课题2 原子的结构答案：(1)原子核 (2)质子 (3)正 (4)中子 (5)负 (6)核电荷数 (7)核外电子 (8)分层 (9)2 (10)8 (11)原子核及核电荷数 (12)电子层及该层上的电子数 (13)正 (14)＞ (15)负(16)＜ (17)质子 (18)中子1．原子的构成(1)原子可以再分很长时间以来，科学家都以为原子是简单的、不能分割的实心球体。直到1897年，英国科学家汤姆生发现了电子，才第一次揭开了原子的神秘面纱，知道原子还是可以再分的。释疑点原子能否再分原子是化学变化中的最小粒子，在化学变化中不能再分，但是在其他条件下还能再分。(2)原子的构成谈重点原子核的特点原子核居于原子中心，带正电荷，相对于整个原子来说，核外有一个很大的空间，这就是电子运动的区域。原子核虽然小，但几乎集中了整个原子的质量，原子质量主要集中在原子核上。原子核的特点可以概括为：居于原子中心、带正电荷、体积小、相对质量较大。(3)原子中各粒子的电性粒子种类电性质子一个单位正电荷中子不带电电子一个单位负电荷(4)几种常见原子的构成种类质子数中子数电子数氢1017
碳666氧888钠111211氯171817辨误区原子一定是由质子、中子、核外电子构成的吗原子一般由质子、中子、核外电子这三种粒子构成，但某种氢原子中只有一个质子和一个核外电子，无中子。(5)原子中各种粒子之间的关系①原子中，质子所带正电荷总数与核外电子所带负电荷总数相等，中子不带电，整个原子不显电性。②在原子中，核电荷数＝质子数＝核外电子数。③不同种类的原子，核内质子数不同。【例1】下列关于原子的叙述，正确的是( )A．原子是不能再分的粒子B．一切原子的原子核都是由质子和中子构成的C．原子核内质子数等于核外电子数D．原子核内质子数必等于中子数解析：A×原子在化学变化中不可再分B×原子核一般由质子和中子构成，但某种氢原子核内无中子C√原子核内质子数等于核外电子数，不一定等于中子数D×答案：C2．原子核外电子的排布(1)电子层核外电子运动不像汽车、火车一样有自己的运动路线，但也有自己的运动特点：在含有多个电子的原子里，电子的能量并不同。能量低的电子通常在离核较近的区域内运动，能量较高的在离核较远的区域内运动，科学家形象地将这些区域称为电子层。释疑点电子层真实存在吗在原子中，电子层并不真实存在，只是科学家为了研究方便而进行的一种人为规定。(2)核外电子的分层排布核外电子是在不同的电子层内运动的，人们把这种现象叫做核外电子的分层排布。现在发现的元素原子核外电子最少的有1层，最多的有7层。①电子层数、电子能量、离核远近关系电子层数 电子 离核由近到远，能量由低到高②核外电子的排布规律a．第一层最多容纳2个电子，第二层最多容纳8个电子，最外层最多能容纳8个电子；b．当第一层为最外层时，不超过2个电子；c．电子尽先排在能量最低的内层，若内层排满有多余的电子再向外排。(3)原子结构示意图用原子结构示意图可以简明、方便地表示原子结构。小圈及圈内数字表示原子核和核内质子数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层的电子数。下图是钠元素的原子结构示意图。7
(4)原子结构与元素化学性质的关系元素分类原子最外层电子数得失电子化学性质金属元素一般少于4易失去最外层电子活泼，易发生化学反应非金属元素一般多于4易得电子稀有气体元素8(He为2)不易得失电子稳定，极难发生化学反应析规律最外层电子数决定元素的化学性质元素得失电子的化学性质决定于该元素原子的最外层电子数。最外层电子数相同的原子，其化学性质相似。【例2】根据给出的原子结构示意图，回答下列问题：He Mg Ca(1)Mg和Ca的化学性质________(填“活泼”或“不活泼”)。(2)He的化学性质________(填“活泼”或“不活泼”)。由此可知，最外层电子数相同时，化学性质________(填“一定”或“不一定”)相似。解析：由原子结构示意图知，Mg和Ca的最外层电子数均为2，故二者都易失去2个电子，化学性质活泼；He虽然最外层(也是第1层)也是2个电子，但却达到了相对稳定结构，不易得失电子，化学性质不活泼。可见，最外层电子数相同时，元素的化学性质不一定相似。