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专题三 原子的构成【课标要求】知道原子是由原子核和核外电子构成的。知道同一元素的原子和离子可以互相转化，初步认识核外电子在化学反应中的作用。能根据原子序数在元素周期表中找到指定的元素。学会科学表示原子质量大小的方法相对原子质量。【核心内容】了解原子是由质子、中子和电子构成的；依此进行物质的可分性的辩证唯物主义教育。原子的构成 知道核电荷数、质子数和核外电子数的关系；利用有关原子结构的科学史实使学生了解科学家严谨求实的科学态度；通过对问题探究提高学生的想象能力、创新能力。能够认识原子结构示意图；知道离子的形成过程，了解原子核外电子的排布与元素性质的关系；原子中的电子 知道原子序数与质子数、核外电子数的关系，能根据原子序数在元素周期表中找到指定的元素知道不同原子质量不同；知道相对原子质量的概念，能说出原子的实际质量与相对原子质量的关系；相对原子质量 能根据相对原子质量的概念进行简单计算；掌握一种科学方法：相对原子质量法。【要点精讲】一、原子的构成：原子尽管很小，用化学方法不能再分，但用其它方法可以再分，因为原子也有一定的构成。原子结构如下： 质子(每个质子带一个单位正电荷) 体积很小,约占原子体积的几千亿分之一 原子核(带正电) 中子 (不带电) 原子核外电子 (每个电子带一个单位负电荷) 在核外一个相对很大的空间内做高速运动（1）原子中，因为中子不带电。1个质子带1个单位正荷，所以核电荷数（原子核所带正电荷总数的简称）=核内质子数。（2）在原子中：原子核所带正电荷的总数（即核内质子数）和核外电子所带负电荷的总数相等，电量相等，电性相反，因而整个原子对外不显电性。可概括为：在原子中，核电荷数质子数核外电子数。 （3）原子中电子的质量很小，只有质子或中子质量的1/1836。故原子的质量主要集中在原子核上。（4）每个原子只有一个原子核，原子的种类是由核电荷数（核内质子数）决定的。 （5）原子核内的中子数不一定等于质子数，如铁原子中质子数为26，中子数为30；同一种类的原子中，因中子数的多少不同，就形成了同一种类原子中的不同原子，如质子数为6的碳原子中，有中子数为6、7、8三种不同碳原子。 并非所有原子中都存在中子。普通氢原子的原子核内只有1个质子，没有中子。二、原子中的电子电子对原子的性质有很大影响，不仅原子的体积是由电子决定的，原子在化学反应中的表现也是由电子决定的。原子结构示意图如下图是一个原子的结构示意图。图中的小圈和圈内的数字表示原子核及核内质子数，“+”表示原子核带正电，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层上容纳的电子数。 +11821 电子层上的电子数电子层 核内质子数原子核元素的化学性质主要是由最外层电子数（用“n”表示）决定，一般来说：当n4时，该元素为金属元素，原子易失电子；当4n8时，该元素为非金属元素，原子易得电子；当n=8（或只有一个电子层时n=2）时，该元素为稀有气体元素，原子既不易失电子，也不易得电子，化学性质稳定，我们把这样的原子结构称为相对稳定结构。离子：定义：离子是带电的原子或原子团。离子也是构成物质的一种基本粒子。分类 阳离子：带正电的离子离子 阴离子：带负电的离子离子的形成：有的原子要化学反应中容易失去电子形成阳离子，如多数金属原子；有的原子要化学反应中容易得到电子形成阴离子，如许多非金属原子；有的原子既不易失去电子，也不易得到电子，如氦、氖、氩等稀有气体的原子。离子符号的意义： 表示每个镁离子带两个单位正电荷2Mg2+表示两个镁离子离子符号前面的化学计量数只表示离子的个数。离子符号的表示方法：在元素符号（或原子团符号）的右上角标明该离子所带的电荷，数值在前，正、负号在后。