专题2 第三单元 第一课时 人类认识原子结构的历程　原子核的构成-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中化学必修第一册教师用书word（苏教版）

本高中化学讲义聚焦人类认识原子结构的历程与原子核的构成，从道尔顿原子学说、汤姆生“葡萄干面包式”模型，到卢瑟福带核模型、玻尔轨道模型，系统梳理原子结构模型演变脉络，进而解析原子核的质子、中子、电子构成及质量数关系，构建核素、同位素概念的学习支架。 资料通过历史探究培养科学探究与创新意识，结合表格对比微粒性质、实例分析同位素在核武器中的应用，强化证据推理与模型认知。课中辅助教师清晰授课，课后练习题帮助学生巩固微粒数关系、同位素辨析等知识，有效查漏补缺。

第一课时　人类认识原子结构的历程　原子核的构成 1.通过阅读人类认识原子结构的历程的相关资料，了解“原子结构模型的演变”，知道科学家探索原子结构的艰难过程，提高学生科学探究与创新意识的化学学科核心素养。 2.通过原子构成认识质量数的含义，熟悉X中各微粒数间的关系，培养证据推理与模型认知的化学学科核心素养。 3.辨析比较元素、核素、同位素的异同，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。 4.了解核素在人类科技发展中的重要应用。认识化学作为一门自然科学，学科发展的目的是服务于社会。 知识点一　人类认识原子结构的历程　 原子核的构成 1.人类认识原子结构的历程 （1）道尔顿的近代原子学说 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。他认为物质由　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。 （2）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。 （3）卢瑟福的带核的原子结构模型 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。他推测原子中心存在　原子核　，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。 （4）玻尔的轨道原子结构模型 丹麦物理学家玻尔引入了　量子　论观点，提出了新的原子结构模型：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。 2.原子核的构成 （1）原子的构成 原子 （2）原子中的数量关系 质子数＝核电荷数＝核外电子数 下表是构成原子的微粒及其性质。 质量/kg 相对质量 电性和电量 质子 1.673×10－27 1.007 ＋1.602×10－19 中子 1.675×10－27 1.008 0 电子 9.109×10－31 －1.602×10－19 （1）从表格得出构成原子的主要微粒有哪些？ 提示：构成原子的主要微粒有质子、中子和电子。 （2）原子的质量主要集中在哪些微粒上？ 提示：原子的质量主要集中在质子和中子上。 1.质量数 （1）质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来所得到的数值称为质量数。用符号A表示。 （2）数量关系：质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）。 2.微粒符号及周围数字的含义 （1）原子中：质子数（Z）＝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Xm－：质子数＝核电荷数＝核外电子数－m 1.人类对原子结构的认识经历了漫长的历史阶段。下列实验事实与原子结构模型建立的关系正确的是（　　） A.电子的发现：道尔顿的原子结构模型 B.α粒子散射：卢瑟福原子结构模型 C.α粒子散射：玻尔原子结构模型 D.氢原子光谱：卢瑟福原子结构模型 解析：B　卢瑟福原子结构模型是通过α粒子散射实验提出的。 2.（2026·苏州中学高一期中）下列四位科学家都对原子结构的认识起到过重要的推动作用，其中首先提出原子核外的电子在一系列稳定的轨道上运动的是（　　） A.汤姆生 B.道尔顿 C.玻尔 D.卢瑟福 解析：C　汤姆生发现电子；道尔顿提出原子；卢瑟福发现原子核。 3.（2026·扬州中学高一期中）简单原子的原子结构可用下图形象地表示，其中“”表示质子或电子，“”表示中子，则下列有关的叙述正确的是（　　） A.①②③是三种化学性质不同的粒子 B.