寒假预习版 七下第二章 第3节 建构原子模型 举一反三(含解析)

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寒假预习版 七下第二章 第3节 建构原子模型 举一反三(含解析)

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第3节 建构原子模型
考点一、原子结构模型的建立过程
(一)原子结构模型的建立
时间 模型类型 科学家 模型说明 建立模型的依据
1803 实心球模型 道尔顿(英国) 认为原子是一个实心球体 猜测
1897 枣糕模型(又叫西瓜模型) 汤姆生(英国) 原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球体内,电子像面包里的葡萄干那样镶嵌其中 汤姆生发现电子,且测得电子带负电,而原子显电中性
1911 核式结构模型(又叫行星模型) 卢瑟福(英国) ①原子的大部分体积是空的②在原子的中心有一个很小的原子核③原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核运动 a粒子轰击金属箔实验
1913 分层模型 玻尔(丹麦) 电子在原子核外空间的一定轨道上分层绕核做高速的运动 带负电的电子只能在原子内的一些特定稳定轨道上运动
建立模型往往需要有一个不断完善 、不断修正的过程,以使模型更接近事物的本质。
(二)原子的构成
原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成的。电子在原子核外空间做高速运动,一个电子带一个单位负电荷,原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷总数相等,电性相反,因此原子呈电中性。
(三)原子核与原子大小的比较
原子很小,原子核更小。原子核的半径大约是原子半径的十万分之一,原子核的体积虽然很小,但它几乎集中了原子的全部质量。
【能力拓展】卢瑟福的a粒子轰击金属箔实验
如图所示,a粒子是一种带正电荷的粒子,用它轰击金属箔,发现多数x粒子穿过金属箔后仍保持原来的运动方向,但有极少数a粒子发生了较大角度的偏转,甚至有个别的a粒子被弹回。实验结论:
①原子核体积很小,原子内部有很大空间,所以大多数a粒子能穿透金箔;
②原子核带正电,a粒子途经原子核附近时,受到斥力而改变了运动方向;
③原子核的质量比a粒子大得多,当a粒子碰到体积很小的原子核时被弹了回来。
典例1:1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。实验做法如图甲所示。
绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°,像是被金箔弹了回来。
[猜想与假设] α粒子遇到电子后,就像飞行的子弹碰到灰尘一样,运动方向不会发生明显的改变,而结果却出乎意料,除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上,否则大角度散射是不可能的。
[解释与结论]
(1)大多数α粒子不改变原来的运动方向,原因是   。
(2)卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是   。
(3)科学家对原子结构的探究经历了三个过程,通过α粒子散射实验,你认为原子结构为图中的  。
【答案】(1)原子内部绝大部分空间是空的
(2)原子核
(3)C
【解析】(1)原子核和α粒子都带正电荷,二者靠近时α粒子会受到排斥力而改变运动轨迹。大多数α粒子没有改变运动方向,说明它没有受到原子核的排斥力,即原子核排斥力的作用范围很小,那么原子内部大部分都是空的。
(2)原子中间为原子核,它的质量很大而体积很小,周围是绕核告诉旋转的电子,几乎没有质量。
(3)根据原子结构的知识分析判断。
【解答】(1)大多数α粒子不改变原来的运动方向,原因是:原子内部绝大部分空间是空的;
(2)卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是原子核。
(3)原子中间为原子核,它的质量很大而体积很小,周围是绕核告诉旋转的电子,几乎没有质量,故选C。
变式1:1911年卢瑟福团队用一束α粒子(带正电荷)轰击金箔时发生了如图所示的实验现象。由实验得出的结论不合理的是(  )
A.多数α粒子直接穿过,说明原子核外是空的,不存在其他粒子
B.少数α粒子发生偏移,说明原子核带正电
C.极少数α粒子被反弹,说明原子核体积很小、质量相对较大
D.α粒子的质量比核外电子的质量大得多
【答案】A
【解析】原子中间为原子核,周围是绕核高速转动的电子,原子内部大部分都是空的,据此分析判断。
【解答】A.多数α粒子直接穿过,说明它们几乎没有受到原子核的排斥力,那么原子核外大部分是空的,但是却存在电子,故A错误符合题意;
B.少数α粒子发生偏移,是因为它们受到原子核的排斥力。根据“同种电荷相互排斥”可知,原子核带正电,故B正确不合题意;
C.极少数α粒子被反弹,说明原子核体积很小、质量相对较大,故C正确不合题意;
D.α粒子的质量比核外电子的质量大得多,即使撞击上也几乎不改变运动方向,故D正确不合题意。
变式2:人类对微观世界的探究永无止境。请根据所学知识回答:
(1)1911年,卢瑟福进行α粒子散射实验后,认为原子是“行星模型”,即原子是由带正电荷的   和核外电子构成;
(2)卢瑟福用α粒子轰击金属箔而产生散射的实验,在分析实验结果的基础上,他提出了原子核式结构,卢瑟福的这一研究过程是一个______。
A.建立模型的过程 B.得出结论的过程
C.提出问题的过程 D.验证证据的过程
【答案】(1)原子核(2)A
【解析】 卢瑟福进行a粒子散射实验后,提出了图乙所示的原子核式结构,原子是由原子核和核外电子构成;这是一个建立模型的过程。
【解答】(1)原子是由原子核和核外电子构成的。
(2)A.卢瑟福用α粒子轰击金属箔而产生散射的实验,在分析实验结果的基础上,他提出了原子核式结构,这是原子的模型,所以是建立模型的过程,故A正确;
B.卢瑟福通过实验并没有得出原子结构的真正结构,只是提出了一种假设,故B错误;
C.这是通过实验建立模型的过程,而不是鹈鹕问题,故C错误;
D.这是通过实验建立模型的过程,而不是验证证据,故D错误。
变式3:人们为了解释原子结构的奥秘,经历了漫长的探究过程。1803年,道尔顿提出原子概念,他认为一切物质都是由原子构成的。1897年,汤姆生发现原子中存在一种带负电荷的粒子,证明原子是可以再分的,又提出了“面包模型”。1911年,英国科学家卢瑟福为探索原子的内部结构,用带正电的α粒子轰击金属箔,发现如下现象:①大多数α粒子能穿透金属箔而不改变原来的运动方向;②有小部分α粒子改变了原来的运动方向;③有极少部分α粒子被弹了回来。请回答:
(1)汤姆生发现的粒子是   。
(2)卢瑟福的α粒子轰击金属箔实验的上述现象中,能证明原子核带正电的现象是   (填序号)。
(3)通过实验,卢瑟福认为“原子的大部分质量都集中到了中心一个很小的结构上”,卢瑟福所说的“很小的结构”指的是   。
【答案】(1)电子
(2)②
(3)原子核
【解析】本题主要考查 α粒子的散射实验,证明原子的质量集中在内部的原子核上且带正电,原子核所占的空间并不大。
【解答】(1)汤姆森发现的是带负电荷的电子;
(2)α粒子本身带正电,故在2中相互排斥可说明原子核带正电;
(3)原子内部质量集中的地方为原子核。
故答案为:(1)电子;(2)② ;(3)原子核
考点二、原子的构成
(一)原子核的构成
(1)原子核是由更小的两种粒子一质子和中子构成的(氢原子除外)
(2)原子核带正电,原子核中一个质子带一个单位正电荷,中子不带电;核外电子带负电,一个电子带一个单位负电荷。而原子呈电中性,因此质子数 = 核外电子数。
(3)科学上把原子核所带的电荷数称为核电荷数。核电荷数 = 质子数。
【拓展提高】科学家又对质子和中子的构成进行了研究,发现质子和中子都是由更微小的基本粒子-夸克构成的。夸克还可以再分。有关夸克的结构和性质还在研究中。
(二)构成原子的各种粒子之间的关系
(1)原子中,核电荷数=质子数=核外电子数。如氧原子核内有8个质子,则氧原子核带8个单位正电荷(即+8), 即核电荷数为8,而核外电子数也为8。
(2)中子数不一定等于质子数。如钠原子的质子数为11,中子数为12,两者并不相等。
(3)原子核内一定有质子, 但不一定有中子。如普通氢原子核内只有1个质子而没有中子。
(三)质子、中子和电子的质量比较
原子中电子的质量在整个原子质量中所占的比重极小,原子的质量主要集中在原子核上。
典例1:如图为原子核聚变(原理是让两个原子核发生聚合作用,生成一个新的原子核)的示意图,①②③表示三种原子,“”、“”、“”分别表示原子中的不同微粒,聚变前后的微粒种类不变,各微粒总数也不变。
(1)图中属于同种元素的是   (填序号);
(2)微粒“”所带的电荷类型是   (A.带正电 B.带负电 C.不带电)
【答案】(1)①② (2)不带电
【解析】(1)元素的本质区别:质子数不同;
(2)在原子核中,质子带正电荷,中子不带电,据此分析解答。
【解答】(1)根据图片可知,①②的原子的电子数为1,根据“质子数=电子数”可知,①②两种原子的质子数相等,都是1,则①②表示同种元素。
(2)根据②可知,该原子的质子数为1,即○表示质子,而●表示中子,因此微粒“●”所带的电荷类型是不带电。
变式1:2019年,俄罗斯的科学家找到了一种新的元素,暂定名为Uue,其质子数为119,中子数为180。下列关于Uue的说法错误的是(  )
A.Uue原子核外电子数为119 B.相对原子质量为299
C.Uue核电荷数为180 D.Uue原子呈电中性
【答案】C
【解析】根据原子中质子数=核电荷数=电子数,相对原子质量=质子数+中子数分析。
【解答】A、 Uue原子核外电子数为119 =质子数=119,不符合题意;
B、 相对原子质量=质子数+中子数=299 ,不符合题意;
C、 Uue核电荷数=质子数=119,符合题意;
D、 Uue原子中质子数=电子数,呈电中性 ,不符合题意;
故答案为:D。
变式2:1854年法国化学家德维尔在实验室中意外地发现一种新元素。已知该元素的一个原子中含有40个微粒,其中14个微粒不带电,则该原子的质子数是   个,中子数是   个。
【答案】13;14
【解析】原子一般是由质子、中子、电子构成的,其中中子不带电,一个质子带一个单位的正电荷,一个电子带一个单位的负电荷,在原子中,质子数=电子数。
【解答】该原子中含有40个微粒,其中14个微粒不带电,也就是说有14个中子,则该原子的质子数是40-142=13。所以含有13个质子,14个中子。
变式3:在分子、原子、质子、中子、电子、原子核这些微粒中:
(1)能保持物质化学性质的微粒有   。
(2)显示电中性的微粒有   。
(3)质量最小的微粒是   。
(4)在同一原子里数目相等的是   。
【答案】(1)分子、原子(2)分子、原子、中子
(3)电子(4)质子与电子
【解析】(1)原子、分子、离子是三种构成物质的微粒。由分子构成的物质,由分子保持其化学性质;由原子构成的物质,由原子保持其化学性质;由离子构成的物质,由离子保持其化学性质;故答案为“分子、原子”。
(2)原子由原子核和核外电子构成,原子核由带正电的质子和不带电的中子构成,在原子中,带负电的电子数和带正电的质子数相等,在原子中,正负电荷相互抵消,故原子呈电中性。分子是由原子构成的,所以分子也呈电中性。故答案为“分子、原子、中子”。
(3)原子由原子核和核外电子构成,原子核体积很小,但几乎原子的全部质量都集中在原子核中,所以在上述粒子中电子是质量最小的微粒。
(4)原子由原子核和核外电子构成,原子核由带正电的质子和不带电的中子构成,一个电子带一个单位负电荷,一个质子带一个单位正电荷,而在原子显电中性,所以在同一原子中电子数等于质子数。
物质的化学性质由构成该物质的微粒保持,所以能保持物质化学性质的微粒有原子、分子和离子。
原子由原子核和核外电子构成,原子核由带正电的质子和不带电的中子构成,一个电子带一个单位负电荷,一个质子带一个单位正电荷,正负电荷相互抵消,故原子呈电中性。而分子是由原子构成的,所以分子也呈电中性。
一个电子的质量约为,一个质子的质量约为,一个中子的质量约为。
考点三、相对原子质量
(一)相对原子质量的定义
科学家把一个碳-12原子质量分为12等份,则1份质量为1.993 x10-26千克x1/12 = 1.661x10-27千克。其他原子的质量与1.661x10-27千克相比后得出一定的比值,这个比值就是该原子的相对原子质量。
(二)相对原子质量的计算方法
(三)原子的质量与相对原子质量的关系
原子的质量 相对原子质量
得出与性质 实验测出的,是一个原子的实际质量 比较得出的,是相对质量
单位 千克 是一个比值,单位是“1”
联系(计算公式)
(四)质子、中子、电子的相对质量微粒
微粒 质量/千克 相对质量 说明
碳原子 1.993 x 10-26 12 6个质子,6个中子
质子 1.672 x 10-27 1 质子质量≈中子质量电子质量是质子的1/1834,因此可忽略其质量
中子 1.674 x 10-27 1
电子 9.118 x 10-31 1/1834
【能力拓展】①相对原子质量是一个比值,它不是一个原子的实际质量,但能反映出一个原子实际质量的相对大小,原子质量越大,相对原子质量越大,两者成正比。如氢的相对原子质量为1,碳的相对原子质量为12,则一个碳原子的实际质量也是一个氢原子实际质量的12倍。
②质量相同的不同原子构成的纯净物,相对原子质量越小的物质所含的原子个数越多。如1克铁和1克铝,由于铝的相对原子质量小于铁的相对原子质量,所以1克铝所含铝原子多。
③相对原子质量是≥1的数值。
典例1:(2021八下·西湖期中)已知氧原子的相对原子质量为16,银原子的相对原子质量为108,若银原子的实际质量为m,则氧原子的实际质量可以表示为   。
【答案】
【解析】相对原子质量等于原子的实际质量与碳原子质量的1/12的比值,据此计算即可。
设碳原子质量的1/12为p,根据相对原子质量的定义得到:①; ②;
①÷②得到:;
解得:
变式1:如果碳-12原子的质量为m kg,X原子的质量为n kg,则X原子的相对原子质量为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】相对原子质量等于原子的实际质量与碳原子质量的1/12的比值。
【解答】根据相对原子质量的定义可知,X原子的相对原子质量为:。
变式2:(2023八下·洞头期中)已知某氧原子的实际质量为m克,其相对原子质量为16。有一种铕原子的相对原子质量为152,铕(Eu)原子实际质量为(  )
A.克 B.克 C.克 D.克
【答案】B
【解析】相对原子质量是指以一个碳-12原子质量的1/12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1/12的比值,称为该原子的相对原子质量。
【解答】A.原子的质量之比等于相对原子质量之比,设铕(Eu)原子实际质量为x
解得x=
故铕(Eu)原子实际质量为克,A错误
B.铕(Eu)原子实际质量为克,B正确
C.铕(Eu)原子实际质量为克,C错误
D.铕(Eu)原子实际质量为克,D错误
变式3:某阳离子Mn+的核外电子共有x个电子,核内有y个中子,则M的相对原子质量约为 (  )
A.x+y B.x+n-y C.x-n+y D.x+y+n
【答案】D
【解析】原子失去电子带正电,得到电子带负电;相对原子质量=质子数+中子数。
【解答】某阳离子Mn+的核外电子共有x个电子,它是由该原子失去n个电子形成的,那么该原子的核外电子数为:x+n。
根据“质子数=核外电子数”可知,该原子的质子数为x+n;那么它的相对原子质量为:x+n+y。
考点四、离子
(一)离子
带电的原子或原子团。原子团是由两种或两种以上元素的原子结合而成的原子集团,在许多化学反应中作为一个整体参加反应。
(二)离子的分类
(1)阳离子:带正电荷的原子或原子团,如钠离子铵根离子。
(2)阴离子:带负电荷的原子或原子团,如氯离子硫酸根离子。
(三)离子的形成
一般来说,金属原子容易失去最外层电子变成阳离子,非金属原子容易得到电子变成阴离子。
(四)原子与离子的比较
项目 原子 离子
阳离子 阴离子
结构关系 质子数 = 电子数 质子数 > 电子数 质子数 < 电子数
电性 呈电中性 带正电 带负电
相互转化 同种元素的原子和离子的原子核相同,原子得、失电子后形成阴、阳离子
(五)离子符号的写法
(1)只带一个单位电荷(正负电荷),则把个数“1”省去,直接在元素符号右上角写“+”或“-”号。如钠离子(Na+)、氯离子(Cl- )等。
(2)带多个单位电荷(正、负电荷),则在元素符号右上角先写电荷数,再写“+”或“-”号,如镁离子(Mg2+)、铝离子(Al3+)氧离子(O2-)等。
(3)较为复杂的离子:有些离子的组成不止一种元素,如OH-和SO2-等,这种离子称为某某根离子,这些离子是带电的原子团。常见的较复杂的离子见下表。
离子的名称 离子的符号 离子所带电荷
氢氧根离子 OH- -1
硫酸根离子 SO42- -2
硝酸根离子 NO3- -1
碳酸根离子 C032- -2
碳酸氢根离子 HCO3- -1
铵根离子 NH4+ +1
(4)多个离子的表示
在离子符号的前面加上数字表示多个离子。如两个镁离子(2Mg2+)、三个硝酸根离子(3NO3-)等。
【能力拓展】①在化学反应里,常作为一个整体参加反应的原子集团叫原子团,也叫根。原子团也是离子。原子团和原子团之间也可以形成化合物。例如NH4NO3就是由铵根离子和硝酸根离子结合而成的。
②原子团右上角的数字符号表示的是整个原子团所带的电荷,而不是其中的某个原子所带的电荷。
规律总结
离子中各个数字的含义归纳以5SO42-为例说明离子符号中各数字的含义:
2:表示每个硫酸根离子带2个单位负电荷
5:表示5个硫酸根离子
4:表示一个硫酸根离子中含有四个氧原子
1:表示一个硫酸根离子中含有一个硫原子(化学式中1忽略不写)
典例1:(2023八下·杭州月考)2019年诺贝尔化学奖颁发给了在锂电池领域作出重大贡献的吉野彰等三位科学家,分析回答下列问题:
(1)图甲是元素周期表中锂元素的相关信息,可知锂元素的原子核电荷数是   。
(2)图乙表示锂原子转变为锂离子的过程,锂离子符号可表示为   。
【答案】(1)3 (2)Li+
【解析】(1)根据元素周期表小格信息中左上角数字为原子序数,原子中核电荷数=原子序数分析;
(2)根据锂原子失一个电子变成锂离子分析。
【解答】(1)由图甲可知锂元素的原子核电荷数=原子序数=3;
(2)锂原子失一个电子变成锂离子,则锂离子符号可表示为Li+;
变式1:(2022八下·杭州月考)有关Mg和Mg2+两种粒子的比较,下列说法正确的是(  )
①具有相同的质子数 ②化学性质相同 ③核外电子总数相同
④属于同种元素 ⑤相对原子质量相同
A.①②④ B.②③④ C.①④⑤ D.③④⑤
【答案】C
【解析】原子通过得失电子形成离子,两种微粒的主要区别为电子数量不同。
【解答】由原子和离子的概念可知,其质子数,元素种类和相对原子质量均相同。
变式2:R2-的离子核外共有n个电子,则R的原子核内质子数为(  )
A.n+2 B.n-2 C.n D.2n
【答案】B
【解析】根据阴离子是原子得电子后形成及原子中质子数=电子数分析。
【解答】 R2-的离子是R原子得2个电子形成,其核外共有n个电子,则R原子的电子数为n-2,原子中质子数=电子数,原子核内质子数为 n-2,B正确;
变式3:(2022八下·杭州月考)如图甲是钠和氯两种元素在元素周期表中的部分信息,图乙是钠与氯气反应生成氯化钠的微观过程图。据此回答:
(1)钠元素与氯元素的本质区别是   。
(2)钠与氯气反应生成氯化钠的过程中,钠原子   (填“得到”或“失去”)电子,构成氯化钠的微粒是   。
【答案】(1)质子数不同(2)失去;钠离子和氯离子
【解析】(1)元素指具有相同质子数的同一类原子的总称;
(2)原子通过得失电子可形成离子。
【解答】(1)钠元素与氯元素的本质区别是质子数不同;
(2)钠离子带正电荷,故钠原子 失去电子形成钠离子; 构成氯化钠的微粒是钠离子和氯离子 。
1.(2023八下·新昌期末)下图中能正确表示卢瑟福提出的原子核式结构模型的是(  )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】原子结构模型的发展中重要的实验——α粒子散射实验。α粒子散射实验的现象包括如下三个方面:
第一,绝大多数α粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进,说明原子内部绝大部分体积是空心的;
第二,少数α粒子穿过金箔后发生了较大偏转,说明原子中心有一个带正电的结构;
第三,极少数α粒子击中金箔后几乎沿原方向返回,说明原子中心的结构体积很小,质量很大。
α粒子散射实验的结论是帮助科学家否定了长期以来的“枣糕状”原子模型,建立了原子的核式结构模型。即:原子中心有个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内,带负电的电子绕核做高速的圆周运动。
【解答】卢瑟福通过α粒子的散射实验得出原子的核式结构模型——原子不是实心的,由位于原子中心的原子核【质量很大、体积很小】和核外绕原子核做圆周运动的电子组成的,原子核由质子和中子组成,质子带正电,电子带负电。
A、A是道尔顿的实心球模型,不符合题意;
B、B是汤姆森的枣糕模型(西瓜模型),不符合题意;
C、C是卢瑟福的核式结构模型,符合题意;
D、D是玻尔的分层模型(行星绕太阳模型),不符合题意。
2.(2023八下·吴兴期中)1854年法国化学家德维尔在实验室中意外地发现一种新元素。已知该元素的一个原子中含有40个微粒,其中14个微粒不带电,则该原子的质子数是(  )
A.27 B.26 C.54 D.13
【答案】D
【解析】根据原子的结构和组成的知识分析。
【解答】在原子中,质子数等于核外电子数,质子带正电荷,电子带负电荷,中子不带电。
根据质子数+电子数+中子数=40,即质子数×2+14=40,那么质子数为13。
3.(2023八下·杭州期末)嫦娥五号返回器携带月球土壤样品成功返回地球,月球土壤中含有较丰富的氦—3,而在地球上,图中“”代表(  )
A.质子 B.中子 C.电子 D.原子核
【答案】B
【解析】在原子中,质子数=核外电子数=原子序数=核电荷数;原子结构分为原子核和核外电子;原子核分为质子数和中子数;
【解答】从图中可与看出氦原子有两个核外电子数,所以他有两个质子数,白色的圆圈表示中子数;
4.(2023八下·杭州月考)原子结构模型是经过一代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型的过程。下列有关图①②③④所示的四种原子结构模型的叙述错误的是(  )
A.汤姆生认为图①模型中正电荷均匀分布在整个面包内,电子像葡萄干镶嵌其中
B.如图②模型波尔认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上绕核运动
C.卢瑟福在实验基础上提出带负电的电子绕带正电且体积很小的原子核运动的图④模型
D.依据提出时间先后顺序,正确的排列是①②④③
【答案】D
【解析】原子结构模型的建立的过程:汤姆生的葡萄干面包模型,卢瑟福的行星模型,波尔的分层模型,现代电子云模型。
【解答】A.汤姆生发现了电子,提出了原子结构的葡萄干模型,他认为图①模型中正电荷均匀分布在整个面包内,电子像葡萄干镶嵌其中,A正确;
B.波尔改进了卢瑟福的行星模型,认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上绕核运动,B正确;
C.卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔,在实验基础上提出带负电的电子绕带正电且体积很小的原子核运动的图④模型,C正确;
D.依据提出时间先后顺序,正确的排列是①④②③,D错误;
5.(2022八下·杭州月考)有关Mg和Mg2+两种粒子的比较,下列说法正确的是(  )
①具有相同的质子数 ②化学性质相同 ③核外电子总数相同
④属于同种元素 ⑤相对原子质量相同
A.①②④ B.②③④ C.①④⑤ D.③④⑤
【答案】C
【解析】原子通过得失电子形成离子,两种微粒的主要区别为电子数量不同。
【解答】由原子和离子的概念可知,其质子数,元素种类和相对原子质量均相同。
6.下列有关原子的相对原子质量的说法,正确的是(  )。
A.相对原子质量的单位是克
B.相对原子质量是一个比值
C.相对原子质量就是原子的质量
D.相对原子质量就是碳原子()的质量的
【答案】B
【解析】根据相对原子质量是以碳原子)的质量的 为标准,其它原子质量与之相比所得比值,单位为“1”分析。
【解答】A、 相对原子质量的单位是“1”,不是“克” ,不符合题意;
B、 相对原子质量是一个比值 ,符合题意;
C、 相对原子质量不是原子的质量 ,不符合题意;
D、 相对原子质量是以碳原子)的质量的 为标准,其它原子质量与之相比所得比值,不符合题意;
故选B。
7.(2024八下·余杭期中)原子核内有6个质子和6个中子的一个碳原子的质量为akg,另一种元素的相对原子质量 b, 则该元素的一个原子的质量为(  )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】根据相对原子质量的定义分析;
【解答】相对原子质量是一个原子的质量与碳原子质量的十二分之一的比值,设该原子的质量为x,即,故选:B
8.已知某原子的核电荷数为15,原子核中有16个中子,则该原子的相对原子质量约为(  )。
A.15 B.16 C.46 D.31
【答案】D
【解析】根据相对原子质量=质子数+中子数分析。
【解答】 相对原子质量=质子数+中子数,原子中质子数=核电荷数,已知某原子的核电荷数为15,原子核中有16个中子,则该原子的相对原子质量约为31.
故选D。
9.R2-的离子核外共有n个电子,则R的原子核内质子数为(  )
A.n+2 B.n-2 C.n D.2n
【答案】B
【解析】根据阴离子是原子得电子后形成及原子中质子数=电子数分析。
【解答】 R2-的离子是R原子得2个电子形成,其核外共有n个电子,则R原子的电子数为n-2,原子中质子数=电子数,原子核内质子数为 n-2,B正确;
10.(2024八下·杭州期中) 下列粒子结构示意图得出的结论中,错误的是(  )
A.①④ 属于同种元素 B.②③④ 属于离子
C.⑤ 易失去电子成为阳离子 D.①⑤ 的结构不稳定
【答案】B
【解析】A、根据不同种元素最本质的区别是质子数不同,元素的种类由 质子数决定,进行解答;
B、根据当核电荷数=质子数=核外电子数,为原子;当核电荷数=质子数>核外电子数,为阳离子;当核电荷数=质子数<核外电子数,为阴离子;进行解答;
C、根据原子结构示意图的特点:稀有气体元素,原子最外层电子数为8(氦为2 );金属元素的最外层电子数一般少于4,易失去最外层电子形成阳离子;非金属元素的最外层电子数一般多于4,易得到电子,形成阴离子;
D、根据原子结构示意图的特点,进行解答。
【解答】A、根据不同种元素最本质的区别是质子数不同,元素的种类由 质子数决定,可知①④中的质子数相同,因此属于同种元素;故A正确;
B、根据当核电荷数=质子数=核外电子数,为原子;故②为原子;当核电荷数=质子数>核外电子数,为阳离子;当核电荷数=质子数<核外电子数,为阴离子;可知③中核电荷数=质子数=11>核外电子数10,为阳离子;④中核电荷数=质子数=9<核外电子数=10,为阴离子;故B错误;
C、根据原子结构示意图的特点:稀有气体元素,原子最外层电子数为8(氦为2 );金属元素的最外层电子数一般少于4,易失去最外层电子形成阳离子;非金属元素的最外层电子数一般多于4,易得到电子,形成阴离子;粒子结构示意图由可知⑤属于金属元素,易失去最外层电子形成阳离子;故C正确;
D、根据原子结构示意图的特点,①易得到电子,形成阴离子,⑤易失去最外层电子形成阳离子,因此说结构不稳定;故D正确;
故答案为:B。
11.(2022八下·婺城期末)碳—14是碳的一种具放射性的同位素原子,其相对原子质量为14。如图为碳—14原子的结构示意图,由图可知碳—14原子(  )
A.含有14个质子 B.含有6个中子 C.核电荷数为6 D.质子数和中子数相等
【答案】C
【解析】在原子中,质子带正电,电子带负电,中子不带电;相对原子质量=质子数+中子数,据此分析判断。
【解答】根据图片可知,碳原子的电子数为6,根据“质子数=中子数=核外电子数”可知,它的质子数为6,核电荷数也是6,故A错误,C正确;
该原子的相对原子质量为14,则中子数为:14-6=8,故B错误;
该原子的质子数和中子数不相等,故D错误。
12.某阳离子Mn+的核外电子共有x个电子,核内有y个中子,则M的相对原子质量约为 (  )
A.x+y B.x+n-y C.x-n+y D.x+y+n
【答案】D
【解析】原子失去电子带正电,得到电子带负电;相对原子质量=质子数+中子数。
【解答】某阳离子Mn+的核外电子共有x个电子,它是由该原子失去n个电子形成的,那么该原子的核外电子数为:x+n。
根据“质子数=核外电子数”可知,该原子的质子数为x+n;
那么它的相对原子质量为:x+n+y。
13.查元素周期表,写出下列元素原子的相对原子质量(取整数)。
N   ;O   ;Na   ;Fe   ;S   ;Mg   ;P   ;Ag   ;Al   ;C   。
【答案】14;16;23;56;32;24;31;108;27;12
【解析】根据元素周期表小格信息中最下面数字为相对原子质量分析。
【解答】氮元素相对原子质量为14,氧元素相对原子质量为16,钠元素相对原子质量为23,铁元素相对原子质量为56,硫元素相对原子质量为32,镁元素相对原子质量为24,磷元素相对原子质量为31,银元素相对原子质量为108,铝元素相对原子质量为27,碳元素相对原子质量为12。
故答案为:14;16;23;56;32;24;31;108;27;12。
14.(2023八下·仙居期末)人类对原子结构的认识,经历了汤姆生、卢瑟福和波尔等提出的模型的过程。请利用所学知识完成下列有关问题。
(1)1897年,汤姆生发现原子中存在一种带负电荷的粒子,证明原子是可以再分的,提出了“面包模型”。汤姆生发现的粒子是    。
(2)1911年,卢瑟福发现“原子的大部分质量都集中到了中心一个很小的结构上”,提出了“核式结构模型”。卢瑟福所说的“很小的结构”指的是   。
【答案】(1)电子(2)原子核
【解析】(1)在原子中,质子带正电荷,中子不带电,电子带负电荷;
(2)原子中间为原子核,它的质量很大,但是体积很小,据此分析解答。
【解答】(1)1897年,汤姆生发现原子中存在一种带负电荷的粒子,证明原子是可以再分的,提出了“面包模型”。汤姆生发现的粒子是电子。
(2)1911年,卢瑟福发现“原子的大部分质量都集中到了中心一个很小的结构上”,提出了“核式结构模型”。卢瑟福所说的“很小的结构”指的是原子核。
15.(2022八下·杭州月考)如图甲是钠和氯两种元素在元素周期表中的部分信息,图乙是钠与氯气反应生成氯化钠的微观过程图。据此回答:
(1)钠元素与氯元素的本质区别是   。
(2)钠与氯气反应生成氯化钠的过程中,钠原子   (填“得到”或“失去”)电子,构成氯化钠的微粒是   。
【答案】(1)质子数不同(2)失去;钠离子和氯离子
【解析】(1)元素指具有相同质子数的同一类原子的总称;
(2)原子通过得失电子可形成离子。
【解答】(1)钠元素与氯元素的本质区别是质子数不同;
(2)钠离子带正电荷,故钠原子 失去电子形成钠离子; 构成氯化钠的微粒是钠离子和氯离子 。
16.(2023八下·杭州月考)2019年诺贝尔化学奖颁发给了在锂电池领域作出重大贡献的吉野彰等三位科学家,分析回答下列问题:
(1)图甲是元素周期表中锂元素的相关信息,可知锂元素的原子核电荷数是   。
(2)图乙表示锂原子转变为锂离子的过程,锂离子符号可表示为   。
【答案】(1)3 (2)Li+
【解析】(1)根据元素周期表小格信息中左上角数字为原子序数,原子中核电荷数=原子序数分析;
(2)根据锂原子失一个电子变成锂离子分析。
【解答】(1)由图甲可知锂元素的原子核电荷数=原子序数=3;
(2)锂原子失一个电子变成锂离子,则锂离子符号可表示为Li+;
17.用序号回答:在①分子、②原子、③质子、④电子⑤离子、⑥原子核、⑦中子、⑧元素中,选择填空。
(1)构成物质的基本微粒是   (写出3种),其中   是化学变化中的最小微粒,它是由   和   构成的。
(2)元素的种类由   数决定。
(3)Mg和Mg2+因具有相同的   数,故属于同种   。
【答案】(1)①②⑤;②;④;⑥
(2)③
(3)③;⑧
【解析】(1)根据物质的构成,原子的定义及构成分析;
(2)根据元素种类由质子数决定分析;
(3)根据元素种类由质子数决定分析。
【解答】(1) 构成物质的基本微粒是分子、原子和离子,故选 ①②⑤ ;原子是化学变化中的最小微粒,由原子核和电子构成。
(2)元素的种类由质子数决定。
(3) Mg和Mg2+因具有相同的质子数,属于同种元素。
故答案为:(1) ①②⑤ ; ② ; ② ; ② ;(2) ③ ;(3) ③ ; ⑧ 。
18.(2024八下·临平期末)如图是锂原子的构成示意图,根据图示信息回答下列问题:
(1)锂原子的核电荷数为   
(2)锂原子核外有   个电子。
(3)下列对原子构成的理解错误的是   (填字母)。A.原子整体不显电性;B.原子核是不可分割的实心球体;C.原子核比原子小得多;D.原子质量主要集中在原子核上
【答案】(1)3
(2)3
(3)B
【解析】(1)根据原子核中带正电荷的粒子为质子,质子数=核龟荷数分析;
(2)根据原子中质子数=电子数分析;
(3)根据原子的构成分析。
【解答】(1)由图示可知,锂原子原子核有3个单位正电荷粒子,则锂原子的质子数=核电荷数=3。
(2)原子中质子数=电子数,锂原子核外有3个电子。
(3) A.原子整体不显电性,正确;B.原子核是由质子和中子构成的,错误;C.原子核比原子小得多,正确;D.电子质量很小原子质量主要集中在原子核上 ,正确。
故答案为:(1)3;(2);(3)B。
19.(2023八下·洞头期中)19世纪以前,人们一直认为原子是不可分的。1897年汤姆生发现了带负电的电子,并提出类似“西瓜”的原子模型。为进一步探究原子的结构,1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的a粒子轰击金箔实验(如图)。
[收集证据]绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,只有少数α粒子发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°,像是被金箔弹了回来。
[猜想与假设] α粒子遇到电子后,就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变,除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上,否则大角度的散射是不可能的。
[解释与结论]
(1)“很小的结构”指的是原子结构中的   。
(2)卢瑟福推测原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上,他依据的实验现象是   。
(3)从原子结构模型建立的过程中,我们认识到 (填字母,可多选)。
A.科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程
B.模型在科学研究中起着很重要的作用
C.波尔的原子模型建立,使人们对原子结构的认识达到了完美的境界
D.人类借助模型的建立,对原子的认识逐渐接近本质
E.人的认识是随着科学的进步尤其是实验技术的提高而发展的
【答案】(1)原子核
(2)数α粒子发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°
(3)A;B;D;E
【解析】(1)原子的结构包括原子核和核外电子,原子核体积很小,但集中了绝大部分的质量。
(2)α粒子是氦原子的原子核,带正电
【解答】(1)“很小的结构”指的是原子结构中的原子核。
(2)绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进 ,说明原子中大部分地方是空心的, 只有少数α粒子发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180° ,说明遇到了质量比较大,且带正电的结构,因此卢瑟福推测原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上,他依据的实验现象是数α粒子发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°。
(3)A. 19世纪以前,人们一直认为原子是不可分的。1897年汤姆生发现了带负电的电子,并提出类似“西瓜”的原子模型,到1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的a粒子轰击金箔实验后提出的核式模型,说明科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程,A正确。
B. 模型可以更形象的描述微观的粒子,在科学研究中起着很重要的作用,B正确
C. 到目前为止,人们对原子结构的认识都还没达到完美的境界,C错误
D. 人类借助模型的建立,对原子结构的认识逐渐接近本质,D正确
E. 科学的进步,如更先进的观测仪器的发明,更先进的理论的建立等都可以提高人的认识,E正确
故答案为(1)原子核 (2)数α粒子发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180° (3)A B D E
20.(2023八下·婺城期末)人类对原子结构的认识经历了一个相当长的时期,一代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型。请回答:
(1)以下是科学家及其提出的原子结构假设模型(如图所示),按照原子结构模型建立的先后顺排列为   (填图中序号)。
①②③④
(2)2022年4月26日,我国首次国产化碳—14批量生产在中核集团秦山核电站启动。下列模型能表示碳—14(有6个质子,8个中子)原子结构的是______(填字母编号)。
A. B. C. D.
【答案】(1)④③②①
(2)C
【解析】(1)根据原子的研究历程分析;
(2)根据碳原子质子数=电子数=6分析。
【解答】(1)原子结构模型建立最先是道尔顿的实心球模型,然后汤姆生发现电子,提出面包葡萄干模型,然后卢瑟福通过粒子轰击金箔实验得出原子核式模型,最后玻尔的电子分层模型,即④③②① 。
(2)碳—14 原子核内6个质子,8个中子,核外6个电子,故选C。
21.(2023八下·新昌期中)卢瑟福用α粒子(α粒子是带两个单位正电荷的氦原子核)轰击金箔的实验,推翻了汤姆在 1903 年提出的原子结构模型,为建立现代原子理论打下了基础(如图)。
现象 1:大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向。
现象 2:一小部分α粒子改变原来的运动方向。
现象 3:极少数α粒子被弹了回来。
(1)请你根据原子结构知识分析现象 1 产生的原因:   。
(2)通过该实验的上述三种现象   (选填“能”或“不能”) 获得核外电子带有负电荷的结论。
(3)1919年,卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子,结果有种微粒从氮原子中被打出,而α粒子留在了氮原子中,使氮原子变成了氧原子,从现代观点看,被打出的微粒一定是   。(选填“质子”或“中子”)
【答案】(1)原子内部有较大空间
(2)不能
(3)质子
【解析】(1)原子内部绝大部分都是空的,原子核的体积很小,因此对α粒子排斥力的作用范围很小,因此出现大多数α粒子几乎不受力继续沿原来的方向运动的情形。
(2)极少数的α粒子正面撞击在原子核上,受到巨大的反作用力,从而被弹了回来,说明原子核的质量较大;
(3)轰击前后,粒子的总数保持不变,据此分析被打出的微粒即可。
【解答】(1)出现实验现象1的原因为:原子内部有较大空间。
(2)根据三种实验现象,只能说明原子内部存在很大空间,且原子核带正电荷,以及原子核体积很小但质量很大,不能获得核外电子带有负电的结论。
(3)α粒子带两个单位的正电荷,氮原子带7个单位的正电荷,而氧原子带8个单位的正电荷,根据轰击前后电荷数守恒得到:2+7=8+x,解得:x=+1,即被打出的微粒带1个单位的正电荷,肯定为质子。
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
课后巩固
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第3节 建构原子模型
考点一、原子结构模型的建立过程
(一)原子结构模型的建立
时间 模型类型 科学家 模型说明 建立模型的依据
1803 实心球模型 道尔顿(英国) 认为原子是一个实心球体 猜测
1897 枣糕模型(又叫西瓜模型) 汤姆生(英国) 原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球体内,电子像面包里的葡萄干那样镶嵌其中 汤姆生发现电子,且测得电子带负电,而原子显电中性
1911 核式结构模型(又叫行星模型) 卢瑟福(英国) ①原子的大部分体积是空的②在原子的中心有一个很小的原子核③原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间绕核运动 a粒子轰击金属箔实验
1913 分层模型 玻尔(丹麦) 电子在原子核外空间的一定轨道上分层绕核做高速的运动 带负电的电子只能在原子内的一些特定稳定轨道上运动
建立模型往往需要有一个不断完善 、不断修正的过程,以使模型更接近事物的本质。
(二)原子的构成
原子是由带正电荷的原子核和带负电荷的核外电子构成的。电子在原子核外空间做高速运动,一个电子带一个单位负电荷,原子核所带的正电荷与核外电子所带的负电荷总数相等,电性相反,因此原子呈电中性。
(三)原子核与原子大小的比较
原子很小,原子核更小。原子核的半径大约是原子半径的十万分之一,原子核的体积虽然很小,但它几乎集中了原子的全部质量。
【能力拓展】卢瑟福的a粒子轰击金属箔实验
如图所示,a粒子是一种带正电荷的粒子,用它轰击金属箔,发现多数x粒子穿过金属箔后仍保持原来的运动方向,但有极少数a粒子发生了较大角度的偏转,甚至有个别的a粒子被弹回。实验结论:
①原子核体积很小,原子内部有很大空间,所以大多数a粒子能穿透金箔;
②原子核带正电,a粒子途经原子核附近时,受到斥力而改变了运动方向;
③原子核的质量比a粒子大得多,当a粒子碰到体积很小的原子核时被弹了回来。
典例1:1910年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。实验做法如图甲所示。
绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子却发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°,像是被金箔弹了回来。
[猜想与假设] α粒子遇到电子后,就像飞行的子弹碰到灰尘一样,运动方向不会发生明显的改变,而结果却出乎意料,除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上,否则大角度散射是不可能的。
[解释与结论]
(1)大多数α粒子不改变原来的运动方向,原因是   。
(2)卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是   。
(3)科学家对原子结构的探究经历了三个过程,通过α粒子散射实验,你认为原子结构为图中的  。
变式1:1911年卢瑟福团队用一束α粒子(带正电荷)轰击金箔时发生了如图所示的实验现象。由实验得出的结论不合理的是(  )
A.多数α粒子直接穿过,说明原子核外是空的,不存在其他粒子
B.少数α粒子发生偏移,说明原子核带正电
C.极少数α粒子被反弹,说明原子核体积很小、质量相对较大
D.α粒子的质量比核外电子的质量大得多
变式2:人类对微观世界的探究永无止境。请根据所学知识回答:
(1)1911年,卢瑟福进行α粒子散射实验后,认为原子是“行星模型”,即原子是由带正电荷的   和核外电子构成;
(2)卢瑟福用α粒子轰击金属箔而产生散射的实验,在分析实验结果的基础上,他提出了原子核式结构,卢瑟福的这一研究过程是一个______。
A.建立模型的过程 B.得出结论的过程
C.提出问题的过程 D.验证证据的过程
变式3:人们为了解释原子结构的奥秘,经历了漫长的探究过程。1803年,道尔顿提出原子概念,他认为一切物质都是由原子构成的。1897年,汤姆生发现原子中存在一种带负电荷的粒子,证明原子是可以再分的,又提出了“面包模型”。1911年,英国科学家卢瑟福为探索原子的内部结构,用带正电的α粒子轰击金属箔,发现如下现象:①大多数α粒子能穿透金属箔而不改变原来的运动方向;②有小部分α粒子改变了原来的运动方向;③有极少部分α粒子被弹了回来。请回答:
(1)汤姆生发现的粒子是   。
(2)卢瑟福的α粒子轰击金属箔实验的上述现象中,能证明原子核带正电的现象是   (填序号)。
(3)通过实验,卢瑟福认为“原子的大部分质量都集中到了中心一个很小的结构上”,卢瑟福所说的“很小的结构”指的是   。
考点二、原子的构成
(一)原子核的构成
(1)原子核是由更小的两种粒子一质子和中子构成的(氢原子除外)
(2)原子核带正电,原子核中一个质子带一个单位正电荷,中子不带电;核外电子带负电,一个电子带一个单位负电荷。而原子呈电中性,因此质子数 = 核外电子数。
(3)科学上把原子核所带的电荷数称为核电荷数。核电荷数 = 质子数。
【拓展提高】科学家又对质子和中子的构成进行了研究,发现质子和中子都是由更微小的基本粒子-夸克构成的。夸克还可以再分。有关夸克的结构和性质还在研究中。
(二)构成原子的各种粒子之间的关系
(1)原子中,核电荷数=质子数=核外电子数。如氧原子核内有8个质子,则氧原子核带8个单位正电荷(即+8), 即核电荷数为8,而核外电子数也为8。
(2)中子数不一定等于质子数。如钠原子的质子数为11,中子数为12,两者并不相等。
(3)原子核内一定有质子, 但不一定有中子。如普通氢原子核内只有1个质子而没有中子。
(三)质子、中子和电子的质量比较
原子中电子的质量在整个原子质量中所占的比重极小,原子的质量主要集中在原子核上。
典例1:如图为原子核聚变(原理是让两个原子核发生聚合作用,生成一个新的原子核)的示意图,①②③表示三种原子,“”、“”、“”分别表示原子中的不同微粒,聚变前后的微粒种类不变,各微粒总数也不变。
(1)图中属于同种元素的是   (填序号);
(2)微粒“”所带的电荷类型是   (A.带正电 B.带负电 C.不带电)
变式1:2019年,俄罗斯的科学家找到了一种新的元素,暂定名为Uue,其质子数为119,中子数为180。下列关于Uue的说法错误的是(  )
A.Uue原子核外电子数为119 B.相对原子质量为299
C.Uue核电荷数为180 D.Uue原子呈电中性
变式2:1854年法国化学家德维尔在实验室中意外地发现一种新元素。已知该元素的一个原子中含有40个微粒,其中14个微粒不带电,则该原子的质子数是   个,中子数是   个。
变式3:在分子、原子、质子、中子、电子、原子核这些微粒中:
(1)能保持物质化学性质的微粒有   。
(2)显示电中性的微粒有   。
(3)质量最小的微粒是   。
(4)在同一原子里数目相等的是   。
考点三、相对原子质量
(一)相对原子质量的定义
科学家把一个碳-12原子质量分为12等份,则1份质量为1.993 x10-26千克x1/12 = 1.661x10-27千克。其他原子的质量与1.661x10-27千克相比后得出一定的比值,这个比值就是该原子的相对原子质量。
(二)相对原子质量的计算方法
(三)原子的质量与相对原子质量的关系
原子的质量 相对原子质量
得出与性质 实验测出的,是一个原子的实际质量 比较得出的,是相对质量
单位 千克 是一个比值,单位是“1”
联系(计算公式)
(四)质子、中子、电子的相对质量微粒
微粒 质量/千克 相对质量 说明
碳原子 1.993 x 10-26 12 6个质子,6个中子
质子 1.672 x 10-27 1 质子质量≈中子质量电子质量是质子的1/1834,因此可忽略其质量
中子 1.674 x 10-27 1
电子 9.118 x 10-31 1/1834
【能力拓展】①相对原子质量是一个比值,它不是一个原子的实际质量,但能反映出一个原子实际质量的相对大小,原子质量越大,相对原子质量越大,两者成正比。如氢的相对原子质量为1,碳的相对原子质量为12,则一个碳原子的实际质量也是一个氢原子实际质量的12倍。
②质量相同的不同原子构成的纯净物,相对原子质量越小的物质所含的原子个数越多。如1克铁和1克铝,由于铝的相对原子质量小于铁的相对原子质量,所以1克铝所含铝原子多。
③相对原子质量是≥1的数值。
典例1:(2021八下·西湖期中)已知氧原子的相对原子质量为16,银原子的相对原子质量为108,若银原子的实际质量为m,则氧原子的实际质量可以表示为   。
变式1:如果碳-12原子的质量为m kg,X原子的质量为n kg,则X原子的相对原子质量为(  )
A. B. C. D.
变式2:(2023八下·洞头期中)已知某氧原子的实际质量为m克,其相对原子质量为16。有一种铕原子的相对原子质量为152,铕(Eu)原子实际质量为(  )
A.克 B.克 C.克 D.克
变式3:某阳离子Mn+的核外电子共有x个电子,核内有y个中子,则M的相对原子质量约为 (  )
A.x+y B.x+n-y C.x-n+y D.x+y+n
考点四、离子
(一)离子
带电的原子或原子团。原子团是由两种或两种以上元素的原子结合而成的原子集团,在许多化学反应中作为一个整体参加反应。
(二)离子的分类
(1)阳离子:带正电荷的原子或原子团,如钠离子铵根离子。
(2)阴离子:带负电荷的原子或原子团,如氯离子硫酸根离子。
(三)离子的形成
一般来说,金属原子容易失去最外层电子变成阳离子,非金属原子容易得到电子变成阴离子。
(四)原子与离子的比较
项目 原子 离子
阳离子 阴离子
结构关系 质子数 = 电子数 质子数 > 电子数 质子数 < 电子数
电性 呈电中性 带正电 带负电
相互转化 同种元素的原子和离子的原子核相同,原子得、失电子后形成阴、阳离子
(五)离子符号的写法
(1)只带一个单位电荷(正负电荷),则把个数“1”省去,直接在元素符号右上角写“+”或“-”号。如钠离子(Na+)、氯离子(Cl- )等。
(2)带多个单位电荷(正、负电荷),则在元素符号右上角先写电荷数,再写“+”或“-”号,如镁离子(Mg2+)、铝离子(Al3+)氧离子(O2-)等。
(3)较为复杂的离子:有些离子的组成不止一种元素,如OH-和SO2-等,这种离子称为某某根离子,这些离子是带电的原子团。常见的较复杂的离子见下表。
离子的名称 离子的符号 离子所带电荷
氢氧根离子 OH- -1
硫酸根离子 SO42- -2
硝酸根离子 NO3- -1
碳酸根离子 C032- -2
碳酸氢根离子 HCO3- -1
铵根离子 NH4+ +1
(4)多个离子的表示
在离子符号的前面加上数字表示多个离子。如两个镁离子(2Mg2+)、三个硝酸根离子(3NO3-)等。
【能力拓展】①在化学反应里,常作为一个整体参加反应的原子集团叫原子团,也叫根。原子团也是离子。原子团和原子团之间也可以形成化合物。例如NH4NO3就是由铵根离子和硝酸根离子结合而成的。
②原子团右上角的数字符号表示的是整个原子团所带的电荷,而不是其中的某个原子所带的电荷。
规律总结
离子中各个数字的含义归纳以5SO42-为例说明离子符号中各数字的含义:
2:表示每个硫酸根离子带2个单位负电荷
5:表示5个硫酸根离子
4:表示一个硫酸根离子中含有四个氧原子
1:表示一个硫酸根离子中含有一个硫原子(化学式中1忽略不写)
典例1:(2023八下·杭州月考)2019年诺贝尔化学奖颁发给了在锂电池领域作出重大贡献的吉野彰等三位科学家,分析回答下列问题:
(1)图甲是元素周期表中锂元素的相关信息,可知锂元素的原子核电荷数是   。
(2)图乙表示锂原子转变为锂离子的过程,锂离子符号可表示为   。
变式1:(2022八下·杭州月考)有关Mg和Mg2+两种粒子的比较,下列说法正确的是(  )
①具有相同的质子数 ②化学性质相同 ③核外电子总数相同
④属于同种元素 ⑤相对原子质量相同
A.①②④ B.②③④ C.①④⑤ D.③④⑤
变式2:R2-的离子核外共有n个电子,则R的原子核内质子数为(  )
A.n+2 B.n-2 C.n D.2n
变式3:(2022八下·杭州月考)如图甲是钠和氯两种元素在元素周期表中的部分信息,图乙是钠与氯气反应生成氯化钠的微观过程图。据此回答:
(1)钠元素与氯元素的本质区别是   。
(2)钠与氯气反应生成氯化钠的过程中,钠原子   (填“得到”或“失去”)电子,构成氯化钠的微粒是   。
1.(2023八下·新昌期末)下图中能正确表示卢瑟福提出的原子核式结构模型的是(  )
A. B. C. D.
2.(2023八下·吴兴期中)1854年法国化学家德维尔在实验室中意外地发现一种新元素。已知该元素的一个原子中含有40个微粒,其中14个微粒不带电,则该原子的质子数是(  )
A.27 B.26 C.54 D.13
3.(2023八下·杭州期末)嫦娥五号返回器携带月球土壤样品成功返回地球,月球土壤中含有较丰富的氦—3,而在地球上,图中“”代表(  )
A.质子 B.中子 C.电子 D.原子核
4.(2023八下·杭州月考)原子结构模型是经过一代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型的过程。下列有关图①②③④所示的四种原子结构模型的叙述错误的是(  )
A.汤姆生认为图①模型中正电荷均匀分布在整个面包内,电子像葡萄干镶嵌其中
B.如图②模型波尔认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上绕核运动
C.卢瑟福在实验基础上提出带负电的电子绕带正电且体积很小的原子核运动的图④模型
D.依据提出时间先后顺序,正确的排列是①②④③
5.(2022八下·杭州月考)有关Mg和Mg2+两种粒子的比较,下列说法正确的是(  )
①具有相同的质子数 ②化学性质相同 ③核外电子总数相同
④属于同种元素 ⑤相对原子质量相同
A.①②④ B.②③④ C.①④⑤ D.③④⑤
6.下列有关原子的相对原子质量的说法,正确的是(  )。
A.相对原子质量的单位是克
B.相对原子质量是一个比值
C.相对原子质量就是原子的质量
D.相对原子质量就是碳原子()的质量的
7.(2024八下·余杭期中)原子核内有6个质子和6个中子的一个碳原子的质量为akg,另一种元素的相对原子质量 b, 则该元素的一个原子的质量为(  )
A. B. C. D.
8.已知某原子的核电荷数为15,原子核中有16个中子,则该原子的相对原子质量约为(  )。
A.15 B.16 C.46 D.31
9.R2-的离子核外共有n个电子,则R的原子核内质子数为(  )
A.n+2 B.n-2 C.n D.2n
10.(2024八下·杭州期中) 下列粒子结构示意图得出的结论中,错误的是(  )
A.①④ 属于同种元素 B.②③④ 属于离子
C.⑤ 易失去电子成为阳离子 D.①⑤ 的结构不稳定
11.(2022八下·婺城期末)碳—14是碳的一种具放射性的同位素原子,其相对原子质量为14。如图为碳—14原子的结构示意图,由图可知碳—14原子(  )
A.含有14个质子 B.含有6个中子 C.核电荷数为6 D.质子数和中子数相等
12.某阳离子Mn+的核外电子共有x个电子,核内有y个中子,则M的相对原子质量约为 (  )
A.x+y B.x+n-y C.x-n+y D.x+y+n
13.查元素周期表,写出下列元素原子的相对原子质量(取整数)。
N   ;O   ;Na   ;Fe   ;S   ;Mg   ;P   ;Ag   ;Al   ;C   。
14.(2023八下·仙居期末)人类对原子结构的认识,经历了汤姆生、卢瑟福和波尔等提出的模型的过程。请利用所学知识完成下列有关问题。
(1)1897年,汤姆生发现原子中存在一种带负电荷的粒子,证明原子是可以再分的,提出了“面包模型”。汤姆生发现的粒子是    。
(2)1911年,卢瑟福发现“原子的大部分质量都集中到了中心一个很小的结构上”,提出了“核式结构模型”。卢瑟福所说的“很小的结构”指的是   。
15.(2022八下·杭州月考)如图甲是钠和氯两种元素在元素周期表中的部分信息,图乙是钠与氯气反应生成氯化钠的微观过程图。据此回答:
(1)钠元素与氯元素的本质区别是   。
(2)钠与氯气反应生成氯化钠的过程中,钠原子   (填“得到”或“失去”)电子,构成氯化钠的微粒是   。
16.(2023八下·杭州月考)2019年诺贝尔化学奖颁发给了在锂电池领域作出重大贡献的吉野彰等三位科学家,分析回答下列问题:
(1)图甲是元素周期表中锂元素的相关信息,可知锂元素的原子核电荷数是   。
(2)图乙表示锂原子转变为锂离子的过程,锂离子符号可表示为   。
17.用序号回答:在①分子、②原子、③质子、④电子⑤离子、⑥原子核、⑦中子、⑧元素中,选择填空。
(1)构成物质的基本微粒是   (写出3种),其中   是化学变化中的最小微粒,它是由   和   构成的。
(2)元素的种类由   数决定。
(3)Mg和Mg2+因具有相同的   数,故属于同种   。
18.(2024八下·临平期末)如图是锂原子的构成示意图,根据图示信息回答下列问题:
(1)锂原子的核电荷数为   
(2)锂原子核外有   个电子。
(3)下列对原子构成的理解错误的是   (填字母)。A.原子整体不显电性;B.原子核是不可分割的实心球体;C.原子核比原子小得多;D.原子质量主要集中在原子核上
19.(2023八下·洞头期中)19世纪以前,人们一直认为原子是不可分的。1897年汤姆生发现了带负电的电子,并提出类似“西瓜”的原子模型。为进一步探究原子的结构,1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的a粒子轰击金箔实验(如图)。
[收集证据]绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,只有少数α粒子发生了较大的偏转,并且有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°,像是被金箔弹了回来。
[猜想与假设] α粒子遇到电子后,就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变,除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上,否则大角度的散射是不可能的。
[解释与结论]
(1)“很小的结构”指的是原子结构中的   。
(2)卢瑟福推测原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上,他依据的实验现象是   。
(3)从原子结构模型建立的过程中,我们认识到 (填字母,可多选)。
A.科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程
B.模型在科学研究中起着很重要的作用
C.波尔的原子模型建立,使人们对原子结构的认识达到了完美的境界
D.人类借助模型的建立,对原子的认识逐渐接近本质
E.人的认识是随着科学的进步尤其是实验技术的提高而发展的
20.(2023八下·婺城期末)人类对原子结构的认识经历了一个相当长的时期,一代代科学家不断地发现和提出新的原子结构模型。请回答:
(1)以下是科学家及其提出的原子结构假设模型(如图所示),按照原子结构模型建立的先后顺排列为   (填图中序号)。
①②③④
(2)2022年4月26日,我国首次国产化碳—14批量生产在中核集团秦山核电站启动。下列模型能表示碳—14(有6个质子,8个中子)原子结构的是______(填字母编号)。
A. B. C. D.
21.(2023八下·新昌期中)卢瑟福用α粒子(α粒子是带两个单位正电荷的氦原子核)轰击金箔的实验,推翻了汤姆在 1903 年提出的原子结构模型,为建立现代原子理论打下了基础(如图)。
现象 1:大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向。
现象 2:一小部分α粒子改变原来的运动方向。
现象 3:极少数α粒子被弹了回来。
(1)请你根据原子结构知识分析现象 1 产生的原因:   。
(2)通过该实验的上述三种现象   (选填“能”或“不能”) 获得核外电子带有负电荷的结论。
(3)1919年,卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子,结果有种微粒从氮原子中被打出,而α粒子留在了氮原子中,使氮原子变成了氧原子,从现代观点看,被打出的微粒一定是   。(选填“质子”或“中子”)
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