离子带1个单位正电荷（或负电荷）时，电荷数“1”省略不写。如：Ca2+、Al3+、Cl-、O2-原子与离子的比较：原子离子阳离子阴离子结构核内质子数=核外电子数核内质子数核外电子数核内质子数核外电子数电性不显电性（电中性）带正电带负电表示方法元素符号：O、Na离子符号：Na+、Mg2+离子符号：S2-、Cl-相互转化元素周期表：元素周期表是学习和研究化学的工具，共有7个横行,18个纵行,每一个横行叫做一个周期,每一个纵行叫做一个族。在中性原子中：原子序数=核电荷数质子数核外电子数。三、相对原子质量： 定义：国际上以碳12原子（原子核内有6个质子和6个中子）的质量的1/12作为标准，其它原子的质量跟它比较所得的值，就是这种原子的相对原子质量。用公式可表示为：由此可见，相对原子质量是一个比值，不是原子的实际质量。国际单位制（SI）单位为1（一般不写出）。质子和中子的质量大致相等，都约等于碳原子质量的1/12，电子的质量很小，仅相当于质子或中子质量的1/1836。因此质子和中子的相对质量都约为1，电子的相对质量为1/1836。由于原子的质量主要集中在原子核上，所以，相对原子质量质子数中子数。 原子的质量和相对原子质量的区别和联系：原子的质量相对原子质量来源测定出来的比较出来的性质绝对的相对的数值非常小1，大多取整数单位kg单位是1以碳12原子为例1.99310-26 kg12联系原子质量越大，其相对质量也越大例题解析【例1】人们为揭示原子结构的奥秘，经历了漫长的探究过程。自1897年汤姆生发现电子并提出类似“西瓜”的原子模型，1911年著名物理学家卢瑟福等人为探索原子的内部结构又进行了下面的实验。他们在用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的粒子轰击金箔时，发现： 大多数粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向 一小部分粒子改变了原来的运动方向 有极少数粒子被弹了回来 请你根据对原子结构的认识，分析出现上述现象的原因： (1)现象一： ； (2)现象二： ； (3)现象三： 。【解析】该题灵活、新颖，考查对原子内部结构的微观理解程度和运用所学知识解决实际问题的能力。如图原子中原子核所占体积极小，其半径为原子半径的十万分之一，相对而言，原子中电子在很大的空间内运动，但原子的质量主要集中在原子核上，即原子核中正电荷密集、质量大、体积小。当用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的粒子轰击正电荷、质量都很大的金原子时，粒子能顺利通过原子内相对较大的空间和原子间空隙，如撞击到原子核时，则被弹回。答案：(1)原子核很小，原子内部有很大空间 (2)原子核带正电，粒子途经金原子核附近时，受到斥力而改变了运动方向 (3)金原子核质量比粒子大很多，当粒子正碰到金原子核时被弹了回来。【例2】下面这幅卡通画形象地展现了钠与氯气反应形成氯化钠的微观过程，在此过程中，钠原子变成了钠离子。 (钠原子和氯原子的结构示意图分别为：Na Cl (1)钠元素处于元素周期表中的第 周期；(2)氯是非金属元素，它的原子在化学反应中一般比较容易 电子；(3)请你比较分析钠原子和钠离子的微粒结构的异同：相同之处： ；不同之处 。【解析】此题是考查原子与离子的区别与联系、离子的形成过程、原子序数与质子数、核外电子数的关系等有关知识的一道综合性题目。首先结合两种原子的原子结构示意图分析题目，尤其是卡通中的信息认识到：钠原子的核外有三个电子层，因此钠原子处于元素周期表的第三周期；元素的性质是由最外层电子数决定，钠原子的最外层电子数为1，容易失去一个电子形成相对稳定结构，成为带1个单位正电荷的钠离子，氯原子容易得到一个电子形成相对稳定的带负电荷的氯离子，钠离子和氯离子相互作用就形成了氯化钠。 答案：(1)三(或者：3) (2)得到(或者：获得)(3)核电荷数或者质子数相同，第一层和第二层电子数相同；核外电子数、电子层数、最外层电子数不同【例3】在元素周期表中，应用于计算机的硅元素如右图所示，下列有关硅的说法正确的是（ ） A. 原子序数是14 B. 原子个数是14 C相对原子质量是14 D质子数是28.1【解析】本题考察的知识很综合，包括元素周期表的原子序数是与质子数相对应的，包括周期表中各个位置是死固定的：上左的位置是原子序数的，上右的位置是元素符号，中间的位置是元素名称，下边的位置是相对原子质量。所以B、C、D是错的。答案：A【例4】甲原子与乙原子的质量比为a：b，而乙原子与C12原子的质量比为c：d，则甲原子的相对原子质量为（ ） A. B. C. D. 【解析】法1.根据相对原子质量的定义计算。根据题意可知： 则：法2.由相对原子质量定义可知，原子的实际质量与相对原子质量成正比。设甲原子的相对原子质量为x，乙原子的原子的相对原子质量为y，那么： 答案：D【例5】现有H、O、H+、O2、H2、O2、OH、H2O八种微粒，试用这些微粒的符号填写下列空白：（1）能保持水的化学性质的微粒是 ；（2）氢气和氧气化合生成水的过程中的最小微粒是 ；（3）水变成水蒸气时 没有变化；（4）电解水得到的产物是 ；（5）没有电子的微粒是 ；（6）质子数少于核外电子数的微粒是 ；（7）电子数相同的微粒是 ；【解析】本题主要考查分子、原子和离子的概念以及对有关化学用语和原子结构等基本知识的理解程度。这就要求在学习中要注意结合一些具体物质将有关知识进行系统总结和分析，以解决各种复杂问题。各项解答分述如下：（1）由于分子是保持物质化学性质的一种微粒，而水又是由水分子构成的，所以能保持水的化学性质的微粒是水分子（H2O）；（2）氢气和氧气化合时，氢分子与氧分子先各自分成氢原子（H）和氧原子（O），然后两种原子再重新组合生成水分子。因此，氢气与氧气化合时的最小微粒是氢原子和氧原子。（3）水变成水蒸气只是水的状态改变，水的化学性质没变，因此，水分子本身没有变化；（4）由电解水的实验可知：电解水的产物是氢气和氧气，而氢气和氧气分别由氢分子（H2）和氧分子（O2）构成；（5）氢原子核外只有一个电子，失去后变成没有电子的氢离子（H+）；（6）由于质子带正电荷，电子带负电荷，所以，质子数小于电子数的微粒应带有负电荷，即O2和OH；（7）经分析可知：OH、H2O、O2的电子数都是10个。答案：（1）H2O （2）H、O （3）H2O （4）H2、O2 （5）H （6）O2、OH （7）OH、H2O、O2【技能训练】1.月球土壤含有大量氦3原子，它可能成为未来核能的重要原料。氦3原子核内有1个中子和2个质子。氦3原子结构示意图是( )2下列各组物质中，都是由分子构成的是 （ ）A.水、氢气 B.铁、氧气 C.氯化钠 、铜 D.氯化钠、水3科学家发现某些原子具有放射性，即原子能自动地放射出一些固定的粒子。据此推断，当一种元素的原子经过放射变化后，结果变成了另一种元素的原子。它一定是放射了（ ）A电子 B中子 C质子 D该原子的原子核4下列有关分子和原子的说法中，错误的是( )A原子是由原子核和核外电子构成的B保持水的化学性质的粒子是水分子C分子的质量总比原子的质量大 D在化学反应中分子可分而原子不可分5根据下列各组元素的原子结构示意图分析：具有相似化学性质的一组是（）6对于Mg2+和Mg两种粒子比较，下列说法不正确的是 ( ) A它们的电子数相同 B它们的化学性质相同 C它们的质子数相同+1328 D它们都是构成物质的粒子7某微粒结构示意图为 ，下列说法中错误的是( )A该微粒为稳定结构B该微粒原子核内有13个质子C该微粒属于原子 D该微粒带3个单位正电荷8.某元素是人体中的常量元素，它在人体内99%存在于骨骼和牙齿中。该元素的原子结构示意图为： ，则该元素的原子序数为 ，该原子核外有 个电子层，该元素属于 （填“金属”或“非金属”）元素，该元素在化合物中的常见化合价为 。拓展提高9我国著名科学家、中国科学院院士张青莲教授主持测定核电荷数为63的铕元素的相对原子质量为l52，则该元素的原子中质子数是 ，中子数是 。10科学家设想宇宙中可能存在完全由反粒子构成的物质反物质；物质与反物质相遇会释放出巨大的能量，在能源研究领域中前景可观。正电子、负质子等都是反粒子，它们跟通常所说的电子、质子相比较，质量相等但电性相反。请你推测，反氢原子的结构可能是（）A由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成B由1个带负电荷的质子和1个带正电荷的电子构成C由1个带正电荷的质子和1个带正电荷的电子构成D由1个带负电荷的质子和1个带负电荷的电子构成11近年用红外激光技术研究液氢，发现液氢中含有H3+。则H3+属于( )A单质 B分子 C原子 D离子12下列说法你认为正确的是 ( ) A如果两种粒子属于同一种元素，则它们原子核中的质子数一定相同 B如果两种粒子含有的质子数相同，则它们一定属于同一种元素 C由同种元素组成的单质性质相同 D如果两种粒子含有的电子数相同，则它们一定属于同一种元素13在宏观物质、微观粒子和化学符号之间建立联系，是化学科学特有的思维方式。已知氢、碳、氧、钠、氯五种元素的核电荷数分别为1、6、8、11、17。试按下列要求，写出微观粒子的化学符号，以及由这种粒子构成的或含有这种粒子的一种物质的名称（微观粒子和物质所涉及的元素限定在上述5种元素内）。需满足的条件粒子的化学符号对应的物质的名称（1）质子数为11的同种元素的原子和离子（2）质子数均为10的两种不同的分子（3）质子数为1的阳离子和质子数为9的阴离子14元素周期表是学习和研究化学的重要工具。下图是元素周期表的一部分。族周期 IA O1 1 H1.008AAAV AAA 2He4.0032 3 Li6.941 4 Be 9.012 6 C 12.01 7 N 14.0l 8 0 16.00 9 F 190010 He 20.8l3 12Mg 24.31 13 Al 26.98 14 Si 28.09 16 S 32.06 17 Cl 35.45 18Ar39.95图A(1)很多科学家对元素周期表的发现和完善做出了重大贡献，请写出其中一位科学家的名字： 。(2)查出碳的相对原子质量： ，写出16号元素的元素符号： 。(3)表中不同种元素最本质的区别是 (填序号)。A质子数不同 B中子数不同 C相对原子质量不同 D电子数不同(4)利用元素周期表，人们对元素的认识进入全新的飞跃时期。近日，俄罗斯科学家宣布他们将人工合成第1 18号元素，则此元素的核电荷数为 。(5)原子序数为6的元素和原子序数为8的元素组成的能引起温室效应的化合物是 (填化学式)。(6)原子序数为3的锂元素在氧化物中显+l价，写出锂的氧化物的化学式 。(7)图C是某元素的原子结构示意图，该元素在图A中的位置是(选填或或) ；(8)图D是氧元素的原子结构示意图，图A中与氧元素在同一纵行的硫元素其原子结构与氧原子相似。由此推测，硫原子在化学反应中易 (填“得”或“失”) 个电子。(9)研究表明：第二周期从3号-9号元素的原子电子层数相同，核电荷数逐渐增大，核对核外电子的引力逐渐增大，故原子半径逐渐减小。我分析第三周期从11号-17号元素原子半径变化规律是 15、在化学世界里，没有生命的阿拉伯数字也变得鲜活起来，它们在不同的位置显示着不同的含义。请你试着写出两个带有数字“2”但含义却不同的粒子符号： (1) ； (2) 。
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