①②③具有相同的质量数 C.①②③为同素异形体 D.①②③互为同位素 解析：D　最外层电子数决定化学性质，三种原子的最外层电子数相同，故化学性质相同，A错误；质量数＝质子数＋中子数HHH的质量数分别为1、2、3，质量数不同， B错误；同种元素组成的性质不同的单质之间互为同素异形体，①②③是不同的原子，不是单质，故不是同素异形体，C错误；由分析可知，①②③代表的微粒分别为HHH，质子数相同、中子数不同，互为同位素，D正确。 知识点二　核素　同位素 　核素 （1）概念：人们把具有一定质子数和一定　中子数　的一种原子称为一种核素。 （2）实例 ①碳元素的三种核素 三种核素为CCC，它们的质子数都是　6　，中子数分别为　6　、　7　、　8　。 ②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 （3）同位素 核武器是利用能自持进行的原子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）235U与234U、238U属于什么关系？ 提示：235U与234U、238U是质子数相同的不同原子，三者互为同位素。 （2）2H2与3H2互为同位素吗？原因是什么？ 提示：不是；2H2与3H2不是核素，不互为同位素。 （3）原子弹爆炸是化学变化吗？ 提示：原子弹爆炸没有生成新物质，只是原子裂变生成了新原子，不是化学变化。 1.元素、核素、同位素间的关系图示 2.元素、核素、同位素的易错点 （1）一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。 （2）同位素的化学性质几乎完全相同。 （3）同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。 （4）同位素是指同一元素的不同核素间的关系。 （5）同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢分子有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT。同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有：H2O（普通的水）、D2O（重水）、T2O（超重水）等。H、D、T与16O、17O、18O可形成3×6＝18种水分子，相对分子质量不同。它们的物理性质（如密度）有所不同，但化学性质几乎完全相同。 3.相对原子质量 （1）核素的相对原子质量：一种核素原子的质量与 C原子质量的比值，近似等于该核素的质量数。 （2）元素的相对原子质量是该元素各种天然同位素相对原子质量的平均值，即各种同位素的相对原子质量乘以所占的百分数，再求和。元素没有质量数概念。 4.理解符号X的含义 （1）组成原子的各种微粒及相互关系 ①质子数＝核电荷数＝核外电子数； ②质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）； ③阳离子的电子数：N（e－）＝Z－m； ④阴离子的电子数：N（e－）＝Z＋m。 （2）符号中各个字母的含义 ①a表示元素X的质子数； ②b表示元素X的质量数； ③＋c表示元素X的化合价为＋c； ④d＋表示该离子带有d个单位的正电荷； ⑤e表示1个分子中含有e个X原子。 1.（2026·淮安高一期末）下列关于16O和18O说法正确的是（　　） A.二者互为同位素 B.二者互为同素异形体 C.二者属于同一种核素 D.二者属于不同的元素 解析：A　 16O和18O的质子数相等，但是质量数不等，故互为同位素关系，它们均为氧元素，是两种不同的核素。 2.“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料，下列关于Pu的说法正确的是（　　） APu与U互为同位素 BPu与Pu具有完全相同的物理性质 CPu与U具有完全相同的化学性质 DPu与Pu具有相同的核外电子数 解析：D　质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素Pu与U的质子数不同，不互为同位素，A错误Pu与U的质子数不同，属于不同的元素，其化学性质不同，C错误Pu与Pu具有相同的质子数，所以其核外电子数相同，D正确。 3.（2026·徐州高一期末）同位素N用于生命科学研究中的生物医药示踪剂。下列关于N的说法正确的是（　　） A.质子数是7 B.电子数是15 C.中子数是15 D.