答案：(1)活泼 (2)不活泼 不一定3．离子的形成(1)离子的概念带电荷的原子(或原子团)叫做离子。(2)离子的分类①阳离子：带正电荷的原子(或原子团)叫做阳离子，如Na＋、Ca2＋、NH(铵根离子)。②阴离子：带负电荷的原子(或原子团)叫做阴离子，如O2－、Cl－、OH－。(3)离子的形成原子失去电子，带正电荷，形成阳离子(核电荷数＝质子数＞电子数)。原子得到电子，带负电荷，形成阴离子(核电荷数＝质子数＜电子数)。(4)离子的表示方法①离子的表示方法在元素符号(或原子团)的右上角标出所带的电荷及电性。标法是先写数字后写“＋”“－”号，读作“几个单位的正(负)电荷”。例如，带2个单位负电荷的氧离子，可表示为“O2－”。只带1个单位电荷时，数字1省略不写，如Na＋、Cl－等；若要表示几个离子，直接在离子符号前加上数字，如2个钠离子表示为“2Na＋”。②较复杂的离子(带电原子团，由两种以上元素原子组成，称为某某根离子)离子名称离子符号离子所带电荷氢氧根离子OH－－1硫酸根离子SO－2硝酸根离子NO－1碳酸根离子CO－2碳酸氢根离子HCO－1铵根离子NH＋1③离子中数字的含义7
(5)离子化合物的形成过程以氯化钠的形成过程为例：因为钠原子的最外层电子数为1，倾向于失去1个电子；氯原子的最外电子层上有7个电子，倾向于得到1个电子。当钠原子和氯原子化合时，钠原子就会失去1个电子给氯原子，氯原子得到电子之后，形成最外层电子达到8电子的稳定结构的Na＋和Cl－，二者互相结合，成为NaCl，可用下图表示：NaCl【例3—1】下列关于Na和Na＋的说法，不正确的是( )A．核内质子数相同B．核外电子数相同C．核电荷数相同D．相对原子质量相同解析：Na变成Na＋的过程中，发生改变的只是核外电子数，原子核不变，故质子数、核电荷数没变化。原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量很小，可以忽略不计。答案：B(6)物质与其构成粒子之间的关系构成物质的粒子有分子、原子、离子，物质与其构成粒子之间的关系如下图所示：【例3—2】下列关于分子、原子、离子的说法，其中正确的是( )A．原子是最小的微粒，不可再分B．钠原子的质子数大于钠离子的质子数C．当二氧化碳气体变成干冰时，二氧化碳分子间不存在间隔D．分子、原子、离子都可以直接构成物质解析：A×原子在化学变化中不可再分，离开这一条件，原子可分成原子核和核外电子B×钠原子变为钠离子只是失去一个电子，原子核内质子数不变7
C×分子之间有间隔，由气态变为液态和固态只是分子间的间隔变小了D√分子、原子、离子都是构成物质的粒子答案：D4．相对原子质量(1)原子的实际质量①不同原子所含的质子、中子、电子数目不同，所以每个原子的质量也不同。粒子种类质量质子1.6726×10－27kg中子1.6749×10－27kg电子质子质量的1/1836②原子的质量很小，例如1个氧原子的质量为2.657×10－26kg。(2)相对原子质量①使用原因由于原子的实际质量太小，书写和使用都不方便，所以采用相对原子质量。②概念以一种碳原子(核内有6个质子和6个中子)的质量的1/12为标准，其他原子的质量跟它相比较所得的比，作为这种原子的相对原子质量(符号为Ar)。③表达式相对原子质量＝其中，一种碳原子(含6个质子和6个中子的碳原子)质量的1/12约为1.661×10－27kg。④举例氧原子的相对原子质量＝≈16⑤相对原子质量与质子数、中子数的关系：相对原子质量＝质子数＋中子数辨误区相对原子质量就是原子的实际质量吗相对原子质量只是一个比值，不是原子的实际质量。相对原子质量越大，原子的实际质量也越大。⑥查元素的相对原子质量可从元素周期表中查或从相对原子质量表(附录Ⅱ)中查，也可从物理、化学手册中查。【例4—1】下列说法正确的是( )A．相对原子质量和原子质量都没有单位B．氢的相对原子质量为1，所以氢的原子质量为1gC．相对原子质量只是一个比值D．一个碳原子的质量为1.993×10－26kg，一个铁原子的质量为9.288×10－26kg，碳原子的相对原子质量大于铁原子的相对原子质量解析：A×原子质量很小，有单位，相对原子质量是一个比值，单位为“1”C√B×氢的相对原子质量为1，实际质量约为1.67×10－27kg，并非1gD×由相对原子质量定义知，原子质量越大，相对原子质量也越大答案：C【例4—2】我国著名科学家、中国科学院院士张青莲教授主持测定了铟、铱、锑、铕等几种元素的相对原子质量新值，其中他测定核电荷数为63的铕元素的相对原子质量的新值为152。则下列说法正确的是( )A．铕元素的原子质子数为63B．铕元素的原子中子数为63C．铕元素的原子核外电子数为152D．铕元素的原子的质量为1527
解析：铕元素的原子质子数＝核电荷数＝核外电子数＝63，中子数＝相对原子质量－质子数＝152－63＝89；铕元素原子的相对质量为152，而不是实际质量。答案：A5．原子和离子的比较(1)相同点①都是构成物质的一种粒子。②同种元素的原子和离子，核内质子数相同，核电荷数相同，相对原子质量也相同。(2)区别原子：电中性，质子数＝电子数。阳离子：带正电，质子数＞电子数。阴离子：带负电，质子数＜电子数。可见，判断原子、离子的依据是质子数与电子数的关系。(3)联系阳离子原子阴离子【例5】(综合题)现有以下6种微粒的结构示意图，如图所示：A B CD E F(1)表示原子的是________(填序号，下同)。(2)表示阳离子的是________。(3)表示阴离子的是________。解析：原子中，质子数＝电子数＝核电荷数，故A、C、F为原子，D、E中质子数＞电子数，显正电，为阳离子；B中质子数＜电子数，显负电，为阴离子。答案：(1)ACF (2)DE (3)B6．求相对原子质量的方法(1)已知原子的实际质量时，根据相对原子质量的表达式来求。相对原子质量＝＝例如，一个氯原子的质量是5.885×10－26kg，则：氯原子的相对原子质量＝≈35.4(2)已知原子的质子数(核电荷数或核外电子数)和中子数时，根据相对原子质量＝质子数＋中子数来求。例如，某种钠元素原子核内有11个质子、12个中子，则该钠原子的相对原子质量＝11＋12＝23。【例6—1】(基础题)作为相对原子质量标准的碳原子的质量为mkg，某元素的一个原子的质量为nkg，则该元素原子的相对原子质量为( )7
A． B．C．D．解析：根据相对原子质量的定义，知：相对原子质量＝＝＝答案：C【例6—2】(综合题)某原子的核电荷数为18，中子数比电子数多4，则该原子的相对原子质量是( )A．42B．40C．44D．22解析：在原子中，质子数＝核电荷数＝电子数。由题意知该原子的质子数为18，中子数为18＋4＝22。相对原子质量＝质子数＋中子数＝18＋22＝40。故B正确。答案：B7．正确认识粒子(1)粒子不等同于离子。粒子的范围更大，包括原子、分子、离子等，而离子只是粒子的一部分。(2)原子生成离子时，由于最外层电子数发生了改变，所以化学性质也发生了改变。(3)稳定结构与稀有气体。①稳定结构是一种相对状态，具有稳定结构的原子构成的物质也可能和某些物质发生反应。稀有气体化学性质不活泼，但在一定条件下也可以与其他物质反应。②有稳定结构的粒子并非一定是稀有气体原子，可能是阳离子或阴离子。所以核外电子层结构相同的粒子并不一定是同一种粒子，如粒子和的电子层结构相同，由于质子数不同，仍然是两种粒子。【例7—1】某粒子的结构示意图为，则下列说法正确的是( )A．它一定是氖原子 B．它一定是阴离子C．它一定是阳离子D．以上三种都有可能解析：根据原子和离子结构中核内质子数与核外电子数的关系可知：当x＝2＋8时，该粒子是氖原子；当x＞2＋8时，该粒子是阳离子(如Na＋、Mg2＋)；当x＜2＋8时，该粒子是阴离子(如O2－、F－)。答案：D【例7—2】已知A、B、C三种元素的粒子结构示意图依次如下：A B C(1)当A、B为原子结构示意图时：x＝________，y＝________。(2)C表示的是________(填“阳离子”“阴离子”或“原子”)的结构示意图，该元素与B元素形成的化合物是由________(填“分子”“原子”或“离子”)构成的。解析：原子中：质子数＝电子数，阳离子中：质子数＞电子数，阴离子中：质子数＜电子数。答案：(1)10 1 (2)阴离子 离子7
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