子 B．质量数为235 C．含有92个中子 D．与互为同位素 【答案】C 【解析】A．原子中质子数等于核外电子数，的质子数为92，故核外有92个电子，A正确； B．核素符号左上角数字代表质量数，的质量数为235，B正确； C．中子数=质量数-质子数，的中子数为，不是92，C错误； D．与质子数相同、中子数不同，是同种元素的不同核素，互为同位素，D正确； 故选C。 5．下列关于原子的叙述中，正确的是 A．原子一定是由质子、中子、电子三种微粒构成 B．原子核带正电荷，电子带负电荷，因此原子是显电性的 C．原子的质量主要集中在原子核上 D．原子中质子数一定等于中子数 【答案】C 【解析】A．普通氢原子（氕）原子核内只有质子，没有中子，因此原子不一定由质子、中子、电子三种微粒构成，A错误； B．原子核与核外电子所带电量相等、电性相反，因此整个原子不显电性，B错误； C．核外电子质量极小，约为质子质量的，因此原子的质量主要集中在原子核上，C正确； D．原子中质子数一定等于核外电子数，但质子数不一定等于中子数，如中质子数为6，中子数为8，二者不相等，D错误； 故选C。 6．H、2H、3H、H+是 A．化学性质不同的氢原子 B．同一种氢原子 C．氢的四种同位素 D．氢元素的不同微粒 【答案】D 【解析】A．前三种是氢的不同核素，化学性质几乎完全相同，且是离子不属于氢原子，A错误； B．四种微粒中、、中子数不同，是不同的氢原子，是离子，不属于氢原子，B错误； C．同位素是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子，是离子，不属于同位素，C错误； D．四种微粒的质子数均为1，都属于氢元素的不同微粒，D正确； 故选D。 知识点 原子核外电子排布（重点） 1．电子层 (1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。 如图为电子层模型示意图： （2）电子层与其电子的能量 各电子层(由内到外) 序号(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 与原子核的距离 由近到远 能量 由低到高 2．原子核外电子排布的一般规律 (1)能量规律（能量最低原理） 核外电子总是尽可能先排布在能量最低的电子层上，然后依次由内向外排布在能量较高的电子层上。 (2)数量规律 ①第n层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为2、8、18、32。 ②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。 ③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。 3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 (1)原子结构示意图： ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 ②用弧线表示电子层。 ③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。 如钠的原子结构示意图： (2)离子结构示意图： ①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排布的电子数也相同)。如 ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期稀有气体元素原子相同的电子层结构。如 易错提醒 (1)核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。 (2)通常把最外层有8个电子(外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。 随学随练 7．下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是 A．K层是能量最低的电子层 B．原子失电子时先失去能量高的电子 C．核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上 D．N层为次外层时，最多可容纳的电子数为32 【答案】D 【解析】A．K层为第1层，电子的能量最低，A正确； B．原子先失去能量高的电子，即最外层电子，B正确； C．电子先排布在能量低的电子层上，C正确； D．最外层电子数不超过8，次外层不能超过18，D错误； 故选D。 8．下列是原子或离子的核外电子排布，其中错误的是 A．Na+： B．Cl-： C．21Sc： D．35Br： 【答案】C 【解析】A．Na+由Na原子失去一个电子得到，核内质子数为11，核外电子数为10，核外电子排布为：，A正确； B．Cl-由Cl原子得到一个电子得到，核内质子数为17，核外电子数为18，核外电子排布为：，B正确； C．最外层电子数最大为2或8，Sc的核外电子排布应为2、8、8、3，图为：，C错误； D．Br原子为35号元素，核外电子数为35，每个电子层最多可容纳的电子数为2n2(n为电子层数)，则Br原子核外电子排布为2、8、18、7，图为，D正确； 故选：C。 9．下列关于原子结构及微粒间的数量关系，说法正确的是 A．质子数相同的微粒一定属于同一种元素 B．微粒具有相同的电子层结构 C．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素 D．一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等 【答案】D 【解析】A． 质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，例如Ne、H2O分子、NH3分子均为10个质子，但不是同种元素，A错误； B．微粒Na+、Mg2+核外电子排布是2、8，这两种微粒具有相同的电子层结构，S2-核外电子排布是2、8、8，B错误； C． 某元素原子的最外层只有2个电子，该元素可能是He，也可能是Be，因此该元素不一定是金属元素，C错误； D．分子的质子数和电子数相等，离子的质子数和电子数不相等，则一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等，D正确； 选D。 知识点 原子结构与元素性质的关系 元素的性质与原子的核外电子排布密切相关，元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子排布，元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是最外层电子数有关。 1．金属元素原子最外层电子数一般小于4，较易失去电子，化合价常显正价。 2．非金属元素原子最外层电子数一般大于或等于4，通常易得到电子，在化合物中化合价常显负价。 3．稳定结构与不稳定结构 (1)稳定结构：原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定状态，既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定(如He、Ne、Ar)。 (2)不稳定结构：原子容易失去电子或得到电子转化为最外电子层上为8(有些为2)个电子的稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)。 易错提醒 1.金属元素的原子最外层电子一般小于4个，在化学反应中易失去电子，具有金属性； 2.非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中易得到电子，具有非金属性。 3.稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。 随学随练 10．若X元素原子的最外电子层有3个电子，Y元素的最外层有7个电子，则X、Y两种元素形成的化合物的化学式可能是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】X元素原子最外层有3个电子，易失去3个电子显+3价，Y元素最外层有7个电子，易得到1个电子显-1价，根据化合物中正负化合价代数和为0，可知二者形成的化合物化学式可为， 故选A。 11．钠和钾的化学性质非常相似，下列解释最合理的是 A．化合价相同 B．都是碱金属 C．都有强还原性 D．最外层电子数相同 【答案】D 【解析】钠和钾是同主族元素，在原子结构上都具有相同的最外层电子数，结构的相似性导致了它们化学性质的相似性，故选D。 12．元素的化学性质主要取决于 A．核电荷数 B．质量数和质子数 C．原子的最外层电子数 D．相对原子质量 【答案】C 【解析】元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子数，故选C。 拓展 原子的组成 活学活用 1．核素中，中子数与质子数之差为 A．51 B．92 C．143 D．235 【答案】A 【解析】A．核素的质子数为92，中子数=质量数-质子数=，故核素中，中子数与质子数之差为，A正确； B．92是核素的质子数，不是中子数与质子数的差值，B错误； C．143是核素的中子数，不是中子数与质子数的差值，C错误； D．235是核素的质量数，不是中子数与质子数的差值，D错误； 故选A。 2．金属钛对人体无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，因而有“生命金属”之称。下列有关的说法中正确的是 A．含有22个中子 B．核外有26个电子 C．和的质子数不同 D．和互为同位素 【答案】D 【解析】A．的质量数为48，质子数为22，中子数=质量数-质子数=48-22=26，不是22，A错误； B．中性原子核外电子数等于质子数，质子数为22，故核外有22个电子，B错误； C．和的质子数均为22，二者质子数相同，C错误； D．和质子数相同、中子数不同，为钛元素的不同核素，互为同位素，D正确； 答案选Ｄ。 拓展 化合价与核外电子排布的关系、原子和简单离子结构示意图 1．化合价与核外电子排布的关系 （1）活泼金属在反应中，一般失去电子，表现正化合价，失去n个电子，显+n价。化合价数值＝1个原子失去电子的数目 （2）活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价，得到n个电子，显-n价。最低负化合价＝达到稳定结构所得电子数目 2．原子和简单离子的结构示意图 （1）原子结构示意图（以钠原子为例） （2）离子结构示意图：原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布，如Cl－： Na＋： （3）原子和离子中微粒间的数量关系： ①原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数。如N原子，核外电子数为7 ②阳离子：核外电子数＝质子数－所带电荷数。如Na＋的结构示意图：，核外电子数为10 ③阴离子：核外电子数＝质子数＋所带电荷数。如S2－的结构示意图：，核外电子数为18 活学活用 3．下列化学符号表示正确的是 A．中子数为6的碳原子符号： B．中子数为22的钙离子符号：Ca2+ C．氟离子的结构示意图： D．干冰的化学式：H2O 【答案】B 【解析】A．中子数为6的碳原子质量数是6+6=12，用原子符号表示为：，A错误； B．Ca是20号元素，原子核中有20个质子，中子数为22的钙离子质量数是42，带2个单位的正电荷，其符号表示为：Ca2+，B正确； C．F是9号元素，氟离子的结构示意图为：，C错误； D．干冰是固态二氧化碳，化学式：CO2，D错误； 故合理选项是B。 4．下列说法正确的是 A．的中子数与电子数的差值为17 B．14N2和15N2互为同位素 C．氯离子的结构示意图： D．若两元素离子，电子层结构相同，则 【答案】A 【解析】A．的中子数是115-49=66，,电子数是49，二者差值为17，A正确； B．14N2和15N2都是分子，而同位素是指原子之间，B错误； C．氯离子的结构示意图应该是：，C错误； D．若两元素离子，电子层结构相同，即核外电子数相同，则，D错误； 故选A。 拓展 元素、核素、同位素的概念辨析 元　素 核　素 同位素 概 念 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子或同一种元素的不同核素 范 围 宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态 微观概念，对某种元素的一种原子而言 微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类 联系 特 性 主要通过形成的单质或化合物来体现 不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同 同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同 实 例 氢元素、氧元素 H、H、N、C、Mg是不同的核素 H、H、H为氢元素的同位素 活学活用 5．下列各组物质中，互为同位素的是 A．和 B．和 C．O2和O3 D．金刚石和石墨 【答案】B 【解析】A．和质子数分别为6和7，属于不同元素的核素，不互为同位素，A错误； B．和质子数均为1，属于同种元素，中子数分别为0和1，是氢元素的不同核素，互为同位素，B正确； C．和是氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，不是同位素，C错误； D．金刚石和石墨是碳元素形成的不同单质，互为同素异形体，不是同位素，D错误； 故选B。 6．已知微粒、、、下列说法错误的是 A．和互为同位素 B．与所含中子数不相同 C．和都是O的两种核素 D．和表示同一种水分子 【答案】D 【解析】A．和质子数均为8，中子数分别为8、10，属于同种元素的不同核素，互为同位素，A正确； B．的中子数为，的中子数为，二者所含中子数不相同，B正确； C．核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，和是元素的两种不同核素，C正确； D．和中H、O元素的中子数均不相同，二者分子组成不同，不是同一种水分子，D错误； 故选D。 题型 原子结构 ▌例1 是核电站的主要燃料，下列关于的说法不正确的是 A．质子数为92 B．中子数为143 C．电子数为143 D．质量数为235 【答案】C 【解析】A．核素符号左下角数字代表质子数，的质子数为92，A正确； B．中子数=质量数-质子数=235-92=143，B正确； C．电中性原子的核外电子数等于质子数，应为92，不是143，C错误； D．核素符号左上角数字代表质量数，的质量数为235，D正确； 故选C。 解题贴士 （1）一个信息丰富的符号 （2）并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如H原子核内无中子。 （3）在任何微粒中，质子数都等于核电荷数，但质子数与核外电子数不一定相等，如阴离子(如Cl－)的质子数小于其核外电子数，阳离子(如Na＋)的质子数大于其核外电子数。 ▌对点练1-1 某元素的核素为，下列说法正确的是 A．该核素的质量数为11 B．该核素的中子数为12 C．该核素的相对原子质量为23 D．该核素的质子数为23 【答案】B 【解析】A．核素符号中左上角数字为质量数，该核素质量数为23，不是11，A错误； B．中子数=质量数-质子数，B正确； C．23是该核素的质量数，仅为核素相对原子质量的近似整数值，并非核素的精确相对原子质量，C错误； D．核素符号左下角数字为质子数，该核素质子数为11，不是23，D错误； 故选B。 ▌对点练1-2 原子的种类决定于原子的 A．核内质子数和中子数 B．核电荷数 C．核外电子数 D．相对原子质量 【答案】A 【解析】A．具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为一种核素（即一种原子），因此原子的种类由核内质子数和中子数共同决定，A正确； B．核电荷数等于质子数，仅能决定元素的种类，同种元素可存在多种中子数不同的同位素原子，因此核电荷数不能决定原子种类，B错误； C．中性原子核外电子数等于质子数，仅能体现元素种类，无法区分同种元素质子数相同、中子数不同的原子，因此核外电子数不能决定原子种类，C错误； D．相对原子质量近似等于质子数与中子数之和，部分不同原子的相对原子质量数值接近甚至相等，因此相对原子质量不能决定原子种类，D错误； 故选A。 题型 原子核外电子排布规律 ▌例1 在核外电子排布规律中，L层上最多容纳的电子数是 A．2 B．8 C．10 D．18 【答案】B 【解析】L层是第二电子层，核外第层最多可容纳个电子，代入可得，即L层最多容纳8个电子，B正确，故选B。 解题贴士 核外电子排布规律归纳 ▌对点练1-1 下列叙述正确的是 A．电子的能量越低，运动区域离核越远 B．某原子K层上只有一个电子 C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子 D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子 【答案】B 【解析】A．电子的能量越低，运动区域离核越近，电子的能量越高，运动区域离核越远，A错误； B．氢原子K层上只有一个电子，B正确； C．氦为稀有气体元素，其最外层只有2个电子，C错误； D．由电子的排布规律可知，M层最多排18个电子，但为最外层时，最多可排8个电子，D错误； 答案选B。 ▌对点练1-2 已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是 A． B． C． D． A．A B．B C．C D．D 【答案】D 【解析】原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质，氟元素原子最外层电子数为7个，原子中最外层电子数为7的原子与氟原子化学性质相似； 故答案选D。 题型 元素、核素、同位素之间的关系 ▌例1 的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在，人工合成反应：。下列说法错误的是 A．、互为同位素 B．上述人工合成反应中涉及2种元素，4种核素 C．的值为5 D．存在时间太短，不适合作示踪原子研究反应历程 【答案】C 【解析】A．根据核反应守恒规律可知为，其与质子数相同、中子数不同，互为同位素，A正确； B．反应涉及、共2种元素，核素包括、、、，共4种，B正确； C．核反应前后质量数守恒，，并非5，C错误； D．半衰期很短，存在时间过短，无法稳定追踪反应过程，不适合作研究反应历程的示踪原子，D正确； 故选C。 解题贴士 (1)“核素”属于微观概念，核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素，如H、H、H、C、C、C各为一种核素。 (2)同一元素的不同核素，中子数不同，质量数不同，物理性质略有不同，但化学性质几乎相同。 (3)“同位”指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置，如Li与Li互为同位素，而40K和40Ca不互为同位素。 ▌对点练1-1 碳酸氢钠中和胃酸的反应为，下列说法不正确的是 A．H、D、T互为同位素 B．Na+的结构示意图为 C．中子数为8的氧原子可表示为 D．NaCl的电离方程式为 【答案】B 【解析】A．、、质子数均为1，中子数分别为0、1、2，属于氢元素的不同核素，互为同位素，A正确； B．是11号元素，的核电荷数为11，核外电子排布为2、8，正确结构示意图为，题图中核电荷数为10，是氖原子的结构示意图，B错误； C．氧原子质子数为8，中子数为8时质量数为，该核素可表示为，C正确； D．是强电解质，完全电离为和，电离方程式书写正确，D正确； 故选B。 ▌对点练1-2 侯氏制碱法的反应原理为：。下列说法正确的是 A．氯原子结构示意图为 B．上述六种化合物均为电解质 C．H2O中H会含有核素氘()，氘的原子结构模型为 D．测定化石中14C所占碳原子比例，可以测算出其死亡年代 【答案】D 【解析】 A．为氯离子的结构示意图，A错误；B．和均为非电解质，B错误； C．氘()原子核内应有1个质子和1个中子，核外有1个电子，图示错误，C错误； D．生命体死亡后，生物体中所占碳原子比例因衰变而减少，且有一定的半衰期，可以利用此特征测算出其死亡年代，D正确； 故选D。 基础通关 1．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】A．从原子结构模型的发展历程可以看出，一些理论具有阶段性，随着技术的进步，会不断的修正和完善，A正确； B．汤姆生提出“葡萄干面包式”，B错误； C．卢瑟福提出了“有核模型”或“行星模型”，C错误； D．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； 故选：A 2．下列说法中不正确的是 A．质量数质子数中子数 B．原子的化学性质主要由最外层电子数决定 C．任何微粒的电子数和核电荷数一定相等 D．某种氧原子的，则其， 【答案】C 【解析】A．质量数等于原子核内质子数与中子数之和，即，A正确； B．原子发生化学反应时主要涉及最外层电子，因此原子的化学性质主要由最外层电子数决定，B正确； C．中性原子的电子数等于核电荷数，但离子因得失电子而不满足这一关系，故不能说任何微粒都一定相等，C错误； D．氧原子的质子数为8，中子数为8时，；中性氧原子的核外电子数等于质子数，为8，D正确； 故选C。 3．反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑是工业上获取氯气的途径。下列说法正确的是 A．Cl-与Na+具有相同的电子层结构 B．中子数为20的氯原子：Cl C．O2-的结构示意图： D．H2与D2互称同位素 【答案】B 【解析】 A．结构示意图为，核外有3个电子层，结构示意图为，核外有2个电子层，二者电子层结构不同，A错误； B．氯原子质子数为17，中子数为20时，质量数为，原子表示为，B正确； C．的质子数为8，结构示意图的核电荷数应为+8，正确结构示意图为：，C错误； D．同位素是质子数相同、中子数不同的原子，和是氢元素组成的单质，不互为同位素，D错误； 故选B。 4．科学家通过核反应 发现氚()。下列说法正确的是 A．表示一个质子 B．的中子数与质子数差值为3 C．与互为同位素 D．的原子结构示意图为 【答案】C 【解析】A． 表示中子，其质子数为0，质量数为1，不是质子，A错误； B． 质子数为3，质量数为6，中子数为3，中子数与质子数差值为0，不是3，B错误； C．与质子数相同、中子数不同，二者互为同位素，C正确； D．的原子结构示意图为，D错误； 故选C。 5．下图是锂的原子结构示意图和它在元素周期表中的信息，下列有关说法错误的是 A．和互为同位素 B．锂在化学反应中容易失去电子 C．锂的相对原子质量为6.941 D．氢氧化锂的化学式为Li(OH)2 【答案】D 【解析】A．和的质子数都为3，质量数分别为7和6，则两种原子互为同位素，A正确； B．锂原子的最外层只有1个电子，在化学反应中容易失去电子，B正确； C．图中信息显示，锂的相对原子质量为6.941，C正确； D．锂原子的最外层只有1个电子，在化学反应中容易失去，表现+1价，则氢氧化锂的化学式为LiOH，D错误； 故选D。 6．第二层为次外层时，该电子层最多容纳的电子数目是 A．32 B．18 C．8 D．2 【答案】C 【解析】每层最多容纳电子数为2n2（n为电子层数），最外层最多容纳8个电子（K层为最外层时最多容纳2个电子），次外层最多容纳18个电子，规律需同时满足，当第二层为次外层时，该电子层最多容纳的电子数目是8，故选C。 7．下列叙述中正确的是 A．两种微粒，若核外电子排布完全相同，其化学性质也一定相同 B．两种原子若核外电子排布相同，则一定属于同种元素 C．有单质参加或生成的反应一定为氧化还原反应 D．两种原子，若最外层电子数相同，其化学性质一定相似 【答案】B 【解析】A．核外电子排布完全相同的微粒可能是分子，也可能是离子，如Ne和钠离子、氧离子核外电子排布均相同，但三者化学性质不同，故A错误； B．原子核外电子排布相同时说明原子电子数相同，核电荷数也相同，核电荷数相同的原子属于同种元素，故B正确； C．，该转化有单质参与反应，但没有发生价态变化，不是氧化还原反应，故C错误； D．He和Mg最外层都有两个电子，但He为稳定结构，不易发生化学反应，而镁为活泼金属，易发生氧化反应，故D错误； 故选：B。 8．已知K、Ca、Br、I原子的核外电子排布如表所示。 电子层 电子数 K层 L层 M层 N层 O层 K 2 8 8 1 Ca 2 8 8 2 Br 2 8 18 7 I 2 8 18 18 7 下列有关说法正确的是 A．钾元素的原子在化学变化中易失去1个最外层电子，在化合物中显+1价 B．钙元素的原子在化学变化中易得到6个电子，使最外层达到8电子稳定结构 C．溴原子和碘原子的最外层电子数均为7，它属于非金属元素，在化学变化中只能得到电子 D．溴元素和碘元素在化合物中显示的化合价肯定有-1价，也可能有-2价 【答案】A 【解析】A．钾元素原子的最外层有1个电子，在化学变化中易失去1个最外层电子，所以显+1价，A项说法正确； B．钙元素原子的最外层只有2个电子，只能失去电子达到稳定结构，不可能通过得到电子达到稳定结构，B项说法错误； C．溴原子和碘原子的最外层电子数均为7，属于非金属元素，在化学变化中易得到电子，但也能失去电子，C项说法错误； D．溴原子和碘原子的最外层电子数已经达到7，不可能得到2个电子，故其化合价不可能为，D项说法错误； 综上所述，说法正确的是A项，故答案为A。 9．下列有关原子核外电子的说法错误的是（） A．在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动 B．电子总是尽可能地先从内层排起，当一层充满后再填充下一层 C．每个电子层作为最外层时，最多可容纳8个电子 D．离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高 【答案】C 【解析】A．原子含有多个电子，电子从内层排起，当一层充满后再填充下一层，电子分别在能量不同的区域内运动，A正确； B．电子总是从内层排起，当一层充满后再填充下一层，B正确； C．第一个电子层作为最外层时，最多可容纳2个电子，如氦原子，故C错误； D．原子核外的电子遵循能量最低原理排布，从第一层依次往外填充，离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高，D正确； 答案选C。 10．下列说法中正确的是 A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子 B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 C．NH与H3O+具有相同的质子数和电子数 D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子 【答案】C 【解析】A．该微粒不一定是原子，如x=17时为氯离子，x=19时为钾离子，A错误； B．H原子的最外层只有1个电子，但H不是金属元素，B错误； C．NH与H3O+所含质子数均为11，电子数均为10，C正确； D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素为C元素，C原子既不容易失电子也不容易得电子，D错误； 综上所述答案为C。 素养提升 1．下列说法中正确的是 ①电子数相同的粒子不一定是同一种元素  ②质子数相同的粒子一定属于同一种元素  ③两个原子如果核外电子排布相同，一定是同一种元素  ④质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子  ⑤所含质子数和电子数相等的粒子一定是原子  ⑥同种元素的原子的质量数必相等 A．①②④ B．①③④ C．③④⑥ D．①⑤⑥ 【答案】B 【解析】A．①说法正确，但②中质子数相同的粒子不一定属于同一种元素，如和质子数均为10，不属于同种元素，②错误，A不符合题意； B．①电子数相同的粒子不一定是同一种元素，如和电子数均为10，不属于同种元素，①正确；③原子的核外电子数等于质子数，核外电子排布相同则质子数相同，一定是同一种元素，③正确；④分子呈电中性，质子数等于电子数，离子带电荷，质子数不等于电子数，故质子数和电子数均相同的两种粒子不可能一种是分子一种是离子，④正确；①③④均正确，B符合题意； C．③④说法正确，但⑥同种元素的原子存在同位素，中子数不同，质量数=质子数+中子数，故质量数不一定相等，⑥错误，C不符合题意； D．①说法正确，但⑤所含质子数和电子数相等的粒子可能是分子，如、等，不一定是原子，⑤错误；同时⑥错误，D不符合题意； 故答案选B。 2．我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获原子，实现了对的灵敏检测。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是 A．的半衰期长，说明Ca是很不活泼的金属 B．衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间 C．从Ca原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化 D．和化学性质几乎相同 【答案】D 【解析】A．半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，它与元素的化学活泼性无关，所以不能因为的半衰期长，就说明是很不活泼的金属，A错误； B．已知的半衰期长达10万年，是的17倍，这表明衰变一半所需的时间大于衰变一半所需的时间，B错误； C．从原子束流中直接俘获原子的过程，没有新物质生成，不属于化学变化，C错误； D．和互为同位素，它们的核外电子排布相同，所以化学性质几乎相同，D正确；　 故选D。 3．已知A元素的某种同位素能形成离子化合物AmRn，其中R的化合价为-m。该化合物中一个A微粒的核外电子数为a，核内中子数b，则该同位素的原子符号是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】该化合物中A微粒为阳离子，根据化合价代数和为0可知其符号为，其核外电子数为a，即原子失去n个电子之后得到该微粒，所以原子的核外电子数为，而原子的核外电子数与其质子数相同；质量数为质子数和中子数之和，为，则该同位素的原子符号为，故选C。 4．下列叙述中，正确的是 A．某负离子和某正离子，其质子数和电子数都可能分别相同 B．金属正离子一定具有稀有气体元素原子的电子层结构 C．两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一定相同 D．两种原子的电子层结构相同，则一定属于同种元素 【答案】D 【解析】A．某负离子和某正离子，若其质子数相同则电子数一定不同，A错误； B．金属正离子不一定具有稀有气体元素原子的电子层结构，如Fe2+最外层14个电子，B错误； C．两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一不定相同，如氯离子和氩原子，C错误； D．两种原子的电子层结构相同，即电子数相同，质子数相同，则一定属于同种元素，D正确； 故选D。 5．若X元素的原子最外电子层有2个电子，Y元素的最外层有7个电子，则X、Y两种元素形成的化合物的化学式可能是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】若X元素的原子最外电子层有2个电子，X易失去最外层电子形成+2价阳离子，Y元素的最外层有7个电子，Y易得1个电子形成-1价阴离子，根据化合价代数和等于0，X、Y两种元素形成的化合物的化学式可能是，故选A。 