质量数是22 解析：AN中质子数为7，电子数为7，质量数为15，中子数为15－7＝8，A项正确。 1.提出原子结构模型，首次打破原子不可再分论点的科学家是（　　） A.道尔顿 B.汤姆生 C.卢瑟福 D.玻尔 解析：B　A项，道尔顿最早提出近代原子学说，认为原子不可再分，不符合题意；B项，汤姆生发现电子后，认为原子可以再分，提出“葡萄干面包式”的原子结构模型，符合题意；C项，卢瑟福根据α粒子的散射实验结果，提出有核模型，不符合题意；D项，玻尔引入量子论观点，提出原子核外电子沿着一定的轨道运动，不符合题意。 2.已知阳离子R2＋核外有a个电子和b个中子。表示R原子符号正确的是（　　） AR　　BR　　CR　　DR 解析：C　阳离子R2＋核外有a个电子，阳离子的质子数＝核外电子数＋离子所带电荷数＝a＋2，质量数＝质子数＋中子数＝a＋2＋b，所以R原子可表示为R，C正确。 3.科学家成功合成了118号元素Og，其反应过程为CfCaOg＋n，下列说法不正确的是（　　） ACf是一种核素 BCa和Ca互为同位素 C.核素Og的中子数是118 D.一个Og原子中含有118个电子 解析：C　A项，具有一定中子数和一定质子数的一种原子为一种核素，正确；B项Ca和Ca是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子，互为同位素，正确；C项，核素Og的中子数是294－118＝176，错误；D项，原子中质子数等于核外电子数Og原子中含有118个电子，正确。 4.（1C的放射性可用于考古断代，测定出土文物标本中C的含量，就可以推算出文物的年代C的中子数是　8　。 （2）碘元素的一种核素I可用于治疗肿瘤。该核素的质子数为　53　，中子数为　72　，质量数为　125　。 （3S2－微粒中的中子数为　18　。 解析：（1）质量数＝质子数＋中子数C的中子数为14－6＝8。 （2I的质量数为125，质子数为53，中子数为125－53＝72。 （3S2－微粒的质子数为16，质量数为34，中子数＝34－16＝18。 1.通过α粒子轰击金箔的实验现象否定“葡萄干面包式”原子模型，提出新原子结构模型的科学家是（　　） A.汤姆生 B.玻尔 C.薛定谔 D.卢瑟福 解析：D　汤姆生提出了“葡萄干面包式”原子模型，A错误；玻尔在卢瑟福“有核模型”的基础上，提出了电子在核外的量子化轨道，解决了原子结构的稳定性问题，描绘出了完整而令人信服的原子结构学说，B错误；薛定谔所建立的薛定谔方程是量子力学中描述微观粒子运动状态的基本定律，C错误；卢瑟福提出了原子结构的“有核模型”或“行星模型”，否定“葡萄干面包式”原子模型，D正确。 2.某元素的一个原子形成的离子可表示为Xn－，下列说法中正确的是（　　） AXn－中含有的中子数为a＋b BXn－中含有的电子数为a－n C.X原子的质子数为a＋b＋n D.1个X原子的质量约为 g 解析：DXn－的质子数为a，电子数为a＋n，中子数为b－a。 3.（2025·苏州昆山中学检测）在高层大气中，宇宙射线产生的中子轰击N可使其转变为C。下列说法正确的是（　　） AN和C互为同位素 BC和C60均为碳元素的核素 CN的中子数为7 D.14CO2的相对分子质量为44 解析：C　A项N和C质子数不同，不互为同位素，错误；B项C是碳的一种核素，而C60是单质，不是原子，不是碳元素的核素，错误；D项， 14CO2的相对分子质量为14＋16×2＝46，错误。 4.（2026·苏州中学高一期末）下列化学用语的表述不正确的是（　　） A.18O2－的摩尔质量为18 g·mol－1 B.S2－的结构示意图： C.35Cl、37Cl是两种不同的核素，且互为同位素 D.中子数为173、质子数为113的（Nh）原子为：Nh 解析：D　A项，18O2－的摩尔质量等于其质量数为18 g·mol－1，正确；B项，S2－的最外层为8电子，正确；C项，35Cl、37Cl均为氯元素，是两种不同的核素，两者互为同位素，正确；D项，左上角应写质量数，173＋113＝286，即Nh，错误。 5.（2026·新海高级中学高一月考）在离子R中有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数为（　　） A.A－x＋n＋24 B.A－x＋n＋48 C.A－x＋n－24 D.A＋x－n－24 解析：A　设R中的质子数为a，R的电子数为（a＋8×3）＋n＝x，得a＝x－n－24，R的中子数为质量数减去质子数，为A－（x－n－24），即R中子数为A－x＋n＋24，A项正确。 6.