【暑期銜接】新九年級化學暑假課程講義：第七講 原子的結

第七講原子的結構【學習目標】1．認識物質的微粒性，知道除了分子、原子之外，還有離子也是構成物質的一種微粒。2．知道原子是由原子核和核外電子構成的。3．知道同一元素的原子和離子可以互相轉化，初步認識核外電子在化學反應中的作用?！净A知識】一、科學史話——原子結構的探索歷程1.公元前5世紀，希臘哲學家德謨克利特等人認為：萬物是由大量的不可分割的微粒構成的，即原子。2.1803年，道爾頓提出：構成物質的最小粒子是原子，原子是不可再分的實心球體。3.1897年，湯姆生在原子內部發(fā)現(xiàn)了電子，人們終于拋棄了原子不可分割的陳舊觀念。4.1911年，盧瑟福通過精密的實驗證明在原子中心有一個極小的核，電子繞核做高速旋轉。二、原子的構成1.原子結構構成原子的微粒有三種：質子、中子、核外電子。決定原子種類的是：質子數(shù)。原子種類質子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)氫101碳666氧888鈉111211氯171817【想一想】不同原子之間的有哪些區(qū)別？原子種類不同，質子數(shù)不同。（2）所有的原子核都是由質子和中子構成的嗎？并不是所有原子中都含有中子。氫原子不含中子。（3）在原子中，電子數(shù)、質子數(shù)與中子數(shù)有何關系？在原子中，質子數(shù)不一定等于中子數(shù)，核電荷數(shù)＝質子數(shù)＝電子數(shù)。4.原子不顯電性的原因：原子是由居于原子中心帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成，原子核又是由質子和中子構成，質子帶正電，中子不帶電；原子核所帶的正電荷數(shù)（核電荷數(shù)）和核外電子所帶的負電相等，但電性相反，所以整個原子不顯電性。三、原子核外的電子是如何運動的？(1)高速運動(2)無規(guī)則運動(3)分層運動把電子在不同的區(qū)域內運動的現(xiàn)象叫做核外電子的分層排布。核外電子的分層排布在含有多個電子的原子里，電子的能量并不相同。能量低的通常在離核近的區(qū)域運動；能量高的通常在離核遠的區(qū)域運動。離核最近的叫第一層，依次向外類推，分別叫做二、三、四、五、六、七層，即在含有多個電子的原子里，核外電子是在能量不同的電子層上運動的。電子層：1234567離核：由近到遠。能量：由低到高。（能量低的在離核近的區(qū)域運動，能量高的在離核遠的區(qū)域運動。）核外電子分層排布的規(guī)律(僅限前3層)（1）先“里”后“外”；(能量最低原則)（2）第一層最多安排2個，第二層最多安排8個；（3）最外層最多安排8個電子(最外層同時這第一層時最多安排2個子)。3.原子結構示意圖（1）畫法：畫圓圈，標核電，弧線呈扇面，數(shù)字一條線。原子核外電子的排布部分原子結構示意圖【想一想】在這些原子中第一層電子數(shù)不超過幾？最外層電子數(shù)不超過幾？第一層不超過2，最外層電子數(shù)不超過8（只有一層時不超過2）鋰、鈹、鈉、鎂、鋁等金屬的原子最外層電子一般少于幾個？不超過4氮、氧、氟、磷、硫、氯等非金屬的原子最外層電子一般多于幾個？多于4氦、氖、氬等稀有氣體的原子最外層電子數(shù)目有什么特點？最外層達到穩(wěn)定結構原子的第一層一般不超過2個電子，最外層一般不超過8個電子。金屬原子的最外層電子一般少于4個。非金屬原子的最外層電子一般多于4個。稀有氣體最外層都有8個電子（He為2個電子）。氖、氬等稀有氣體不易與其他物質發(fā)生化學反應，化學性質較穩(wěn)定，它們的原子最外層都有8個電子（氦為2個電子）這樣的結構，稱為相對穩(wěn)定結構。離子的形成【想一想】非金屬原子和金屬原子最外層是一種不穩(wěn)定結構，要趨向于達到相對穩(wěn)定結構，怎么樣才能達到目的呢？在化學反應中，金屬元素的原子易失去最外層電子，非金屬元素的原子易得到電子，目的是達到最外層8電子的穩(wěn)定結構。稀有氣體原子的最外層都有8個電子（氦為2個電子），是相對穩(wěn)定結構，性質較穩(wěn)定。金屬的原子最外層電子一般少于4個，易失電子。非金屬的原子最外層電子一般多于4個，易得電子。鈉原子的最外層有1個電子，氯原子的最外層有7個電子，當鈉與氯氣反應時，鈉原子最外層的1個電子轉移到氯原子的最外層上，這樣兩者都形成相對穩(wěn)定的結構?！扳c原子”失去一個電子后，“氯原子”得到一個電子后，這時他們還呈電中性嗎？這時原子帶上電荷，這種帶電荷的原子叫什么？離子的定義:“鈉原子”因失去一個電子而帶上了一個單位正電荷，表示為Na+，“氯原子”因得到一個電子而帶上了一個單位負電荷，表示為Cl-。帶電荷的原子或原子團叫做離子。離子的分類（1）陽離子：帶正電荷的原子或原子團。（2）陰離子：帶負電荷的原子或原子團。3.離子的表示方法陽離子:H+Na+K+Mg2+Al3+NH4+氫離子鈉離子鉀離子鎂離子鋁離子銨根離子陰離子:F-Cl-O2-S2-氟離子氯離子氧離子硫離子NO3-OH-CO32-SO42-硝酸根離子氫氧根離子碳酸根離子硫酸根離子4.離子符號的意義例如-----鎂離子:Mg2+；5個硫酸根離子:5SO42-5.離子的結構特點6.離子與原子的關系相對原子質量（Ar）1個氫原子：1.67×10－27kg;1個碳原子：1.993×10－26kg;1個氧原子:2.657×10－26kg這些原子的質量都非常小。相對原子質量就是以一種碳原子質量的1/12（1.66×10-27Kg）為標準，其他原子的質量跟它相比較所得到的比值。相對原子質量的單位是“1”。相對原子質量不是原子的真實質量，是一個比值，它的國際單位是一，符號是1。（單位1，一般不寫出）質子和中子的質量跟相對原子質量標準相比較，均約等于1。相對原子質量約等于質子數(shù)加中子數(shù)。相對原子質量≈質子數(shù)+中子數(shù)【考點剖析】考點一：原子的結構例1.原子核（）A．由電子和質子構成B．由質子和中子構成C．由電子和中子構成D．由質子、中子、和電子構成【解析】解：原子是由原子核和核外電子構成，原子核分為質子和中子。故選：D。例2.下列對原子的認識正確的是（）A．原子是構成物質的最小微粒B．原子是構成一切物質的基本微粒C．原子是化學變化中的最小微粒D．原子是可分割成更小微粒的空心小球【解析】解：A.原子分為原子核和核外電子，原子核分為質子、中子等，故A錯誤；B.原子是由原子核和核外電子構成的，原子核由質子、中子構成，故B錯誤；C.原子是用化學方法不能再分的微粒，所以原子是化學變化中最小粒子，故C正確；D.原子核由質子和中子構成，但氕沒有中子，故D錯誤。故選：C。例3.填寫下表中的空格。原子種類核電荷數(shù)質子數(shù)原子序數(shù)核外電子數(shù)氧88硫1616鎂1212【答案】：原子種類核電荷數(shù)質子數(shù)原子序數(shù)核外電子數(shù)氧8888硫16161616鎂12121212例4.原子是由居于原子中心、帶_____的原子核和核外帶_____的電子構成，原子核是由____和_____構成。由于它們所帶的電荷，電性，所以整個原子_____(填顯或不顯)電性?！敬鸢浮看鸢笧椋赫回?；電子；正；質子；中子；正；電子；負；相等；相反．【解析】解：原子由帶正電荷的原子核和核外帶負電的電子構成，原子核是由帶正電的質子與不帶電的種子構成，原子核所帶的電荷數(shù)與核外電子所帶的電荷數(shù)相等，電性相反，所以整個原子不顯電性．故答案為：正；負；電子；正；質子；中子；正；電子；負；相等；相反．例5.能保持物質的化學性質的最小粒子是____；化學變化中的最小粒子是_____；原子中帶正電荷的粒子是_________；不顯電性的粒子有、、?！窘馕觥拷猓海?）構成物質的微粒能保持物質的化學性質，故能保持物質化學性質的是分子和原子，故填：分子、原子；（2）化學變化中最小的粒子是原子，故填：原子；（3）原子核和質子是帶正電荷微粒，故填：原子核、質子；（4）不顯電性的微粒是分子、原子、中子，故填：分子、原子、中子；例6.據(jù)報道，1994年12月科學家發(fā)現(xiàn)了一種新元素，它的原子核內有111個質子，161個中子，則該元素核外電子數(shù)是?！窘馕觥拷猓涸又写嬖冢褐凶訑?shù)+質子數(shù)=質量數(shù)，則質子數(shù)=質量數(shù)-中子數(shù)=272-161=111，又質子數(shù)=原子序數(shù)=核外電子數(shù)，所以該元素的原子序數(shù)為111。例7化學變化中最小的粒子是（）分子B．原子C．中子D．質子【解析】解：化學變化的實質是分子分裂成原子，原子又重新組合成新分子，故化學變化中的最小粒子是原子。故選：B。考點二：原子結構示意圖例8.“嫦蛾一號”的任務之一是探測月球上的氦-3資，He-3的原子結構示意圖為圖中x為()A.1B.2C.3D.4【解析】解：由氦-3的原子結構示意圖，原子核內質子數(shù)為2，則核外電子數(shù)也應為2，故x為2；故選：B。例9．是某粒子的結構示意圖，下列說法中不正確的是（）A．該元素原子的核外有2個電子層B．該粒子是陽離子C．該元素是一種金屬元素D．該粒子具有穩(wěn)定結構【解析】解：A.圖中粒子，質子數(shù)=13，核外電子數(shù)=10，質子數(shù)＞核外電子數(shù)，為陽離子；是原子失去3個電子得到的，其原子的原子核外有3個電子層，故選項說法錯誤。B.圖中粒子，質子數(shù)=13，核外電子數(shù)=10，質子數(shù)＞核外電子數(shù)，為陽離子，故選項說法正確。C.圖中粒子，質子數(shù)=13，為鋁元素，帶“钅”字旁，屬于金屬元素，故選項說法正確。D.圖中粒子，最外層電子數(shù)為8，屬于相對穩(wěn)定結構，故選項說法正確。故選：A。例10．下列關于四種粒子的結構示意圖的說法中正確的是（）A．①③屬于不同種元素 B．②表示的元素在化合物中通常顯﹣1價 C．①③的化學性質相似 D．④屬于離子，離子符號為Mg2+【解析】解：A.①③的質子數(shù)相同，屬于同種元素，故A說法不正確；B.②的最外層電子數(shù)是1，小于4，在反應中易失去，表示的元素在化合物中通常顯+1價，故B說法不正確；C.①③的最外層電子數(shù)不相同，化學性質不相似，故C說法不正確；D.在④中，質子數(shù)＝12＞電子數(shù)＝10，是鎂離子，離子符號為Mg2+．故D說法正確。故選：D考點三：離子符號例11.數(shù)字的含義：（1）元素符號前的數(shù)字：表示原子的個數(shù)．2N（2）化學前面的數(shù)字：表示分子的個數(shù)．2H2O（3）離子符號前面的數(shù)字：表示離子的個數(shù)．2Mg2+（4）元素符號右上角的數(shù)字：表示一個離子所帶的電荷數(shù)．Mg2+（5）元素符號上方的數(shù)字：表示該元素的化合價．O（6）化學式中元素符號右下角的數(shù)字：表示一個分子所含有的原子個數(shù)．H2O．【答案】（1）氮原子的個數(shù)為2；（2）水分子的個數(shù)為2；（3）鎂離子的個數(shù)為2；（4）一個鎂離子帶有兩個單位的正電荷；（5）氧化鎂中鎂元素的化合價為+2價；（6）一個水分子中含有2個氫原子．【解析】解：（1）元素符號前的數(shù)字：表示原子的個數(shù)，2N中的2表示氮原子的個數(shù)為2．（2）化學前面的數(shù)字：表示分子的個數(shù)，2H2O中的前一個2表示水分子的個數(shù)為2．（3）離子符號前面的數(shù)字：表示離子的個數(shù)，2Mg2+中的前一個2表示鎂離子的個數(shù)為2．（4）元素符號右上角的數(shù)字：表示一個離子所帶的電荷，Mg2+中的2表示一個鎂離子帶有兩個單位的正電荷．（5）元素符號上方的數(shù)字：表示該元素的化合價，O中的2表示氧化鎂中鎂元素的化合價為+2價．（6）化學式中元素符號右下角的數(shù)字：表示一個分子所含有的原子個數(shù)，H2O中的2表示一個水分子中含有2個氫原子．考點四：相對原子質量例12.氧原子的相對原子質量為（）A.16gB.16C.2.657×10-26kgD.16kg【答案】B【解析】解：A.相對原子質量是一個比值，單位是“1”，常省略不寫，氧原子的相對原子質量是16，單位不是克，故選項錯誤。B.相對原子質量是一個比值，單位是“1”，常省略不寫，氧原子的相對原子質量是16，故選項正確。C.相對原子質量是一個比值，單位是“1”，常省略不寫，氧原子的相對原子質量是16，不是2.657×10-27千克，故選項錯誤。D.相對原子質量是一個比值，單位是“1”，常省略不寫，氧原子的相對原子質量是16，單位不是千克，故選項錯誤。故選：B。例13.下列關于相對原子質量的說法不正確的是（）A．相對原子質量單位為1 B．相對原子質量是一個比值C．相對原子質量就是原子的實際質量 D．相對原子質量代表各類原子實際質量的相對大小【解析】解：A.相對原子質量是個比值，是一個比值，單位是“1”。故A說法正確；B.相對原子質量是以一個碳﹣12原子質量的作為標準，任何一個原子的真實質量跟一個碳﹣12原子質量的的比值，所以相對原子質量是一個比值。故B說法正確；C.根據(jù)相對原子質量的概念知，相對原子量不是原子的實際質量。故C說法錯誤；D.根據(jù)相對原子質量的概念知，相對原子質量代表各類原子實際質量的相對大小。故D說法正確；故選：C。例14．某原子的實際質量是一種碳原子（6個質子和6個中子）實際質量的2倍，該原子的相對原子質量是（）A．2B．12C．24D．36【解析】解：原子的相對原子質量與原子的實際質量成正比，由題意，某原子的實際質量是一種碳原子（6個質子和6個中子）實際質量的2倍，碳原子的相對原子質量為12，則該原子的相對原子質量是12×2=24。故選：C。【過關檢測】1．據(jù)美國《紐約時報》報道，俄美科學家成功合成了一種擁有117個質子的新元素．使用粒子回旋加速器，生成了6個擁有117個質子的新原子，其中的5個原子有176個中子，另一個原子有177個中子．以下說法不正確的是（）A．該元素的核電荷數(shù)為117 B．這6個新原子其中有176個中子的5個原子與另一個原子是同位素原子 C．這6個新原子其中有176個中子的原子的相對原子質量為293 D．這6個新原子其中有177個中子的原子的核外電子數(shù)也為177個【答案】D【解析】解：A.新元素的質子數(shù)為117，則原子中：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝核內質子數(shù)，新元素原子的核電荷數(shù)為117，故正確。B.同位素是質子數(shù)相同，而中子數(shù)不同的原子，故正確。C.相對原子質量＝質子數(shù)+中子數(shù)，新元素原子的質子數(shù)為117，其中子數(shù)176的原子的相對原子質量為117+176＝293，其中子數(shù)177的原子的相對原子質量為117+177＝294，故正確。D.新元素的質子數(shù)為117，則原子中：原子序數(shù)＝核電荷數(shù)＝核內質子數(shù)，新元素原子的電子數(shù)為117，故錯誤。故選：D。2．如圖是某元素的原子結構示意圖，下列說法不正確的是（）A．該原子的原子序數(shù)是16 B．該元素位于第三周期 C．該離子的最外層電子數(shù)是6 D．該元素屬于非金屬元素【答案】C【解析】解：A.原子序數(shù)＝質子數(shù)，由某元素的原子結構示意圖，圓圈內的數(shù)字是16，該元素原子核內有16個質子，故該原子的原子序數(shù)是16，故選項說法正確。B.周期數(shù)＝電子層數(shù)，由某元素的原子結構示意圖，該粒子核外有3個電子層，該元素位于第三周期，故選項說法正確。C.由某元素的原子結構示意圖，最外層電子數(shù)是6，在化學反應中得到失去2個電子而形成8個電子的陰離子，故選項說法錯誤。D.由某元素的原子結構示意圖，該元素是氧元素屬于非金屬元素，故選項說法正確。故選：C。3．硒元素被譽為“抗癌大王”，已知硒原子核電荷數(shù)34，中子數(shù)44，則硒的相對原子質量是（）A．44 B．34 C．10 D．78【答案】D【解析】解：在原子中，核電荷數(shù)＝核內質子數(shù)＝34；硒的相對原子質量＝中子數(shù)+質子數(shù)＝44+34＝78。故選：D。4．下列微粒的結構示意圖表示金屬離子的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】解：A.質子數(shù)＝17，核外電子數(shù)＝18，質子數(shù)＜核外電子數(shù)，為陰離子，故選項錯誤。B.質子數(shù)＝核外電子數(shù)＝12，為原子，故選項錯誤。C.質子數(shù)＝8，核外電子數(shù)＝10，質子數(shù)＜核外電子數(shù)，為陰離子，故選項錯誤。D.質子數(shù)＝11，核外電子數(shù)＝10，質子數(shù)＞核外電子數(shù)，核內質子數(shù)為11，為鈉元素，為金屬陽離子，故選項正確。故選：D。5．有關分子、原子和離子說法錯誤的是（）A．分子的質量和體積不一定比原子大 B．原子都是由質子、中子和電子構成的 C．電解水過程中最小的粒子是氫原子和氧原子 D．核電荷數(shù)多于核外電子數(shù)的粒子一定是陽離子【答案】B【解析】解：A.分子和原子不能籠統(tǒng)的比較大小，有的分子比有的原子大，有的原子比有的分子大，故說法正確；B．原子是由原子核和核外電子構成的，有的原子核內無中子，如氫原子，故錯誤；C．電解水過程中最小的粒子是氫原子和氧原子，該選項說法正確；D．陽離子是帶正電的離子，核內質子數(shù)大于核外電子數(shù)。故正確；故選：B。6．有關原子的敘述錯誤的是（）A．原子不可以再分 B．同種原子可能構成不同種分子 C．原子的質量主要集中在原子核上 D．原子在化學變化中的表現(xiàn)主要是由最外層電子數(shù)決定的【答案】A【解析】解：A.原子分為原子核和核外電子，故A說法錯誤；B.同種原子可能構成不同種分子，例如氧分子和臭氧分子都是由氧原子構成，故B說法正確；C.原子的質量主要集中在原子核上，故C說法正確；D.決定元素化學性質的最小粒子是最外層電子數(shù)，故D說法正確。故選：A。7．邏輯推理是學習化學常用的思維方法，下列推理正確的是（）A．離子是帶電的微粒，故帶電的微粒都是離子 B．由同種分子構成的物質是純凈物，故純凈物一定是由同種分子構成的 C．原子通過得失電子形成離子，故離子也能通過失得電子變成原子 D．化學變化常伴隨能量的吸收或釋放，故有能量吸收或釋放的變化都是化學變化【答案】C【解析】解：A．帶電的微粒不一定都是離子，如電子、質子也帶電，但不是離子，故錯誤；B．純凈物不一定是