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第3节 原子结构的模型
考点一、原子结构模型的建立
（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：（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。
变式1：（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；
变式2：（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。
变式3：（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
考点二、揭开原子核的秘密
（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。
（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。
【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。
典例1：（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。
变式1：（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；
变式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。
变式3：（2023八下·拱墅期末）2022年，德国和日本的研究者观察到了“四中子”，“四中子”是由四个中子组成的一种极不稳定的微粒。研究者通过在液态氢靶上发射某一原子的原子核，碰撞可将一个该原子的原子核分裂成一个α粒子（两个质子和两个中子）和一个“四中子”。关于此项研究中的微粒，说法错误的是（　　）
A． “四中子”的相对质量是4
B．“四中子”是一种不带电的微粒
C．一个α粒子带两个单位的正电荷
D．向氢靶上发射的是含两个质子和四个中子的原子核
【答案】D
【解析】根据中子的相对一为1，质子带正电荷，中子不带电分析。
【解答】A.“四中子”是由四个中子组成的一种极不稳定的微粒，一个中子相对质量为1，“四中子”的相对质量是4，不符合题意；
B.中子不带电，“四中子”是一种不带电的微粒，不符合题意；
C. α粒子由两个质子和两个中子构成， 一个α粒子带两个单位的正电荷 ，不符合题意；
D. 通过在液态氢靶上发射某一原子的原子核，碰撞可将一个该原子的原子核分裂成一个α粒子和一个“四中子”向氢靶上发射的是含两个质子和六个中子的原子核 ，符合题意；
考点三、带电的原子-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）氯化钠的形成
钠在氯气中燃烧时，钠原子失去1个电子形成带正电荷的钠离子，氯原子得到1个电子形成带负电荷的氯离子。带相反电荷的钠离子和氯离子之间相互吸引，构成了呈电中性的氯化钠。
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 。
考点四、原子的“孪生兄弟”
（一）元素
具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子总称为元素。如氧元素就是所有核电荷数为8的氧原子的总称，氢元素就是所有核电荷数为1的氢原子的总称。
（二）同位素
(1)定义:原子核内的质子数相同、中子数不相同的同类原子互为同位素原子。
(2)同位素原子是一种元素的不同种原子。如三种氧原子:氧-16、氧-17、氧-18的质子数均为8，中子数分别为8、9、10，因此它们都属于氧元素，不同的是其核内的中子数。
(3)同位素原子的表示方法
为了区分元素的同位素原子，常用原子符号(AzX)表示，其中X表示原子种类，Z表示质子数，A表示质子数和中子数之和。如氢有氕(11H)、氚(21H )氚(31H)三种同位素。
(4)同位素原子在工业、农业、医疗、国防等方面有着广泛的应用。如质谱分析中，用稳定同位素原子作为示踪原子；核潜艇利用铀的同位素裂变释放的能量作为动力；利用放射性同位素对一些脏器进行扫描，诊断肿瘤等疾病；根据放射性同位素的半衰期，进行古董鉴定。
典例1：（2023八下·新昌期末）氕、氘、氚三种原子在元素周期表中（　　）
A．不占位置 B．只有氕占位置
C．同占一个位置 D．占三个位置
【答案】C
【解析】氕、氘、氚，它们的原子核内质子数相同、中子数不相同，属于同种元素（H）的三种不同原子，彼此互为同位素原子。
【解答】氕、氘、氚 是氢元素的三种不同的同位素原子，属于同种元素，所以在元素周期表中占同一个位置。
变式1：（2023八下·椒江期末）月球上的土壤含有丰富的氦-3，地球上的氢元素主要以氦-4形式存在。下图是氦-3和氦-4的原子结构示意图，下列说法不正确的是（　　）
A．氦-3和氦-4属于同种元素 B．氦-3和氦-4互为同位素原子
C．一个氦-3原子核内有3个质子 D．一个氦-4原子核外有2个电子
【答案】C
【解析】 同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素 ；在原子中，质子数=核外电子数=核电荷数=原子序数；
【解答】A. 在化学中元素是指具有相同核电荷数(或质子数)的一类原子的总称。 所以 氦-3和氦-4属于同种元素，A正确；
B.氦-3和氦-4中质子数相同，中子数不同，互为同位素原子，B正确；
C.一个氦-3原子核内有2个质子，C错误；
D. 一个氦-4原子核外有2个电子 ，D正确；
变式2：如图所示，其中①②③表示三种原子，“”“”“”表示原子中的不同微粒。
②原子中质子数为　 　；①②③中属于同种元素的原子是　 　。
【答案】1；①②
【解析】（1）在原子中，质子数=核外电子数；
（2）不同元素的本质区别是质子数不同。
【解答】（1）根据图片可知，②原子的核外电子数为1，根据“质子数=核外电子数”可知，它的质子数为1；
（2）根据图片可知，①原子的质子数为1，②的质子数为1，③的质子数为2，则①②的质子数相同，那么为同种元素。
变式3：（2023八下·舟山期中） 2021年江西省自主设计的“人造太阳”首次成功放电。“人造太阳”合理利用了可控核聚变，氘、氟是核聚变的热核材料。
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氘 1 1 1
氘 1 2 x
（1）氘和氘属于　 　(选填“同种”或“不同种”)元素的原子，上表中x= 　 　
（2）贮存氘气的钢瓶禁止靠近明火，据此推测氘气具有的化学性质是 　 　
【答案】（1）同种；1 （2）可燃性
【解析】（1）元素的本质区别为质子数不同。在原子中，核外电子数=质子数；
（2）可燃气体遇到明火会剧烈燃烧，可能会发生爆炸，据此分析解答。
【解答】（1）根据表格可知，氘和氘的质子数相等，都是1，则二者为同种元素的原子。氘的质子数为1，根据“核外电子数=质子数”可知，表格中的x=1。
（2）贮存氘气的钢瓶禁止靠近明火，据此推测氘气具有的化学性质是可燃性。
1．（2023八下·黄岩期中）钚可用于制造核武器。一种钚原子核电荷数为94，中子数为145，则该钚原子的核外电子数为（　　）
A．94 B．145 C．239 D．51
【答案】A
【解析】在原子中，质子数=核电荷数=核外电子数。
【解答】钚原子核电荷数为94，根据“核电荷数=核外电子数”可知，它的核外电子数为94。
2．（2023八下·滨江期末）16O和18O是氧元素的两种同位素原子，则由16O构成的氧分子和由18O构成的氧分子，不同的是（　　）
A．质子数 B．中子数 C．电子数 D．氧原子个数
【答案】B
【解析】根据16O和18O是氧元素的两种同位素原子质子数、电子数相同，中子数不同分析。
【解答】16O和18O是氧元素的两种同位素原子，则由16O构成的氧分子和由18O构成的氧分子，质子数、电子数、氧原子个数都相同，中子数不同。
3．（2023八下·金华期中）同位素的应用非常广泛，比如用于考古。三星堆遗址出土的文物经C-14同位素检测，已有5000年左右的历史，这表明我国上下五千年的历史是真实存在的。碳有多种同位素，互为同位素的两种碳原子不可能具有相同的（　　）
A．质子数 B．中子数 C．电子数 D．化学性质
【答案】B
【解析】同位素指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。
【解答】由同位素的定义可知，其中子数一定不相同，质子数一定相同。
故答案为：B
4．日本福岛核泄漏成分中有碘-131和铯-137等。碘与铯的本质区别是（　　）
A．质子数不同 B．中子数不同
C．最外层电子数不同 D．原子核外电子层数不同
【答案】A
【解析】根据元素的定义分析判断。
【解答】元素是具有相同核电荷数的同一类原子的统称，而质子数=核电荷数，因此相同元素，具有相同的质子数；不同元素，具有不同的质子数，故A正确，而B、C、D错误。
5．（2023八下·义乌期中）元素周期表中金元素的信息如图所示，对图中信息理解正确的是（　　）
A．金元素属于非金属元素 B．一个金原子的质量为197
C．一个金原子的核外电子数为118 D．金原子的核电荷数为79
【答案】D
【解析】根据元素周期表以及原子的结构分析
【解答】A. 金元素是金属元素，A错误
B. 197是金的相对原子质量，不是一个金原子的质量，B错误
C. 原子包括原子核和核外电子，原子核又包括质子和中子，其中质子数等于核外电子数，从图中可以看出金是79号元素，说明它的质子数为79，所以核外电子数也为79，C错误
D.核电荷数等于质子数，因此金原子的核电荷数为79，D正确
6．（2023八下·嘉兴期末）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。
7．1911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。
8．用“”“”“”分别表示质子、中子和电子，下图表示四种原子的结构模型。下列有关说法中正确的是 （　　）
A．甲、丁互为同位素 B．乙、丁属于同一种元素
C．甲、丙的核电荷数不同 D．甲、丙为同一种原子
【答案】B
【解析】（1）具有相同质子数和不同中子数的原子称为同位素原子；
（2）元素的本质区别是质子数不同；
（3）质子数=核外电子数=核外电子数；
（4）同种原子的质子数相同。
【解答】甲的核外电子数为1，则它的质子数为1；丁的核外电子数为2，则它的质子数为2。二者的质子数不同，肯定不是同位素，故A错误；
乙的核外电子数为2，则质子数为2，那么乙和丁的质子数相同，为同种元素，故B正确；
甲的核电荷数为1，则它的质子数为1；丙的的核电荷数为1，则丙的质子数为1，则甲和乙的核电荷数相同，故C错误；
甲和丙的质子数相等，但是中子数不同，那么为同位素原子，故D错误。
9．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克构成的。u夸克带电量为+e，d夸克带电量为-e，e为基元电荷。下列论断可能正确的是（　　）
A．质子由1个u夸克和1个d夸克构成，中子由1个u夸克和2个d夸克构成
B．质子由1个u夸克和1个d夸克构成，中子由2个u夸克和1个d夸克构成
C．质子由2个u夸克和1个d夸克构成，中子由1个u夸克和2个d夸克构成
D．质子由2个u夸克和1个d夸克构成，中子由1个u夸克和1个d夸克构成
【答案】C
【解析】质子带正电，而中子不带电，据此分析判断。
【解答】由质子带一个单位正电荷，中子不带电，
设质子中u夸克、d夸克个数分别是x、y，x、y取正整数，
则；解得：x=2、y=1；
设中子中u夸克d夸克个数分别是m、n，m、n取正整数。
，
解得：m=1、n=2。
故选C。
10．（2023八下·杭州期末）如图表示四种原子的结构模型(“·”、”O”和”●”分别表示电子、中子、质子)，下列说法正确的是（　　）
A．甲、丙的核电荷数不同 B．甲、丙为同一种原子
C．乙、丁属于同一种元素 D．甲、乙互为同位素原子
【答案】C
【解析】①甲原子核外有1个电子，原子核有1个质子和2个中子，乙原子核外有2个电子，原子核有2个质子和2个中子，丙原子核外有1个电子，原子核有1个质子，丁原子核外有2个电子，原子核有2个质子和1个中子。
②科学上把具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子总称为元素，题图中甲和丙（乙和丁）属于同一种元素。
③原子中核内的质子数相同、中子数不相同的同类原子统称为同位素原子，题图中甲和丙（乙和丁）互为同位素原子。
④在原子中：核电荷数=质子数=核外电子数。
【解答】
A.据图可知，甲和丙原子核中质子数相同，即核电荷数相同，故A错误；
B.据图可知，甲和丙原子核中中子数不同，不属于同种原子，故B错误；
C.据图可知，乙丁丙原子核中质子数相同，属于同一种元素，故C正确；
D.据图可知，甲和乙原子核中质子数不同，不属于同种元素，故不是同位素原子，故D错误；
11．小柯学习科学知识时很懂得联想和类比。他想，书本上说卢瑟福研究发现的原子结构模型叫太阳系模型，如果把八大行星看作是原子中的八个核外电子的话，那么（　　）
A．“太阳”相当于一个原子
B．“太阳”中肯定有八个中子
C．“太阳”中肯定有八个质子
D．“太阳系”相当于一个碳原子
【答案】C
【解析】根据原子结构的知识分析判断。
【解答】将太阳系看作一个原子，则中间的太阳相当于原子核，周围的八大行星相当于八个核外电子。根据“质子数=核外电子数”可知，其中一定有八个质子，而中子数不能确定，故C正确，A、B错误；
根据“质子数=原子序数”可知，“太阳系”相当于氧原子，故D错误。
12．推理是研究和学习科学的一种重要方法。正电子、负质子都是反粒子，它们跟通常所说的电子、质子相比较，质量相等，电性相反。科学家已发现反氢原子。你推测反氢原子的结构可能是(　　)
A．由1个带负电荷的质子和1个带正电荷的电子构成
B．由1个质子和1个电子构成
C．由1个带负电荷的质子和1个电子构成
D．由1个质子和1个带正电荷的电子构成
【答案】A
【解析】根据反物质和正物质的特点分析判断。
【解答】氢原子含有1个质子和一个电子。而反氢原子与它质量相同，即具有的质子数和电子数相同，只是电性相反，即它含有1个带负电荷的质子和1个带正电荷的电子。故A正确，而B、C、D错误。
13．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。
14．（2023八下·浙江期中）化学上常用符号””表示原子的构成，其中X代表元素符号，Z表示原子核内的质子数，A表示原子核内质子数与中子数之和。已知Xn+和Ym-的电子层排布完全相同，则下列关系正确的是（　　）
A．b-a=d-c B．a+n=c-m C．a-n=c+m D．b-n=d+m
【答案】C
【解析】原子失去电子形成阳离子，原子得到电子形成阴离子，据此分析判断。
【解答】根据 Xn+ 可知，它是该原子失去n个电子形成的，即外层电子数为：a-n；
根据 Ym- 可知，它是该原子得到m个电子形成的，即外层电子数为：c+m；
那么得到：a-n=c+m。
15．（2023八下·柯桥期末） 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。
16．（2023八下·兰溪期中）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。
17．（2023八下·龙湾期中）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。
18．（2023八下·浙江期中）小明同学收集了一些微粒的资料，请你和他一起根据表格数据回答下列问题。
粒子名称 质子数 中子数 电子数
A 14 14 14
B 26 30 24
C 14 14 18
D 14 18 14
（1）表格中属于互为同位素原子的是　 　。
（2）已知微粒B是铁元素的一种微粒，根据表格信息写出微粒B的符号　 　。
（3）比较C与D两种微粒，其中质量较大的是　 　。
【答案】（1）A和D
（2）Fe2＋
（3）D
【解析】（1）根据同位素的定义分析；
（2）原子失去电子带正电荷，得到电子带负电荷，据此根据表格确定离子所带的电荷数，进而写出对应微粒的符号。
（3）相对原子质量越大，则原子的实际质量越大。
【解答】（1）同位素原子具有相同的质子数和不同的中子数，则表格中属于同位素原子的是A和D。
（2）根据表格可知，微粒B的质子数为26，电子数为24，即铁原子失去2个电子带2个单位的正电荷，写作 Fe2＋ ；
（3）根据表格可知，C的相对原子质量为14，D的相对原子质量为18，则质量较大的是D。
19．（2023八下·武义期末）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。
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·下城期中）
（1）“84消毒液”是一种高效含氯消毒剂，其主要成分是次氯酸钠（NaClO）。制取NaClO的原理是2NaOH+Cl2＝NaClO+X+H2O，其中X的化学式是　 　。
（2）如图为某粒子R的结构示意图：
①当x＝10+y时，该粒子为　 　（填“原子”或“阳离子”或“阴离子”）。
②若该结构示意图表示的粒子是Cl﹣，则y＝　 　。
【答案】（1）NaCl
（2）原子；8
【解析】（1）根据化学反应前后原子 种类和个数不变分析；
（2）根据原子中质子数＝电子数，相对稳定结构是最外层为8个电子的结构（第一层为最外层2个）分析。
【解答】（1）所给反应方程式中原子种类及个数反应前为：钠2、氢2、氧2、氯2，反应后为：钠1、氯1、氧2、氢2，由反应前后原子 种类和个数不变可知，X化学式为NaCl 。
（2）①当x＝10+y时，质子数＝电子数，该粒子为原子。 ②若该结构示意图表示的粒子是Cl﹣，氯离子是氯原子得一个电子达到的相对稳定结构，y＝ 8.
22．（2023八下·金华期中）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
23．（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。
24．（2023八下·路桥期末）科学家对元素的相对原子质量的认识经历了漫长的时间。
材料一：19世纪初，有化学家认为：氢是母体，其他元素原子的相对原子质量理论上都是氢的整数倍，少数元素如Cl是35.5倍，则是由于实验误差造成的。
材料二：1886年，英国科学家克鲁克斯大胆假设：同一元素的原子，可以有不同的相对原子质量。化学家测定出的元素相对原子质量是其不同原子相对原子质量的平均值。
材料三：1961年8月，国际上采用12C的1/12作为相对原子质量的标准，确定各个同位素原子的相对原子质量。某元素的相对原子质量是其各种同位素原子的相对原子质量乘以各自在该元素中所占的百分比之和。
（1）在克鲁克斯的假设中，同种元素的原子，相对原子质量却不同，是因为原子结构中的某种微粒数不同，该微粒的名称是　 　。
（2）结合已学知识和上述材料分析，下列说法正确的是_______。(可多选)
A．自然界中大部分元素都有同位素原子，由此推测大部分元素的相对原子质量不是整数
B．Cl相对原子质量是35.5，其自然界仅有两种同位素原子中，35Cl和37Cl原子个数比约为1：1
C．自然界中氢以氕、氘、氚三种同位素的形式存在，氕占百分比达99.9844%，则氢元素的相对原子质量约等于氕原子的相对原子质量
D．在化学变化中某金属原子失去电子与其他原子化合，计算该化合物相对分子质量时不能使用该金属元素原来的相对原子质量
【答案】（1）中子
（2）A；C
【解析】
（1）根据相对原子质量约等于质子数+中子数来分析解答，
（2）A.根据化学家测定出的元素相对原子质量是其不同原子相对原子质量的平均值来分析解答；
B.根据元素的相对原子质量小于两种两种同位素原子的平均值来分析解答；
C.根据某元素的相对原子质量是其各种同位素原子的相对原子质量乘以各自在该元素中所占的百分比之和来分析解答；
D.根据电子的质量很小来分析解答。
【解答】（1）原子核是由质子和中子构成，相对原子质量≈质子数+中子数，故同种元素的原子，相对原子质量却不同，是因为原子结构中的某种微粒数不同，该微粒的名称是中子；
（2）A.化学家测定出的元素相对原子质量是其不同原子相对原子质量的平均值，则大部分元素都有同位素原子，由此可推测出大部分元素的相对原子质量不是整数，故A正确；
B.某元素的相对原子质量是其各种同位素原子的相对原子质量乘以各自在该元素中所占的百分比之和，则氯元素的相对原子质量是35.5，它的两种同位素原子 所占的百分比大于，故B错误；
C.白然界中氢以氕、氘、氚三种同位素的形式存在。氕占百分比达99.9844%，某元素的相对原子质量是其各种同位素原子的相对原子质量乘以各自在该元素中所占的百分比之和，则氢元素的相对原子质量约等于氕原子的相对原子质量，故C正确；
D.电子的质量很小，可以忽略不计，在化学变化中某金属原子失去电子与其他原子化合，计算该化合物相对分子质量时继续使用该金属元素原来的相对原子质量，故D错误。
25．（2023八下·仙居期末）为探究原子结构，1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(一个α粒子内含2个质子)轰击金箔实验，发现以下现象，如图甲。
现象1：大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来运动方向；现象2：少部分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）请分析现象3的原因　 　。
（2）根据α粒子散射实验，统计不同偏转角度的α粒子数量，并绘制成图像（如图乙）。其中能说明原子内部绝大部分是空的数据是　 　点（用字母表示）。
（3）卢瑟福构建了核式原子结构模型，若以O、●和分别代表电子、质子与中子，则下列各示意图所描述的微粒不属于同一类原子的是______。
A． B． C． D．
【答案】（1）金原子核质量比 α 粒子大很多，但体积很小。
（2）A
（3）D
【解析】（1）极少数α粒子被弹了回来，说明它们与金原子核发生了正面碰撞。由于金原子体积很小，因此发生碰撞的α粒子数量很少。而它们被弹了回来，说明受到的力很大，即金原子核的质量很大。
（2）根据图乙可知，大多数α粒子偏转角度为零，即没有受到原子核的排斥力，说明原子核所占的空间很小，即原子内部大部分都是空的。
（3）决定元素种类的是质子数，即质子数相同，为同类原子；否则，为不同类原子。
【解答】（1）在现象3中，极少数α粒子被弹了回来，原因是：金原子核质量比 α 粒子大很多，但体积很小。
（2）根据α粒子散射实验，统计不同偏转角度的α粒子数量，并绘制成图像（如图乙）。其中能说明原子内部绝大部分是空的数据是现象1，故选A；
（3）根据图片可知，A、B、C中质子数都是1，只有D中质子数为2，因此不属于同一类原子的是D。
26．（2023八下·浙江期中）
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。
思维导图
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 原子结构的模型
考点一、原子结构模型的建立
（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：（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．
变式1：（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
变式2：（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　 　。
变式3：（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
考点二、揭开原子核的秘密
（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。
（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。
【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。
典例1：（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
变式1：（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
变式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
变式3：（2023八下·拱墅期末）2022年，德国和日本的研究者观察到了“四中子”，“四中子”是由四个中子组成的一种极不稳定的微粒。研究者通过在液态氢靶上发射某一原子的原子核，碰撞可将一个该原子的原子核分裂成一个α粒子（两个质子和两个中子）和一个“四中子”。关于此项研究中的微粒，说法错误的是（　　）
A． “四中子”的相对质量是4
B．“四中子”是一种不带电的微粒
C．一个α粒子带两个单位的正电荷
D．向氢靶上发射的是含两个质子和四个中子的原子核
考点三、带电的原子-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）氯化钠的形成
钠在氯气中燃烧时，钠原子失去1个电子形成带正电荷的钠离子，氯原子得到1个电子形成带负电荷的氯离子。带相反电荷的钠离子和氯离子之间相互吸引，构成了呈电中性的氯化钠。
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　 　。
考点四、原子的“孪生兄弟”
（一）元素
具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子总称为元素。如氧元素就是所有核电荷数为8的氧原子的总称，氢元素就是所有核电荷数为1的氢原子的总称。
（二）同位素
(1)定义:原子核内的质子数相同、中子数不相同的同类原子互为同位素原子。
(2)同位素原子是一种元素的不同种原子。如三种氧原子:氧-16、氧-17、氧-18的质子数均为8，中子数分别为8、9、10，因此它们都属于氧元素，不同的是其核内的中子数。
(3)同位素原子的表示方法
为了区分元素的同位素原子，常用原子符号(AzX)表示，其中X表示原子种类，Z表示质子数，A表示质子数和中子数之和。如氢有氕(11H)、氚(21H )氚(31H)三种同位素。
(4)同位素原子在工业、农业、医疗、国防等方面有着广泛的应用。如质谱分析中，用稳定同位素原子作为示踪原子；核潜艇利用铀的同位素裂变释放的能量作为动力；利用放射性同位素对一些脏器进行扫描，诊断肿瘤等疾病；根据放射性同位素的半衰期，进行古董鉴定。
典例1：（2023八下·新昌期末）氕、氘、氚三种原子在元素周期表中（　　）
A．不占位置 B．只有氕占位置
C．同占一个位置 D．占三个位置
变式1：（2023八下·椒江期末）月球上的土壤含有丰富的氦-3，地球上的氢元素主要以氦-4形式存在。下图是氦-3和氦-4的原子结构示意图，下列说法不正确的是（　　）
A．氦-3和氦-4属于同种元素 B．氦-3和氦-4互为同位素原子
C．一个氦-3原子核内有3个质子 D．一个氦-4原子核外有2个电子
变式2：如图所示，其中①②③表示三种原子，“”“”“”表示原子中的不同微粒。
②原子中质子数为　 　；①②③中属于同种元素的原子是　 　。
变式3：（2023八下·舟山期中） 2021年江西省自主设计的“人造太阳”首次成功放电。“人造太阳”合理利用了可控核聚变，氘、氟是核聚变的热核材料。
原子种类 质子数 中子数 核外电子数
氘 1 1 1
氘 1 2 x
（1）氘和氘属于　 　(选填“同种”或“不同种”)元素的原子，上表中x= 　 　
（2）贮存氘气的钢瓶禁止靠近明火，据此推测氘气具有的化学性质是 　 　
1．（2023八下·黄岩期中）钚可用于制造核武器。一种钚原子核电荷数为94，中子数为145，则该钚原子的核外电子数为（　　）
A．94 B．145 C．239 D．51
2．（2023八下·滨江期末）16O和18O是氧元素的两种同位素原子，则由16O构成的氧分子和由18O构成的氧分子，不同的是（　　）
A．质子数 B．中子数 C．电子数 D．氧原子个数
3．（2023八下·金华期中）同位素的应用非常广泛，比如用于考古。三星堆遗址出土的文物经C-14同位素检测，已有5000年左右的历史，这表明我国上下五千年的历史是真实存在的。碳有多种同位素，互为同位素的两种碳原子不可能具有相同的（　　）
A．质子数 B．中子数 C．电子数 D．化学性质
4．日本福岛核泄漏成分中有碘-131和铯-137等。碘与铯的本质区别是（　　）
A．质子数不同 B．中子数不同
C．最外层电子数不同 D．原子核外电子层数不同
5．（2023八下·义乌期中）元素周期表中金元素的信息如图所示，对图中信息理解正确的是（　　）
A．金元素属于非金属元素 B．一个金原子的质量为197
C．一个金原子的核外电子数为118 D．金原子的核电荷数为79
6．（2023八下·嘉兴期末）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
7．1911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
8．用“”“”“”分别表示质子、中子和电子，下图表示四种原子的结构模型。下列有关说法中正确的是 （　　）
A．甲、丁互为同位素 B．乙、丁属于同一种元素
C．甲、丙的核电荷数不同 D．甲、丙为同一种原子
9．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克构成的。u夸克带电量为+e，d夸克带电量为-e，e为基元电荷。下列论断可能正确的是（　　）
A．质子由1个u夸克和1个d夸克构成，中子由1个u夸克和2个d夸克构成
B．质子由1个u夸克和1个d夸克构成，中子由2个u夸克和1个d夸克构成
C．质子由2个u夸克和1个d夸克构成，中子由1个u夸克和2个d夸克构成
D．质子由2个u夸克和1个d夸克构成，中子由1个u夸克和1个d夸克构成
10．（2023八下·杭州期末）如图表示四种原子的结构模型(“·”、”O”和”●”分别表示电子、中子、质子)，下列说法正确的是（　　）
A．甲、丙的核电荷数不同 B．甲、丙为同一种原子
C．乙、丁属于同一种元素 D．甲、乙互为同位素原子
11．小柯学习科学知识时很懂得联想和类比。他想，书本上说卢瑟福研究发现的原子结构模型叫太阳系模型，如果把八大行星看作是原子中的八个核外电子的话，那么（　　）
A．“太阳”相当于一个原子
B．“太阳”中肯定有八个中子
C．“太阳”中肯定有八个质子
D．“太阳系”相当于一个碳原子
12．推理是研究和学习科学的一种重要方法。正电子、负质子都是反粒子，它们跟通常所说的电子、质子相比较，质量相等，电性相反。科学家已发现反氢原子。你推测反氢原子的结构可能是(　　)
A．由1个带负电荷的质子和1个带正电荷的电子构成
B．由1个质子和1个电子构成
C．由1个带负电荷的质子和1个电子构成
D．由1个质子和1个带正电荷的电子构成
13．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
14．（2023八下·浙江期中）化学上常用符号””表示原子的构成，其中X代表元素符号，Z表示原子核内的质子数，A表示原子核内质子数与中子数之和。已知Xn+和Ym-的电子层排布完全相同，则下列关系正确的是（　　）
A．b-a=d-c B．a+n=c-m C．a-n=c+m D．b-n=d+m
15．（2023八下·柯桥期末） 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。
16．（2023八下·兰溪期中）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　 　。
17．（2023八下·龙湾期中）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）
18．（2023八下·浙江期中）小明同学收集了一些微粒的资料，请你和他一起根据表格数据回答下列问题。
粒子名称 质子数 中子数 电子数
A 14 14 14
B 26 30 24
C 14 14 18
D 14 18 14
（1）表格中属于互为同位素原子的是　 　。
（2）已知微粒B是铁元素的一种微粒，根据表格信息写出微粒B的符号　 　。
（3）比较C与D两种微粒，其中质量较大的是　 　。
19．（2023八下·武义期末）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
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·下城期中）
（1）“84消毒液”是一种高效含氯消毒剂，其主要成分是次氯酸钠（NaClO）。制取NaClO的原理是2NaOH+Cl2＝NaClO+X+H2O，其中X的化学式是　 　。
（2）如图为某粒子R的结构示意图：
①当x＝10+y时，该粒子为　 　（填“原子”或“阳离子”或“阴离子”）。
②若该结构示意图表示的粒子是Cl﹣，则y＝　 　。
22．（2023八下·金华期中）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　 　。
23．（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”）
24．（2023八下·路桥期末）科学家对元素的相对原子质量的认识经历了漫长的时间。
材料一：19世纪初，有化学家认为：氢是母体，其他元素原子的相对原子质量理论上都是氢的整数倍，少数元素如Cl是35.5倍，则是由于实验误差造成的。
材料二：1886年，英国科学家克鲁克斯大胆假设：同一元素的原子，可以有不同的相对原子质量。化学家测定出的元素相对原子质量是其不同原子相对原子质量的平均值。
材料三：1961年8月，国际上采用12C的1/12作为相对原子质量的标准，确定各个同位素原子的相对原子质量。某元素的相对原子质量是其各种同位素原子的相对原子质量乘以各自在该元素中所占的百分比之和。
（1）在克鲁克斯的假设中，同种元素的原子，相对原子质量却不同，是因为原子结构中的某种微粒数不同，该微粒的名称是　 　。
（2）结合已学知识和上述材料分析，下列说法正确的是_______。(可多选)
A．自然界中大部分元素都有同位素原子，由此推测大部分元素的相对原子质量不是整数
B．Cl相对原子质量是35.5，其自然界仅有两种同位素原子中，35Cl和37Cl原子个数比约为1：1
C．自然界中氢以氕、氘、氚三种同位素的形式存在，氕占百分比达99.9844%，则氢元素的相对原子质量约等于氕原子的相对原子质量
D．在化学变化中某金属原子失去电子与其他原子化合，计算该化合物相对分子质量时不能使用该金属元素原来的相对原子质量
25．（2023八下·仙居期末）为探究原子结构，1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(一个α粒子内含2个质子)轰击金箔实验，发现以下现象，如图甲。
现象1：大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来运动方向；现象2：少部分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）请分析现象3的原因　 　。
（2）根据α粒子散射实验，统计不同偏转角度的α粒子数量，并绘制成图像（如图乙）。其中能说明原子内部绝大部分是空的数据是　 　点（用字母表示）。
（3）卢瑟福构建了核式原子结构模型，若以O、●和分别代表电子、质子与中子，则下列各示意图所描述的微粒不属于同一类原子的是______。
A． B． C． D．
26．（2023八下·浙江期中）
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　 。
思维导图
典例分析
举一反三
典例分析
举一反三
典例分析
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典例分析
举一反三
课后巩固
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