（1）写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：　O　　。 （2）根据下列微粒回答问题HHH、14C、14N、16O、35Cl2、37Cl2。 ①以上8种微粒共有　6　种核素，共包括　5　种元素。 ②互为同位素的是　HHH　。 ③质量数相等的是　14C　和　14N　，中子数相等的是　14C　和　16O　。 （3）相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为　23∶34　；所含中子数之比为　2∶3　；所含电子数之比为　11∶16　。 解析：（1）在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数。因为质子数和中子数之和等于质量数，则表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号为O。 HH、14C、14N、16O表示核素，35Cl2和37Cl2表示氯气分子；题给8种微粒中共包括H、C、N、O、Cl 5种元素。②质子数相同而中子数不同的核素互为同位素，则互为同位素的是HHH。③质量数相等的是14C和14N，质量数均是14；中子数相等的是14C和16O，都含有8个中子。 （3）相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为46∶68＝23∶34；所含中子数之比为（14－6＋8×2）∶[16＋（18－8）×2]＝2∶3；质子数等于核外电子数，则所含电子数之比为（6＋8×2）∶（16＋8×2）＝11∶16。 7.已知R元素的某种同位素，能形成化合物AmRn，其中A的化合价为＋n价。该化合物中一个R微粒的核外电子数为a，核内中子数为b，则该同位素原子的符号是（　　） AR BR CR DR 解析：D　由题意可知在化合物AmRn中R的化合价为－m价，其离子符号为Rm－，已知一个Rm－的核外电子数是a，R的核外电子数为a－m，则其核内质子数为a－m，质量数＝质子数＋中子数＝a－m＋b。 8.（2025·宿迁中学检测）最近，我国某物理研究所取得重大科技成果，研制出由18O所构成的单质气体。18O是一种稳定的同位素，称为重氧。下列有关说法不正确的是（　　） A.1.8 g 18 O2气体的物质的量是0.05 mol B.0.1 mol H2 18O所含的中子数约为6.02×1023 C.0.2 mol 18O2气体的体积约为4.48 L D.18O2气体的摩尔质量为36 g·mol－1 解析：C　A中1.8 g 18O2的物质的量为＝0.05 mol；B中O分子中所含的中子数为18－8＝10，所以，0.1 mol O所含的中子数为0.1×10×6.02×1023＝6.02×1023；C中0.2 mol 18O2气体在标准状况下为4.48 L；D中18O2 的摩尔质量为36 g·mol－1。 9.（Ⅰ）元素X的某种原子和元素Y的某种原子质量数相同，两者质子数之和为34，但前者比后者核内多2个中子，又知Y的这种原子核内质子数与中子数相等，则这两种元素原子的符号分别为X　S　，Y　Ar　。 （Ⅱ）某金属若干克，其原子核外共有2 mol电子，核内共有1.204×1024个中子；同质量的该金属跟足量稀盐酸反应，有0.2 mol电子发生转移，生成6.02×1022个阳离子，试回答： （1）该金属元素为　Ca　，摩尔质量是　40 g·mol－1　。 （2）原子核的组成中，中子有　20　个，质子有　20　个。 （Ⅲ）根据下列叙述，请将A、B、C、D、E、F填于（1）～（4）的空格处：A带正电荷且存在于B中；B由A、C组成且占原子的绝大部分质量；D等于B中A的数值；E等于A、C两数之和；F带负电荷且质量较小。 （1）核电荷数　D　；（2）电子　F　； （3）质量数　E　；（4）中子　C　。 解析：Ⅰ.设X、Y元素原子的质量数为n，质子数分别为m和p，则X的原子为X，Y的原子为Y，由题意有： ，解得，故元素X为硫，元素Y为氩。Ⅱ.由题意可知生成0.1 mol的金属阳离子需转移0.2 mol电子，且0.1 mol金属共有2 mol电子，可知该元素的一个原子有20个质子，20个中子。Ⅲ.在原子中，带正电荷的是质子（A为质子）；质子存在于原子核中（B是原子核）；原子核由中子和质子组成，且占原子绝大部分的质量（C为中子）；核电荷数等于质子数（D为核电荷数）；质量数＝中子数＋质子数（E为质量数）；带负电荷的只有电子（F为电子）。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $