【暑期衔接】新九年级化学暑假课程讲义：第七讲 原子的结

第七讲原子的结构【学习目标】1．认识物质的微粒性，知道除了分子、原子之外，还有离子也是构成物质的一种微粒。2．知道原子是由原子核和核外电子构成的。3．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。【基础知识】一、科学史话——原子结构的探索历程1.公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特等人认为：万物是由大量的不可分割的微粒构成的，即原子。2.1803年，道尔顿提出：构成物质的最小粒子是原子，原子是不可再分的实心球体。3.1897年，汤姆生在原子内部发现了电子，人们终于抛弃了原子不可分割的陈旧观念。4.1911年，卢瑟福通过精密的实验证明在原子中心有一个极小的核，电子绕核做高速旋转。二、原子的构成1.原子结构构成原子的微粒有三种：质子、中子、核外电子。决定原子种类的是：质子数。原子种类质子数中子数核外电子数氢101碳666氧888钠111211氯171817【想一想】不同原子之间的有哪些区别？原子种类不同，质子数不同。（2）所有的原子核都是由质子和中子构成的吗？并不是所有原子中都含有中子。氢原子不含中子。（3）在原子中，电子数、质子数与中子数有何关系？在原子中，质子数不一定等于中子数，核电荷数＝质子数＝电子数。4.原子不显电性的原因：原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成，原子核又是由质子和中子构成，质子带正电，中子不带电；原子核所带的正电荷数（核电荷数）和核外电子所带的负电相等，但电性相反，所以整个原子不显电性。三、原子核外的电子是如何运动的？(1)高速运动(2)无规则运动(3)分层运动把电子在不同的区域内运动的现象叫做核外电子的分层排布。核外电子的分层排布在含有多个电子的原子里，电子的能量并不相同。能量低的通常在离核近的区域运动；能量高的通常在离核远的区域运动。离核最近的叫第一层，依次向外类推，分别叫做二、三、四、五、六、七层，即在含有多个电子的原子里，核外电子是在能量不同的电子层上运动的。电子层：1234567离核：由近到远。能量：由低到高。（能量低的在离核近的区域运动，能量高的在离核远的区域运动。）核外电子分层排布的规律(仅限前3层)（1）先“里”后“外”；(能量最低原则)（2）第一层最多安排2个，第二层最多安排8个；（3）最外层最多安排8个电子(最外层同时这第一层时最多安排2个子)。3.原子结构示意图（1）画法：画圆圈，标核电，弧线呈扇面，数字一条线。原子核外电子的排布部分原子结构示意图【想一想】在这些原子中第一层电子数不超过几？最外层电子数不超过几？第一层不超过2，最外层电子数不超过8（只有一层时不超过2）锂、铍、钠、镁、铝等金属的原子最外层电子一般少于几个？不超过4氮、氧、氟、磷、硫、氯等非金属的原子最外层电子一般多于几个？多于4氦、氖、氩等稀有气体的原子最外层电子数目有什么特点？最外层达到稳定结构原子的第一层一般不超过2个电子，最外层一般不超过8个电子。金属原子的最外层电子一般少于4个。非金属原子的最外层电子一般多于4个。稀有气体最外层都有8个电子（He为2个电子）。氖、氩等稀有气体不易与其他物质发生化学反应，化学性质较稳定，它们的原子最外层都有8个电子（氦为2个电子）这样的结构，称为相对稳定结构。离子的形成【想一想】非金属原子和金属原子最外层是一种不稳定结构，要趋向于达到相对稳定结构，怎么样才能达到目的呢？在化学反应中，金属元素的原子易失去最外层电子，非金属元素的原子易得到电子，目的是达到最外层8电子的稳定结构。稀有气体原子的最外层都有8个电子（氦为2个电子），是相对稳定结构，性质较稳定。金属的原子最外层电子一般少于4个，易失电子。非金属的原子最外层电子一般多于4个，易得电子。钠原子的最外层有1个电子，氯原子的最外层有7个电子，当钠与氯气反应时，钠原子最外层的1个电子转移到氯原子的最外层上，这样两者都形成相对稳定的结构。“钠原子”失去一个电子后，“氯原子”得到一个电子后，这时他们还呈电中性吗？这时原子带上电荷，这种带电荷的原子叫什么？离子的定义:“钠原子”因失去一个电子而带上了一个单位正电荷，表示为Na+，“氯原子”因得到一个电子而带上了一个单位负电荷，表示为Cl-。带电荷的原子或原子团叫做离子。离子的分类（1）阳离子：带正电荷的原子或原子团。（2）阴离子：带负电荷的原子或原子团。3.离子的表示方法阳离子:H+Na+K+Mg2+Al3+NH4+氢离子钠离子钾离子镁离子铝离子铵根离子阴离子:F-Cl-O2-S2-氟离子氯离子氧离子硫离子NO3-OH-CO32-SO42-硝酸根离子氢氧根离子碳酸根离子硫酸根离子4.离子符号的意义例如-----镁离子:Mg2+；5个硫酸根离子:5SO42-5.离子的结构特点6.离子与原子的关系相对原子质量（Ar）1个氢原子：1.67×10－27kg;1个碳原子：1.993×10－26kg;1个氧原子:2.657×10－26kg这些原子的质量都非常小。相对原子质量就是以一种碳原子质量的1/12（1.66×10-27Kg）为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比值。相对原子质量的单位是“1”。相对原子质量不是原子的真实质量，是一个比值，它的国际单位是一，符号是1。（单位1，一般不写出）质子和中子的质量跟相对原子质量标准相比较，均约等于1。相对原子质量约等于质子数加中子数。相对原子质量≈质子数+中子数【考点剖析】考点一：原子的结构例1.原子核（）A．由电子和质子构成B．由质子和中子构成C．由电子和中子构成D．由质子、中子、和电子构成【解析】解：原子是由原子核和核外电子构成，原子核分为质子和中子。故选：D。例2.下列对原子的认识正确的是（）A．原子是构成物质的最小微粒B．原子是构成一切物质的基本微粒C．原子是化学变化中的最小微粒D．原子是可分割成更小微粒的空心小球【解析】解：A.原子分为原子核和核外电子，原子核分为质子、中子等，故A错误；B.原子是由原子核和核外电子构成的，原子核由质子、中子构成，故B错误；C.原子是用化学方法不能再分的微粒，所以原子是化学变化中最小粒子，故C正确；D.原子核由质子和中子构成，但氕没有中子，故D错误。故选：C。例3.填写下表中的空格。原子种类核电荷数质子数原子序数核外电子数氧88硫1616镁1212【答案】：原子种类核电荷数质子数原子序数核外电子数氧8888硫16161616镁12121212例4.原子是由居于原子中心、带_____的原子核和核外带_____的电子构成，原子核是由____和_____构成。由于它们所带的电荷，电性，所以整个原子_____(填显或不显)电性。【答案】答案为：正；负；电子；正；质子；中子；正；电子；负；相等；相反．【解析】解：原子由带正电荷的原子核和核外带负电的电子构成，原子核是由带正电的质子与不带电的种子构成，原子核所带的电荷数与核外电子所带的电荷数相等，电性相反，所以整个原子不显电性．故答案为：正；负；电子；正；质子；中子；正；电子；负；相等；相反．例5.能保持物质的化学性质的最小粒子是____；化学变化中的最小粒子是_____；原子中带正电荷的粒子是_________；不显电性的粒子有、、。【解析】解：（1）构成物质的微粒能保持物质的化学性质，故能保持物质化学性质的是分子和原子，故填：分子、原子；（2）化学变化中最小的粒子是原子，故填：原子；（3）原子核和质子是带正电荷微粒，故填：原子核、质子；（4）不显电性的微粒是分子、原子、中子，故填：分子、原子、中子；例6.据报道，1994年12月科学家发现了一种新元素，它的原子核内有111个质子，161个中子，则该元素核外电子数是。【解析】解：原子中存在：中子数+质子数=质量数，则质子数=质量数-中子数=272-161=111，又质子数=原子序数=核外电子数，所以该元素的原子序数为111。例7化学变化中最小的粒子是（）分子B．原子C．中子D．质子【解析】解：化学变化的实质是分子分裂成原子，原子又重新组合成新分子，故化学变化中的最小粒子是原子。故选：B。考点二：原子结构示意图例8.“嫦蛾一号”的任务之一是探测月球上的氦-3资，He-3的原子结构示意图为图中x为()A.1B.2C.3D.4【解析】解：由氦-3的原子结构示意图，原子核内质子数为2，则核外电子数也应为2，故x为2；故选：B。例9．是某粒子的结构示意图，下列说法中不正确的是（）A．该元素原子的核外有2个电子层B．该粒子是阳离子C．该元素是一种金属元素D．该粒子具有稳定结构【解析】解：A.图中粒子，质子数=13，核外电子数=10，质子数＞核外电子数，为阳离子；是原子失去3个电子得到的，其原子的原子核外有3个电子层，故选项说法错误。B.图中粒子，质子数=13，核外电子数=10，质子数＞核外电子数，为阳离子，故选项说法正确。C.图中粒子，质子数=13，为铝元素，带“钅”字旁，属于金属元素，故选项说法正确。D.图中粒子，最外层电子数为8，属于相对稳定结构，故选项说法正确。故选：A。例10．下列关于四种粒子的结构示意图的说法中正确的是（）A．①③属于不同种元素 B．②表示的元素在化合物中通常显﹣1价 C．①③的化学性质相似 D．④属于离子，离子符号为Mg2+【解析】解：A.①③的质子数相同，属于同种元素，故A说法不正确；B.②的最外层电子数是1，小于4，在反应中易失去，表示的元素在化合物中通常显+1价，故B说法不正确；C.①③的最外层电子数不相同，化学性质不相似，故C说法不正确；D.在④中，质子数＝12＞电子数＝10，是镁离子，离子符号为Mg2+．故D说法正确。故选：D考点三：离子符号例11.数字的含义：（1）元素符号前的数字：表示原子的个数．2N（2）化学前面的数字：表示分子的个数．2H2O（3）离子符号前面的数字：表示离子的个数．2Mg2+（4）元素符号右上角的数字：表示一个离子所带的电荷数．Mg2+（5）元素符号上方的数字：表示该元素的化合价．O（6）化学式中元素符号右下角的数字：表示一个分子所含有的原子个数．H2O．【答案】（1）氮原子的个数为2；（2）水分子的个数为2；（3）镁离子的个数为2；（4）一个镁离子带有两个单位的正电荷；（5）氧化镁中镁元素的化合价为+2价；（6）一个水分子中含有2个氢原子．【解析】解：（1）元素符号前的数字：表示原子的个数，2N中的2表示氮原子的个数为2．（2）化学前面的数字：表示分子的个数，2H2O中的前一个2表示水分子的个数为2．（3）离子符号前面的数字：表示离子的个数，2Mg2+中的前一个2表示镁离子的个数为2．（4）元素符号右上角的数字：表示一个离子所带的电荷，Mg2+中的2表示一个镁离子带有两个单位的正电荷．（5）元素符号上方的数字：表示该元素的化合价，O中的2表示氧化镁中镁元素的化合价为+2价．（6）化学式中元素符号右下角的数字：表示一个分子所含有的原子个数，H2O中的2表示一个水分子中含有2个氢原子．考点四：相对原子质量例12.氧原子的相对原子质量为（）A.16gB.16C.2.657×10-26kgD.16kg【答案】B【解析】解：A.相对原子质量是一个比值，单位是“1”，常省略不写，氧原子的相对原子质量是16，单位不是克，故选项错误。B.相对原子质量是一个比值，单位是“1”，常省略不写，氧原子的相对原子质量是16，故选项正确。C.相对原子质量是一个比值，单位是“1”，常省略不写，氧原子的相对原子质量是16，不是2.657×10-27千克，故选项错误。D.相对原子质量是一个比值，单位是“1”，常省略不写，氧原子的相对原子质量是16，单位不是千克，故选项错误。故选：B。例13.下列关于相对原子质量的说法不正确的是（）A．相对原子质量单位为1 B．相对原子质量是一个比值C．相对原子质量就是原子的实际质量 D．相对原子质量代表各类原子实际质量的相对大小【解析】解：A.相对原子质量是个比值，是一个比值，单位是“1”。故A说法正确；B.相对原子质量是以一个碳﹣12原子质量的作为标准，任何一个原子的真实质量跟一个碳﹣12原子质量的的比值，所以相对原子质量是一个比值。故B说法正确；C.根据相对原子质量的概念知，相对原子量不是原子的实际质量。故C说法错误；D.根据相对原子质量的概念知，相对原子质量代表各类原子实际质量的相对大小。故D说法正确；故选：C。例14．某原子的实际质量是一种碳原子（6个质子和6个中子）实际质量的2倍，该原子的相对原子质量是（）A．2B．12C．24D．36【解析】解：原子的相对原子质量与原子的实际质量成正比，由题意，某原子的实际质量是一种碳原子（6个质子和6个中子）实际质量的2倍，碳原子的相对原子质量为12，则该原子的相对原子质量是12×2=24。故选：C。【过关检测】1．据美国《纽约时报》报道，俄美科学家成功合成了一种拥有117个质子的新元素．使用粒子回旋加速器，生成了6个拥有117个质子的新原子，其中的5个原子有176个中子，另一个原子有177个中子．以下说法不正确的是（）A．该元素的核电荷数为117 B．这6个新原子其中有176个中子的5个原子与另一个原子是同位素原子 C．这6个新原子其中有176个中子的原子的相对原子质量为293 D．这6个新原子其中有177个中子的原子的核外电子数也为177个【答案】D【解析】解：A.新元素的质子数为117，则原子中：原子序数＝核电荷数＝核内质子数，新元素原子的核电荷数为117，故正确。B.同位素是质子数相同，而中子数不同的原子，故正确。C.相对原子质量＝质子数+中子数，新元素原子的质子数为117，其中子数176的原子的相对原子质量为117+176＝293，其中子数177的原子的相对原子质量为117+177＝294，故正确。D.新元素的质子数为117，则原子中：原子序数＝核电荷数＝核内质子数，新元素原子的电子数为117，故错误。故选：D。2．如图是某元素的原子结构示意图，下列说法不正确的是（）A．该原子的原子序数是16 B．该元素位于第三周期 C．该离子的最外层电子数是6 D．该元素属于非金属元素【答案】C【解析】解：A.原子序数＝质子数，由某元素的原子结构示意图，圆圈内的数字是16，该元素原子核内有16个质子，故该原子的原子序数是16，故选项说法正确。B.周期数＝电子层数，由某元素的原子结构示意图，该粒子核外有3个电子层，该元素位于第三周期，故选项说法正确。C.由某元素的原子结构示意图，最外层电子数是6，在化学反应中得到失去2个电子而形成8个电子的阴离子，故选项说法错误。D.由某元素的原子结构示意图，该元素是氧元素属于非金属元素，故选项说法正确。故选：C。3．硒元素被誉为“抗癌大王”，已知硒原子核电荷数34，中子数44，则硒的相对原子质量是（）A．44 B．34 C．10 D．78【答案】D【解析】解：在原子中，核电荷数＝核内质子数＝34；硒的相对原子质量＝中子数+质子数＝44+34＝78。故选：D。4．下列微粒的结构示意图表示金属离子的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】解：A.质子数＝17，核外电子数＝18，质子数＜核外电子数，为阴离子，故选项错误。B.质子数＝核外电子数＝12，为原子，故选项错误。C.质子数＝8，核外电子数＝10，质子数＜核外电子数，为阴离子，故选项错误。D.质子数＝11，核外电子数＝10，质子数＞核外电子数，核内质子数为11，为钠元素，为金属阳离子，故选项正确。故选：D。5．有关分子、原子和离子说法错误的是（）A．分子的质量和体积不一定比原子大 B．原子都是由质子、中子和电子构成的 C．电解水过程中最小的粒子是氢原子和氧原子 D．核电荷数多于核外电子数的粒子一定是阳离子【答案】B【解析】解：A.分子和原子不能笼统的比较大小，有的分子比有的原子大，有的原子比有的分子大，故说法正确；B．原子是由原子核和核外电子构成的，有的原子核内无中子，如氢原子，故错误；C．电解水过程中最小的粒子是氢原子和氧原子，该选项说法正确；D．阳离子是带正电的离子，核内质子数大于核外电子数。故正确；故选：B。6．有关原子的叙述错误的是（）A．原子不可以再分 B．同种原子可能构成不同种分子 C．原子的质量主要集中在原子核上 D．原子在化学变化中的表现主要是由最外层电子数决定的【答案】A【解析】解：A.原子分为原子核和核外电子，故A说法错误；B.同种原子可能构成不同种分子，例如氧分子和臭氧分子都是由氧原子构成，故B说法正确；C.原子的质量主要集中在原子核上，故C说法正确；D.决定元素化学性质的最小粒子是最外层电子数，故D说法正确。故选：A。7．逻辑推理是学习化学常用的思维方法，下列推理正确的是（）A．离子是带电的微粒，故带电的微粒都是离子 B．由同种分子构成的物质是纯净物，故纯净物一定是由同种分子构成的 C．原子通过得失电子形成离子，故离子也能通过失得电子变成原子 D．化学变化常伴随能量的吸收或释放，故有能量吸收或释放的变化都是化学变化【答案】C【解析】解：A．带电的微粒不一定都是离子，如电子、质子也带电，但不是离子，故错误；B．纯净物不一定是