6．下列关于金属元素与非金属元素的叙述中，正确的是 A．非金属元素呈现的最高正化合价不超过该元素原子核外最外层电子数 B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值等于该元素原子核外最外层电子数 C．若某元素原子核外最外层电子数不超过2，则该元素一定是金属元素 D．若某元素原子核外最外层电子数为5，则该元素一定是非金属元素 【答案】A 【解析】A．主族元素的最高正化合价等于该元素原子的最外层电子数，非金属元素呈现的最高正化合价不超过该元素原子核外最外层电子数，故A正确； B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值=8－该元素原子核外最外层电子数，故B错误； C．He原子最外层有2个电子，若某元素原子核外最外层电子数不超过2，则该元素不一定是金属元素，故C错误； D．若某元素原子核外最外层电子数为5，则该元素不一定是非金属元素，如51号元素锑(Sb)是金属元素，故D错误； 选A。 迁移创新 1．元素、均属于元素周期表前18号元素，元素的质子数为，正离子比元素的正离子的电子层结构少一层，则元素的核电荷数是___________。 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】元素X的质子数为 ，其正离子 的电子数为 。 元素Y的正离子 的电子数为 ，其中 为Y的核电荷数（质子数）。 题意指出 的电子层结构比 少一层，即 比 多一层电子层。在前18号元素中，常见离子具有稀有气体结构：若 具有氦（He）型结构（电子数为2，电子层数为1），则 具有氖（Ne）型结构（电子数为10，电子层数为2），即电子数满足 。代入电子数表达式：。整理得：。 故答案选C。 2．、为两短周期元素，元素原子的层比元素原子的层少3个电子，原子核外电子总数比原子核外电子总数多5，则和形成的化合物的化学式为 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】元素原子的层比元素原子的层少3个电子，原子核外电子总数比原子核外电子总数少5，那么肯定是原子层上多了2个电子，而且元素原子的层未排满，所以得两者的原子结构示意图，：、：，即为，为，、构成，即。 故选D。 3．2023年8月24日，日本政府和东京电力公司强行推进福岛第一核电站核污染水排海，并将核废水主要辐射物质“氚(T)”做成卡通形象，以合理化将放射性核废水排入太平洋的行为。据统计，至今已有超过6万吨的核污染水被排放到海洋中。此举引发日本民众和国际社会强烈反对。 (1)下列有关氚的说法正确的是_______。 A．卡通形象中标“+”号的小球表示质子 B．氚的核素符号为21H C．氚及其同位素性质完全相同 D．11g氚水(T216O)所含中子数为6NA (2)有关H2和T2的说法正确的是_______。 A．互为同位素 B．互为同素异形体 C．电子数不同 D．是同一种物质 (3)16O的质量数常被当作氧元素的近似相对原子质量。这里“近似”不包括的含义_______。 A．氧的其它同位素的丰度太低，被忽略了 B．质子和中子的相对质量都很接近于1 C．元素的近似相对原子质量总是取整数 D．电子的质量太小 (4)氢元素存在三种天然核素，相关数据如表所示： 核素 氕(1H) 氘(2H) 氚(3H) 丰度 99.98% 0.016% 0.004% 氢元素的近似相对原子质量为_______。(计算结果不近似) (5)在离子NH3T+中，电子数:质子数=_______。 【答案】(1)AD (2)D (3)C (4)1.00024 (5)10:11 【解析】（1）A．卡通形象中+号表示正电荷，该小球表示质子，故 A 正确； B．氚原子，核电荷数为 1，质量数为1+2= 3，故表示为，B 错误； C．氚及其同位素在周期表中位置相同，物理性质不相同，化学性质相同， C 错误； D．氚水的摩尔质量为22g/mol，11g氚水物质的量为0.5mol， 1分子氚水中含12个中子，则所含中子数为6NA，D 正确； 选AD。 （2）A．同位素指质子数相同中子数不同的原子，而H2和T2都是分子，故H2和T2不互为同位素，A错误； B．同素异形体指同种元素形成的不同单质，而H2和T2是同种元素形成的相同单质，故H2和T2不互为同素异形体，B错误； C．电子数等于原子序数，H和T都是氢元素，故H2和T2电子数相同，C错误； D．H2和T2是同种元素形成的相同单质，是同一种物质，D正确； 选D。 （3）A．元素的近似相对原子质量应该是各同位素的近似相对原子质量与丰度乘积的和，氧的其它同位素的丰度太低，对氧元素的近似相对原子质量影响不大，A正确； B．1个质子的质量为 1.6726×10-27kg，1个中子的质量为 1.6749×10-27kg ，12C质量的十二分之一为 1.6606×10-27kg ，这三者很相近，故质子和中子的相对质量都很接近于1，B正确； C．元素的近似相对原子质量不一定是整数，如氯元素的近似相对原子质量为35.5，所以元素的近似相对原子质量总是取整数不是16O的质量数常被当做氧元素近似相对原子质量的“近似”理由，C错误； D．原子的质量几乎全部集中在原子核上，电子的质量太小，D正确； 选C。 （4）元素的近似相对原子质量应该是各同位素的近似相对原子质量与丰度乘积的和，各同位素的近似相对原子质量等于质量数，则氢元素的近似相对原子质量为1×99.98%+2×0.016%+3×0.004%=1.00024。 （5）N、H、T中电子数依次为7、1、1，质子数依次为7、1、1，该离子中，电子数:质子数=10:11。 4．（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：、、、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2。 ①以上8种微粒共有________种核素，共_________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_________；中子数之比为_______；电子数之比为________。 （4）铷和另一种碱金属形成的合金7.8 g与足量的水反应后，产生0.2 g氢气，则此合金中另一碱金属可能是：________________。(铷的相对原子量取85.5) （5）质量相同的H2O和D2O与足量钠反应，放出的气体在标况下的体积之比为________。 【答案】 6种核素 5种元素 、、 14C 14N 14C 16O 23:34 2:3 11:16 Li或Na 10 : 9 【解析】(1)含有8个质子，10个中子的原子的化学符号是； (2)①核素是具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子，在以上8种微粒有11H、21H、31H、14C、14N、16O，共6种核素；由于质子数相同的微粒属于同一种元素，则共H、C、N、O、Cl5种元素；②质子数相同而中子数不同的原子互成同位素，属于同位素的是11H、21H、31H；③在原子符号左上角表示的是质量数，质量数相等的是4C和14N；中子数在质量数与质子数的差，则中子数相等的是14C和16O，二者的中子数都是8个； (3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为(14+32):(32+36) =23:34；中子数之比是2:3；电子数之比为11:16； (4) 0.2g氢气的物质的量为n(H2)= 0.2g÷2g/mol=0.1mol，则根据方程式可知金属与氢气的物质的量的比是1:1，则合金的平均摩尔质量为：M=7.8g÷0.2mol=39g/mol，铷的相对原子量取85.5，则铷的摩尔质量为85.5g/mol，则另一种碱金属的摩尔质量一定小于39g/mol，故另一碱金属可能是Li或Na； (5) 质量相同的H2O和D2O的物质的量之比为n(H2O):n(D2O)=1/18:1/20=10：9，由2Na+2H2O =2NaOH+H2↑、2Na+2D2O =2NaOD+ D2↑，可知H2、D2的物质的量之比等于H2O和D2O的物质的量之比，即H2和D2的物质的量之比为10：9，根据n=V/Vm可知，相同体积气体体积之比等于其物质的量之比，故H2和D2的体积之比为10：9。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题2 研究物质的基本方法 第三单元 人类对原子结构的认识 课标要点 1.知道原子结构模型的演变。 2.了解原子核的构成；认识元素、核素和同位素的含义。 3.了解元素原子核外电子排布的基本规律。 4.掌握元素化学性质与核外电子排布的规律。 学习重难点 重点：原子核的构成 难点：核外电子排布规律 原子和离子的核电荷数与电子数的关系 知识点 人类认识原子结构的历程 1．德谟克利特的古代原子学说 2．道尔顿的近代原子学说——实心球模型 英国科学家道尔顿总结了一些元素形成化合物时的 关系，提出了原子学说。认为物质由 构成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割。 3．汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型 英国物理学家汤姆生他在1897年发现了原子中存在 ，并用实验方法测出了电子的质量。他推测这种粒子均匀地嵌在云状的 中。 4．卢瑟福的带核原子结构模型 英国物理学家卢瑟福根据 现象，提出了带核的原子结构模型。推测原子中心存在 ，带 ，电子带负电，在其周围 ，就像行星围绕太阳运转一样。 5．玻尔的轨道原子结构模型 丹麦物理学家玻尔指出：原子核外，电子在一系列 上运动，每个轨道都具有一个确定的 ；核外电子在这些 上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。 6．电子云模型(现代原子结构学说) 20世纪初，科学家提出，原子核外电子的运动不遵循经典力学的原理，必须用 模型描述核外电子的运动。即现代量子力学模型（电子云模型）。 教材延伸 原子结构模型 （1）原子结构模型是科学家根据科学猜想和分析，通过对原子结构的形象描摹而建构的揭示原子本质的认知模型。人类认识原子的历史是漫长的，也是无止境的。 （2）目前，科学家已经能利用电子显微镜和扫描隧道显微镜摄制显示原子图像的照片。随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识过程还会不断深化。 （3）原子结构模型的演变过程对我们有何启示：①化学认识发展的形式与科学认识发展的形式一样,都是继承、积累、突破和革命；②实验方法是科学研究的一种重要方法,实验手段的不断进步是化学发展的一个关键；③科学研究、科学发现是无止境的。 随学随练 1．下列对不同时期原子结构模型的提出时间排列正确的是 ①电子分层排布模型； ②“葡萄干布丁”模型； ③道尔顿原子学说； ④卢瑟福核式模型． A．①②④③ B．③②④① C．③②①④ D．③④②① 2．英国物理学家卢瑟福在粒子散射实验的基础上，经过理论分析和计算，提出了核式原子模型，下列不是该模型观点的是 A．原子由原子核和核外电子构成 B．原子核带正电荷，位于原子的中心 C．电子带负电荷，在原子核周围空间做高速运动 D．原子是一个平均分布着正负电荷的中性原子 3．从古希腊的哲学思辨，到近代的科学实证，原子模型历经“葡萄干面包”、行星模型到量子力学的颠覆。如今，我们不仅能通过扫描隧道显微镜“看见”原子，更能将其操控，服务于量子计算与原子级制造。这部认知进化史，正是人类理性不断穿透物质本质的缩影。提出“葡萄干面包”模型的科学家是 A．墨子 B．汤姆生 C．道尔顿 D．卢瑟福 知识点 原子核的构成 1．构成原子的微粒及其性质 原子 2．质量数 (1)概念：将原子核内所有 和 的相对质量取近似 ，所得的数值叫做质量数，常用 表示。 (2)构成原子的粒子间的两个关系 ①质量数(A)＝ ＋ 。 ②质子数＝核电荷数＝ =原子序数。 【问题1】　原子的质量数是否就是原子的相对原子质量？请举例说明。 3．原子的表示方法 原子 质子数(Z) 中子数(N) 表示方法 F 9 10 Na 11 12 Al 13 14 【拓展】填写下列表格并思考离子的核外电子数、质子数、电荷数之间的关系。 粒子符号 质子数(Z) 质量数(A) 中子数(N) 电荷数 核外电子数 Na＋ 11 23 Cl－ 17 37 【结论】阳离子中核外电子数＝ － ； 阴离子中核外电子数＝ ＋ 。 5．元素、核素和同位素 (1)概念辨析： 元素：具有相同 的同一类原子的总称。 核素：具有一定 和一定 的一种原子。 同位素： 相同， 不同的核素互称为同位素。 （2）氢元素的三种核素 原子符号 (X) 原子名称 氢元素的原子核 质子数(Z) 中子数(N) H 氕 H或D 氘 H或T 氚 （3）氧元素的三种核素：O、 和O。 （4）碳元素的三种核素：C、C和C。 （5）铀元素有U、U、U等核素。 （6）同位素的应用 ①14C在考古工作中用于测定文物的年代； ②U用于制造原子弹、核发电； ③H、H用于制造氢弹； ④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。 教材延伸 (1)一个信息丰富的符号解读 X (2)粒子中的电性关系 ①分子或原子：质子数＝核外电子数 ②阳离子Xn＋：质子数＝核外电子数＋n ③阴离子Xn－：质子数＝核外电子数－n 随学随练 4．是重要的核工业原料，下列有关说法错误的是 A．核外有92个电子 B．质量数为235 C．含有92个中子 D．与互为同位素 5．下列关于原子的叙述中，正确的是 A．原子一定是由质子、中子、电子三种微粒构成 B．原子核带正电荷，电子带负电荷，因此原子是显电性的 C．原子的质量主要集中在原子核上 D．原子中质子数一定等于中子数 6．H、2H、3H、H+是 A．化学性质不同的氢原子 B．同一种氢原子 C．氢的四种同位素 D．氢元素的不同微粒 知识点 原子核外电子排布（重点） 1．电子层 (1)概念：在含有多个电子的原子里，电子分别在 的区域内运动。我们把不同的区域简化为 ，也称作电子层。 如图为电子层模型示意图： （2）电子层与其电子的能量 各电子层(由内到外) 序号(n) 1 2 3 4 5 6 7 符号 K L M N O P Q 与原子核的距离 由 到 能量 由 到 2．原子核外电子排布的一般规律 (1)能量规律（能量最低原理） 核外电子总是尽可能先排布在 的电子层上，然后依次 排布在 的电子层上。 (2)数量规律 ①第n层最多容纳 个电子。如K、L、M、N层最多容纳的电子数分别为 、 、 、 。 ②最外层电子数目最多不能超过 个(K层为最外层时不能超过 个)。 ③次外层最多能容纳的电子数不超过 个。 3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 (1)原子结构示意图： ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示 和 。 ②用弧线表示 。 ③弧线上的数字表示 。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝ 。 如钠的原子结构示意图： (2)离子结构示意图： ①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期稀有气体元素原子相同的电子层结构(电子层数相同，每层上所排布的电子数也相同)。如 ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期稀有气体元素原子相同的电子层结构。如 易错提醒 (1)核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。 (2)通常把最外层有8个电子(外层为K层时，只有2个电子)的结构，称为相对稳定结构。 随学随练 7．下列关于原子核外电子排布规律的说法错误的是 A．K层是能量最低的电子层 B．原子失电子时先失去能量高的电子 C．核外电子总是优先排布在能量较低的电子层上 D．N层为次外层时，最多可容纳的电子数为32 8．下列是原子或离子的核外电子排布，其中错误的是 A．Na+： B．Cl-： C．21Sc： D．35Br： 9．下列关于原子结构及微粒间的数量关系，说法正确的是 A．质子数相同的微粒一定属于同一种元素 B．微粒具有相同的电子层结构 C．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素 D．一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等 知识点 原子结构与元素性质的关系 元素的性质与原子的核外电子排布密切相关，元素的化学性质主要取决于原子的 ，元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是 有关。 1．金属元素原子最外层电子数一般 4，较易 电子，化合价常显 价。 2．非金属元素原子最外层电子数一般 4，通常易 电子，在化合物中化合价常显 价。 3．稳定结构与不稳定结构 (1)稳定结构：原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定状态，既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定(如He、Ne、Ar)。 (2)不稳定结构：原子容易失去电子或得到电子转化为最外电子层上为8(有些为2)个电子的稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)。 易错提醒 1.金属元素的原子最外层电子一般小于4个，在化学反应中易失去电子，具有金属性； 2.非金属元素的原子最外层电子一般多于4个，在化学反应中易得到电子，具有非金属性。 3.稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。 随学随练 10．若X元素原子的最外电子层有3个电子，Y元素的最外层有7个电子，则X、Y两种元素形成的化合物的化学式可能是 A． B． C． D． 11．钠和钾的化学性质非常相似，下列解释最合理的是 A．化合价相同 B．都是碱金属 C．都有强还原性 D．最外层电子数相同 12．元素的化学性质主要取决于 A．核电荷数 B．质量数和质子数 C．原子的最外层电子数 D．相对原子质量 拓展 原子的组成 活学活用 1．核素中，中子数与质子数之差为 A．51 B．92 C．143 D．235 2．金属钛对人体无毒且有惰性，能与肌肉和骨骼生长在一起，因而有“生命金属”之称。下列有关的说法中正确的是 A．含有22个中子 B．核外有26个电子 C．和的质子数不同 D．和互为同位素 拓展 化合价与核外电子排布的关系、原子和简单离子结构示意图 1．化合价与核外电子排布的关系 （1）活泼金属在反应中，一般失去电子，表现正化合价，失去n个电子，显+n价。化合价数值＝1个原子失去电子的数目 （2）活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价，得到n个电子，显-n价。最低负化合价＝达到稳定结构所得电子数目 2．原子和简单离子的结构示意图 （1）原子结构示意图（以钠原子为例） （2）离子结构示意图：原子得到或失去一定数目的电子形成阴离子或阳离子，原子核不发生改变。因此，简单离子可用离子结构示意图表示其核外电子排布，如Cl－： Na＋： （3）原子和离子中微粒间的数量关系： ①原子：核外电子数＝质子数＝核电荷数。如N原子，核外电子数为7 ②阳离子：核外电子数＝质子数－所带电荷数。如Na＋的结构示意图：，核外电子数为10 ③阴离子：核外电子数＝质子数＋所带电荷数。如S2－的结构示意图：，核外电子数为18 活学活用 3．下列化学符号表示正确的是 A．中子数为6的碳原子符号： B．中子数为22的钙离子符号：Ca2+ C．氟离子的结构示意图： D．干冰的化学式：H2O 4．下列说法正确的是 A．的中子数与电子数的差值为17 B．14N2和15N2互为同位素 C．氯离子的结构示意图： D．若两元素离子，电子层结构相同，则 拓展 元素、核素、同位素的概念辨析 元　素 核　素 同位素 概 念 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称 具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子 质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子或同一种元素的不同核素 范 围 宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态 微观概念，对某种元素的一种原子而言 微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类 联系 特 性 主要通过形成的单质或化合物来体现 不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同 同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同 实 例 氢元素、氧元素 H、H、N、C、Mg是不同的核素 H、H、H为氢元素的同位素 活学活用 5．下列各组物质中，互为同位素的是 A．和 B．和 C．O2和O3 D．金刚石和石墨 6．已知微粒、、、下列说法错误的是 A．和互为同位素 B．与所含中子数不相同 C．和都是O的两种核素 D．和表示同一种水分子 题型 原子结构 ▌例1 是核电站的主要燃料，下列关于的说法不正确的是 A．质子数为92 B．中子数为143 C．电子数为143 D．质量数为235 解题贴士 （1）一个信息丰富的符号 （2）并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如H原子核内无中子。 （3）在任何微粒中，质子数都等于核电荷数，但质子数与核外电子数不一定相等，如阴离子(如Cl－)的质子数小于其核外电子数，阳离子(如Na＋)的质子数大于其核外电子数。 ▌对点练1-1 某元素的核素为，下列说法正确的是 A．该核素的质量数为11 B．该核素的中子数为12 C．该核素的相对原子质量为23 D．该核素的质子数为23 ▌对点练1-2 原子的种类决定于原子的 A．核内质子数和中子数 B．核电荷数 C．核外电子数 D．相对原子质量 题型 原子核外电子排布规律 ▌例1 在核外电子排布规律中，L层上最多容纳的电子数是 A．2 B．8 C．10 D．18 解题贴士 核外电子排布规律归纳 ▌对点练1-1 下列叙述正确的是 A．电子的能量越低，运动区域离核越远 B．某原子K层上只有一个电子 C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子 D．当M层是最外层时，最多可排布18个电子 ▌对点练1-2 已知一般情况下原子核外最外层电子数相等的元素具有相似的化学性质。氟元素原子的核外电子排布示意图为。下列原子中，与氟元素原子的化学性质相似的是 A． B． C． D． A．A B．B C．C D．D 题型 元素、核素、同位素之间的关系 ▌例1 的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在，人工合成反应：。下列说法错误的是 A．、互为同位素 B．上述人工合成反应中涉及2种元素，4种核素 C．的值为5 D．存在时间太短，不适合作示踪原子研究反应历程 解题贴士 (1)“核素”属于微观概念，核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素，如H、H、H、C、C、C各为一种核素。 (2)同一元素的不同核素，中子数不同，质量数不同，物理性质略有不同，但化学性质几乎相同。 (3)“同位”指核素的质子数相同，在元素周期表中占有相同的位置，如Li与Li互为同位素，而40K和40Ca不互为同位素。 ▌对点练1-1 碳酸氢钠中和胃酸的反应为，下列说法不正确的是 A．H、D、T互为同位素 B．Na+的结构示意图为 C．中子数为8的氧原子可表示为 D．NaCl的电离方程式为 ▌对点练1-2 侯氏制碱法的反应原理为：。下列说法正确的是 A．氯原子结构示意图为 B．上述六种化合物均为电解质 C．H2O中H会含有核素氘()，氘的原子结构模型为 D．测定化石中14C所占碳原子比例，可以测算出其死亡年代 基础通关 1．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” 2．下列说法中不正确的是 A．质量数质子数中子数 B．原子的化学性质主要由最外层电子数决定 C．任何微粒的电子数和核电荷数一定相等 D．某种氧原子的，则其， 3．反应2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑是工业上获取氯气的途径。下列说法正确的是 A．Cl-与Na+具有相同的电子层结构 B．中子数为20的氯原子：Cl C．O2-的结构示意图： D．H2与D2互称同位素 4．科学家通过核反应 发现氚()。下列说法正确的是 A．表示一个质子 B．的中子数与质子数差值为3 C．与互为同位素 D．的原子结构示意图为 5．下图是锂的原子结构示意图和它在元素周期表中的信息，下列有关说法错误的是 A．和互为同位素 B．锂在化学反应中容易失去电子 C．锂的相对原子质量为6.941 D．氢氧化锂的化学式为Li(OH)2 6．第二层为次外层时，该电子层最多容纳的电子数目是 A．32 B．18 C．8 D．2 7．下列叙述中正确的是 A．两种微粒，若核外电子排布完全相同，其化学性质也一定相同 B．两种原子若核外电子排布相同，则一定属于同种元素 C．有单质参加或生成的反应一定为氧化还原反应 D．两种原子，若最外层电子数相同，其化学性质一定相似 8．已知K、Ca、Br、I原子的核外电子排布如表所示。 电子层 电子数 K层 L层 M层 N层 O层 K 2 8 8 1 Ca 2 8 8 2 Br 2 8 18 7 I 2 8 18 18 7 下列有关说法正确的是 A．钾元素的原子在化学变化中易失去1个最外层电子，在化合物中显+1价 B．钙元素的原子在化学变化中易得到6个电子，使最外层达到8电子稳定结构 C．溴原子和碘原子的最外层电子数均为7，它属于非金属元素，在化学变化中只能得到电子 D．溴元素和碘元素在化合物中显示的化合价肯定有-1价，也可能有-2价 9．下列有关原子核外电子的说法错误的是（） A．在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动 B．电子总是尽可能地先从内层排起，当一层充满后再填充下一层 C．每个电子层作为最外层时，最多可容纳8个电子 D．离原子核近的电子能量低，离原子核远的电子能量高 10．下列说法中正确的是 A．某单核微粒的核外电子排布如图所示，则该微粒一定是氩原子 B．最外层只有1个电子的元素一定是金属元素 C．NH与H3O+具有相同的质子数和电子数 D．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素的原子容易失去电子成为阳离子 素养提升 1．下列说法中正确的是 ①电子数相同的粒子不一定是同一种元素  ②质子数相同的粒子一定属于同一种元素  ③两个原子如果核外电子排布相同，一定是同一种元素  ④质子数相同，电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和一种离子  ⑤所含质子数和电子数相等的粒子一定是原子  ⑥同种元素的原子的质量数必相等 A．①②④ B．①③④ C．③④⑥ D．①⑤⑥ 2．我国科研人员利用激光操控方法，从Ca原子束流中直接俘获原子，实现了对的灵敏检测。的半衰期(放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间)长达10万年，是的17倍，可应用于地球科学与考古学。下列说法正确的是 A．的半衰期长，说明Ca是很不活泼的金属 B．衰变一半所需的时间小于衰变一半所需的时间 C．从Ca原子束流中直接俘获原子的过程属于化学变化 D．和化学性质几乎相同 3．已知A元素的某种同位素能形成离子化合物AmRn，其中R的化合价为-m。该化合物中一个A微粒的核外电子数为a，核内中子数b，则该同位素的原子符号是 A． B． C． D． 4．下列叙述中，正确的是 A．某负离子和某正离子，其质子数和电子数都可能分别相同 B．金属正离子一定具有稀有气体元素原子的电子层结构 C．两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一定相同 D．两种原子的电子层结构相同，则一定属于同种元素 5．若X元素的原子最外电子层有2个电子，Y元素的最外层有7个电子，则X、Y两种元素形成的化合物的化学式可能是 A． B． C． D． 6．下列关于金属元素与非金属元素的叙述中，正确的是 A．非金属元素呈现的最高正化合价不超过该元素原子核外最外层电子数 B．非金属元素呈现的最低负化合价，其绝对值等于该元素原子核外最外层电子数 C．若某元素原子核外最外层电子数不超过2，则该元素一定是金属元素 D．若某元素原子核外最外层电子数为5，则该元素一定是非金属元素 迁移创新 1．元素、均属于元素周期表前18号元素，元素的质子数为，正离子比元素的正离子的电子层结构少一层，则元素的核电荷数是___________。 A． B． C． D． 2．、为两短周期元素，元素原子的层比元素原子的层少3个电子，原子核外电子总数比原子核外电子总数多5，则和形成的化合物的化学式为 A． B． C． D． 3．2023年8月24日，日本政府和东京电力公司强行推进福岛第一核电站核污染水排海，并将核废水主要辐射物质“氚(T)”做成卡通形象，以合理化将放射性核废水排入太平洋的行为。据统计，至今已有超过6万吨的核污染水被排放到海洋中。此举引发日本民众和国际社会强烈反对。 (1)下列有关氚的说法正确的是_______。 A．卡通形象中标“+”号的小球表示质子 B．氚的核素符号为21H C．氚及其同位素性质完全相同 D．11g氚水(T216O)所含中子数为6NA (2)有关H2和T2的说法正确的是_______。 A．互为同位素 B．互为同素异形体 C．电子数不同 D．是同一种物质 (3)16O的质量数常被当作氧元素的近似相对原子质量。这里“近似”不包括的含义_______。 A．氧的其它同位素的丰度太低，被忽略了 B．质子和中子的相对质量都很接近于1 C．元素的近似相对原子质量总是取整数 D．电子的质量太小 (4)氢元素存在三种天然核素，相关数据如表所示： 核素 氕(1H) 氘(2H) 氚(3H) 丰度 99.98% 0.016% 0.004% 氢元素的近似相对原子质量为_______。(计算结果不近似) (5)在离子NH3T+中，电子数:质子数=_______。 4．（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：、、、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2。 ①以上8种微粒共有________种核素，共_________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_________；中子数之比为_______；电子数之比为________。 （4）铷和另一种碱金属形成的合金7.8 g与足量的水反应后，产生0.2 g氢气，则此合金中另一碱金属可能是：________________。(铷的相对原子量取85.5) （5）质量相同的H2O和D2O与足量钠反应，放出的气体在标况下的体积之比为________。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $