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05. 原子结构、离子与元素周期表
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目录
【课堂笔记1】原子结构………………………………………………………………………………………………01
【课堂笔记2】离子……………………………………………………………………………………………………05
【课堂笔记3】元素周期表……………………………………………………………………………………………06
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【课堂笔记1】原子结构
1. 原子结构
原子结构模拟图
2. 原子中核电荷数、质子数与核外电子数的关系
(1)核电荷数指的是原子核所带的正电荷数，由于原子核是由质子和中子构成的，每个质子带一个 单位的正电荷，中子不带电，所以原子的核电荷数等于质子数。
(2)原子不显电性，每个质子带一个单位正电荷，每个电子带一个单位负电荷，所以质子数等于核 外电子数。
(3)所以：质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数
3. 关于原子内的几个决定
(1)最外层电子数决定元素的化学性质
(2)质子数和中子数决定原子的质量
(3)质子数决定元素种类
【重点解析】
①原子核内质子数不一定等于中子数。如铁原子中，质子数为26，中子数为30。
②并不是所有的原子中都存在中子。最常见的氢原子（普通氢原子）原子核内只有1个质子，却没有中子。
③因原子核外电子的质量很小，可忽略不计，所以原子的质量主要集中在原子核上，又因为原子核的体积很小，所以其密度特别大。
④原子()：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)≈相对原子质量
4. 核外电子排布
(1)核外电子排布的初步知识
①在含有多个电子的原子中，核外电子具有不同的运动状态。离核近的 电子能量较低，离核越远，电子的能量越高，所以具有不同能量的电 子在不同的电子层上分层运动。
②离原子核最近的电子层为第 1 层，次之为第 2 层，依次类推为第3、4、5、6、7 层，也可以用字母表示，依次为 K、L、M、N、O、P、Q。
(2)核外电子排布规律
①核外电子总是尽可能优先排布在能量较低的电子层上，然后由里向外依次排布在能量逐渐升高的 电子层上。
②第一层电子数不超过2个,第二层电子数不超过8个,最外层电子数不超过8个(只有一层的不超过2 个)。
(3)原子结构示意图
①钠原子结构示意图
②常见原子结构示意图
③原子结构与元素性质的关系
元素种类 最外层电子数 元素的性质 结论
金属元素 ＜4个 原子易失电子 最外层电子数决定了元素的化学性质
非金属元素 ≥4个 原子易得电子
稀有气体元素 8个（氦2个） 不易得、失电子，稳定
【对点分析1】
1. 同一原子中，其数目不一定相同的是（　　）
A．核电荷数和中子数
B．核电荷数和核外电子数
C．核电荷数和质子数
D．核外电子数和质子数
2. 道尔顿、汤姆生和卢瑟福等科学家对原子结构进行了不断探索。下列叙述正确的是（　　）
①原子由原子核和核外电子构成；
②原子的质量主要集中在原子核上；
③原子核在原子中所占的体积极小。
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
3. 锌是人体必需的微量元素。一种锌原子的原子核内有 30 个质子，36 个中子，则该原子核外电子数为（ ）
A．4 B．30 C．36 D．66
4. 一种锶原子的相对原子质量为88，其中子数为50，则这种锶原子的核外电子数为（ ）
A．38 B．50 C．88 D．138
5. 在原子中，能决定元素种类的是（ ）
A．电子层数 B．质子数 C．中子数 D．核外电子数
6. 如图是某粒子的结构示意图，下列有关该粒子的叙述中，错误的是（　　）
A．该粒子原子核内有8个质子 B．该粒子的核外电子能量相同
C．该粒子表示的是氧原子 D．该粒子呈电中性
7. 下图是几种微粒的结构示意图，下列说法错误的是（　　）
A．属于同种元素的微粒是③⑤ B．化学性质相似的原子是②③
C．具有稳定结构的原子是⑤ D．在化学反应中容易失电子的原子是①
8. 下列粒子在化学反应中容易得到电子的是（　　）
A． B． C． D．
【对点训练1】
1. 下列关于原子构成的说法正确的是（　　）
A．任何原子都含质子、中子和电子 B．原子核内质子数一定等于中子数
C．原子不带电是因为原子中不存在带电粒子 D．任何原子质子数都等于电子数
2. 如图为某原子结构模型的示意图，其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子。下列说法正确的是( )
A．决定该原子种类的粒子是b B．原子中b与c的数目一定相同
C．原子中a与c的数目一定相同 D．原子的质量集中在a和c上
3. 原子是构成物质的一种重要微粒。下列有关原子的说法中正确的是（　　）
A．原子的质量主要集中在原子核上
B．相同的原子无法构成不同的分子
C．温度升高，温度计内汞柱液面上升说明汞原子体积变大
D．原子呈电中性是因为原子中质子数与中子数相等
4. 原子中决定相对原子质量大小的是（　　）
A．质子数和中子数 B．质子数和电子数
C．中子数和电子数 D．核电荷数和电子数
5. 元素周期表揭示万物秩序，它是按原子的质子数排列而成的。原子的质子数等于（　　）
A．中子数 B．电子数
C．最外层电子数 D．相对原子质量
6. 下图是三种微粒的结构示意图，有关它们的说法正确的是（　　）
A. 三种微粒的核外电子排布相同 B. 三种微粒对应原子的最外层电子数相同
C. 三种微粒属于同种元素的微粒 D. 三种微粒都是原子
7. 如图为钠原子的结构示意图，从图中可获得的正确信息是（　　）
A．钠原子核内质子数为11，中子数为0，核外电子数为11
B．钠原子核外第一层上有1个电子
C．钠原子的相对原子质量为23
D．钠原子在化学反应中容易失去1个电子
8. 下图是五种原子的结构示意图，根据图示。回答下列问题：
氦（He） 氧（O） 氖（Ne） 镁（Mg） 氯（Cl）
(1)氧原子的核内质子数是_____。
(2)镁原子在化学反应中容易_____（填“失去”或“得到”）2个电子。
(3)镁原子和氯原子有相同的_____（填序号）。
①质子数 ②电子数 ③电子层数 ④最外层电子数
(4)上述五种原子达到稳定结构的是_____（填名称）。
【课堂笔记2】离子
1. 离子的形成
(1)最外层电子数大于 4 个的原子为了达到稳定结构就很容易得到电子，得电子后变成了离子。则 质子数＜核外电子数，从而原子带上了负电，其结构示意图如图所示：
(2)反之，最外层电子数小于 4 个的原子就很容易失去电子，质子数＞核外电子数，从而原子带上了正电，如图所示：
2. 离子的定义
(1)离子：带电荷的原子或原子团，如 Cl－、 Cu2＋、S等。
(2)原子团：由两种或两种以上原子按照一定的个数比例组成的整体，在一般的化学反应中，作为一 个整体参与反应，常见的原子团离子如下表所示：
符号 OH－
名称 氢氧根 硝酸根 碳酸根 硫酸根 铵根
3. 离子的书写及意义
(1)表示方法
在元素符号（或原子团）的右上角标明离子所带的电荷，数值在前，正、负号 在后。离子带 1 个单位的正电荷或 1 个单位的负电荷时，“1”省略不写，如：阳 离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋等；阴离子： Cl－、S等。
(2)含义：镁离子（Mg2＋）中数字“2”的意义表示 一个镁离子带两个单位的正电荷
【对点分析2】
1. 元素X的核电荷数为a，它们的阳离子Xm+与元素Y的阴离子Yn﹣的电子层结构相同，则元素Y核电荷数为（　　）
A．m+n+a B．m﹣n﹣a C．a﹣m﹣n D．m+n﹣a
2．树林中含有抗氧化防衰老的负氧离子。一种负氧离子（O2﹣）的一个原子团是由一个O2分子俘获了空气中一个自由电子形成的微粒，每个O2﹣中共含有的电子数为（　　）
A．8 B．9 C．16 D．17
3. 下列几种微粒结构示意图，表示阳离子的是（　　）
A． B． C． D．
4. 关于分子、原子、离子的说法正确的是（　　）
A．原子是最小的粒子，不可再分
B．分子、原子、离子都可以直接构成物质
C．分子比原子大，原子又比离子大
D．钠原子的质子数大于钠离子的质子数
5. 现有四种粒子，其结构如图所示。以下说法正确的是（　　）
A．它们表示四种元素 B．②表示的原子在化学反应中易失2个电子
C．①④形成的化合物为MgO2 D．①③表示的是阳离子
6. 下面是五种粒子的结构示意图：
(1)图中共有____种元素的粒子，达到稳定结构的有____（填序号）。
(2)图中表示的阳离子是　 　（用离子符号表示），表示的阴离子是　 　（用离子符号表示），二者形成的化合物的化学式为　 　。
(3)某粒子的结构示意图为 ，当a=___时，该粒子是原子；当a＝11时，该粒子的符号为____。
【对点训练2】
1. 下列粒子结构示意图中，表示阴离子的是（　　）
A． B． C． D．
2. 如图是某粒子的结构示意图，下列有关该粒子的叙述中，错误的是（　　）
A．该粒子原子核内有8个质子
B．该粒子是阳离子
C．该粒子最外层有6个电子
D．该粒子呈电中性
镁原子和镁离子相比较，结构上的区别是（　　）
A．质子数不同 B．核外电子数不同
C．相对原子质量不同 D．中子数不同
4. 物质都是微观粒子构成的，下列说法错误的是（　　）
A．在化学变化中，分子可以再分，而原子不可再分 B．带正电的离子是阳离子
C．只有分子能构成物质 D．质子数相同的一类原子属于同种元素
5. 关于下列五种粒子结构示意图的说法中正确的是（　　）
A．①④属于不同种元素 B．②⑤属于金属元素
C．④⑤均具有稳定结构 D．①③两种粒子可以形成化合物MgCl2
6. 下列关于四种粒子的结构示意图的说法中正确的是（　　）
A．②表示的元素在化合物中通常显+1价
B．①③是不同种元素
C．②③的化学性质相似
D．①④表示的是离子
7. 如图为某粒子的结构示意图，请回答下列问题。
(1)若m=13，则该粒子所对应的元素符号为_____；
(2)若m=17，n=8，则该粒子是_____（填序号）。
①原子 ②阳离子 ③阴离子
(3)若该粒子处于稳定状态，且带两个单位的负电荷，则该粒子的化学符号为_____；
(4)若该粒子是原子，且化学性质与氮元素的原子化学性质相似，则m=_____。
【课堂笔记3】元素周期表
1. 元素周期表
科学家们根据元素的原子结构和性质，把它们科学有序地排列起来，这样就得到了元素周期表。
(1)为了便于查找，元素周期表按元素原子核电荷数递增的顺序给元素编了号，叫做原子序数，原子序数与元素原子质子数相等。
(2)元素周期表上对金属元素、非金属元素（包括稀有气体元素）用不同的颜色做了分区，并标上了元素的相对原子质量。
2. 元素周期表的结构
(1)横行：元素周期表共有7个横行，每一个横行叫做一个周期。
(2)纵行：元素周期表共有18个纵行，每一个纵行叫做一个族（8,9,10三个纵行共同组成一个族），共16个族。(3)单元格：元素周期表中每一格表示一种元素，每一格中：
①右上角的数字表示原子序数。
②左上角的字母表示元素符号。
③中间的汉字表示元素名称。
④最下面的数字表示相对原子质量。
3. 元素周期表的规律
(1)除第一周期外，元素周期表中每个周期以金属元素开头、稀有气体元素结尾。
(2)同一周期（横行）的元素：电子层数相同；从左到右，随着原子序数的依次增大，最外层电子数依次增大。
(3)同一主族（纵行）的元素：最外层电子数相同；从上到下，电子层数依次增多。
(4)元素的化合价与元素周期表：
①元素的最高正化合价=族序数；
②元素的最低负化合价=最高正化合价-8（稀有气体元素除外）。
4. 元素周期表的意义
(1)元素周期表是学习和研究化学的重要工具。
(2)为寻找新元素提供了理论依据。
(3)在元素周期表中相靠近的元素性质相似，给了人们在一定区域寻找新物质（如半导体材料、催化剂等）提供了启发。
【对点分析3】
1. 三星堆遗址出士了黄金面具残片，结合如图，下列说法正确的是（　　）
A．金的元素符号是AU
B．金原子的质子数是79
C．金原子的核外电子数是118
D．金的相对原子质量是197.0g
2. 根据图中提供的信息判断，下列说法不正确的是（　　）
A．镉属于金属元素 B．镉的相对原子质量是112.4g
C．镉元素位于元素周期表中第五周期 D．镉原子核内有48个质子
3. 硅和锗都是良好的半导体材料。已知锗原子序数为32，相对原子质量为72.59。以下说法错误的是（　　）
A．硅为非金属
B．硅的相对原子质量为28.09
C．①为72.59
D．锗原子是由原子核和核外电子构成的
4. 钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。如图是钛元素在元素周期表中的相关信息及原子结构示意图。下列叙述错误的是（　　）
A．钛属于金属元素
B．钛的相对原子质量为47.87g
C．钛原子中的质子数为22
D．钛原子在化学反应中容易失去电子
5. A~D是不同粒子的结构示意图， E是汞元素在元素周期表中的信息。请根据下列图示回答。
(1)A~D的粒子中共表示_______种元素。
(2)与A化学性质相似的原子是_______。
(3)汞元素的相对原子质量是____，汞元素属于____(填“金属”、“非金属”或“稀有气体”)元素。
6. 如表是元素周期表的部分信息，请回答下列问题：
(1)地壳中含量最多的元素的原子序数是　 　．
(2)分析上表可发现：每一横行元素从左向右排列所遵循的一条规律是　 　．根据此规律，可知图中x＝　 　．
(3)如图中的①、②是氟元素、钙元素在元素周期表中的信息，A、B、C、D是四种粒子的结构示意图．
根据以上信息回答：
①氟元素的核电荷数为　 　，钙元素的相对原子质量为　 　．
②D中的y＝　 　．
③B属于　 　（填“金属”或“非金属”）元素．B粒子在化学反应中容易　 　（填“得到”或“失去”）电子形成离子，其离子符号是　 　．
④A粒子的化学性质与B、C、D中哪一种粒子的化学性质相似？　 　．（填字母标号）
【对点训练3】
1. 镧的合金是一种储氢材料。下列有关元素镧（La）的说法不正确的是（　　）
A．该元素是非金属元素
B．该原子的核电荷数为57
C．该原子的核外电子数为57
D．该原子的相对原子质量为138.9
2. “芯片”是电子产品的核心部件，氮化镓是制造芯片的材料之一，如图是镓元素（Ga）的原子结构示意图及元素周期表的一部分。下列说法不正确的是（ ）
A．镓属于金属元素，m=3
B．镓化学性质比较活泼，易形成阳离子Ga+3
C．镓元素的位置应该在Z处
D．镓的最外层电子数与A1相同
3. 加碘盐是在食盐中加入一定量的碘酸钾(K1O3)，其中碘元素在周期表中的信息及碘原子的结构示意图如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．碘元素是金属元素 B．碘原子的质子数是53
C．图中n的值为5 D．碘原子在反应中一般较易失去电子
4. 如图是氯元素在元素周期表中的信息及四种粒子的结构示意图。请回答下列问题
(1)氯元素的相对原子质量是 。
(2)A-D中具有相对稳定结构的粒子是 （填字母）
(3)为了缓解二氧化碳过多引起的温室效应加剧，我国科学研究人员成功研制出一种纳米纤维催化剂，将二氧化碳转化为液体燃料甲醇（CH3OH），其反应的微观示意图如下，请写出该反应的化学方程式 。
5. 元素周期表是学习科学的重要工具。下表是元素周期表的一部分请回答下列问题
(1)不同种元素之间最本质的区别是　 　不同。
A．相对原子质量 B．质子数 C．中子数
(2)第3号元素属于　 　（选填“金属或“非金属）元素。
(3)第12号元素和第17号元素组成化合物的化学式　 　。
6. 下表是元素周期表的一部分，请回答下列问题。
(1)原子序数为12的元素位于周期表中的第__________周期。同一周期元素原子结构的规律是______（合理即可）。
(2)元素周期表中不同元素的本质区别是__________（填序号）。
A. 质子数不同 B. 电子数不同 C. 中子数不同 D. 相对原子质量不同
(3)元素周期表中有关硫元素的信息如图所示，下列说法正确的是_________（填序号）。
A 硫属于非金属元素
B 硫的相对原子质量是32.06g
C 硫的原子序数是16
(4)根据下列粒子结构示意图，回答问题。化学性质相似的是 __________（填序号）。
【课后作业】
1. 2019年诺贝尔化学奖得主在锂离子电池研发领域做出了重要贡献。锂离子的结构示意图如图所示。下列叙述正确的是（　　）
A．锂离子带1个单位的负电荷 B．锂原子的质量主要集中在核外电子上
C．锂元素属于金属元素 D．锂离子电池放电时，电能转化成化学能
2. 如图为氧原子的结构示意图，从图中可获得的信息是（ ）
A．氧原子核内质子数为8、中子数为0，核外电子数为8
B．氧原子核外第一层上有6个电子
C．氧原子的原子核在整个原子中所占体积极小
D．氧原子在化学反应中容易得到2个电子
3. 硒元素有防癌作用。硒原子的结构示意图及硒元素在周期表中的信息如图所示。下列说法错误的是（ ）
A．硒元素是非金属元素 B．图中n的值为4
C．硒原子的质子数为34 D．硒的相对原子质量为78.96
4. 在元素周期表中，“钡”的信息如图所示，图中不能直接体现的信息是
A．中子数 B．元素符号 C．原子序数 D．相对原子质量
5. 钛和钛合金被认为是21世纪的重要金属材料。如图是钛元素在元素周期表中的相关信息及原子结构示意图。下列叙述错误的是（　　）
A．钛属于金属元素
B．钛的相对原子质量为47.87g
C．钛原子中的质子数为22
D．钛原子在化学反应中容易失去电子
6. 俄国化学家门捷列夫在总结前人经验的基础上，通过艰辛的努力，终于提出了现代元素周期表的雏形。请利用元素周期表回答相关问题。
(1)用符号表示：带两个单位负电荷且质子数为8的离子_________（写一种）。
(2)一个水分子共有_____个原子核、_____个质子。一个Mg2﹢核外共有_____个电子；Cl﹣的最外层电子数和_____原子的最外层电子数相同。
(3)我发现如下规律：
①在化学反应中，第Ⅰ纵行的元素比较容易________电子；第Ⅵ纵行的元素比较容易_________电子，（除Ｈ外）通常都达到８个电子的稳定结构。可见元素的化学性质主要决定于原子的_________________数。
②从原子结构方面看：同一横行的元素具有相同的________数；同一纵行的元素具有相同的________ 数。此外还有：__________________________（任写一条）。
7. 根据图中提供信息，请回答下列问题。
(1)图一为五种粒子的结构示意图。
①A~D四种粒子中属于同种元素的是______（填字母序号，下同），具有相对稳定结构的原子是______。
②若E为某原子得到一个电子形成的离子，则x的数值是______。
(2)图二是某化学反应的微观示意图。
①该反应中，乙和丙的粒子个数比是______。
②该反应中发生变化的粒子是______（填“分子”或“原子”）。
8. 元素周期表是学习化学的重要工具，下表为元素周期表中部分元素的相关信息，利用下表回答相关问题。
(1)原子序数为4的元素符号为________________________。
(2)C、N、O排在同一周期是因为_______________（填“质子数”“电子层数”或“最外层电子数”）相同。
(3)He和Mg的化学性质_____________（填“相似”或“不相似”）。
(4)钠离子核外电子排布与_____________（填元素符号）原子核外电子排布相同。
(5)一个磷原子含有____________个质子，一个含有____________个电子。
9. 核电荷数为1～18的元素的原子结构示意图等信息如图，回答下列问题：
(1)在第三周期中，各原子结构的共同之处是_________________，该周期中，各原子核外电子排布的变化规律是_________________________________。
(2)在第三周期中，元素类型的变化情况是：从左到右由______元素过渡到______元素，并以稀有气体元素结尾。
(3)第三周期中铝原子在反应中易______（填失去或得到）电子，画出铝离子的离子结构示意图___________。
(4)写出核外电子排布与氖原子相同的阳离子和阴离子符号各一个：阳离子______，阴离子______。
05. 原子结构、离子与元素周期表 — 参考答案
【对点分析1】
1. A 2. D 3. B 4. A 5. B 6. B 7. C 8. D
【对点训练1】
1. D 2. C 3. A 4. A 5. B 6. B 7. D
8. 8 失去 ③ 氦原子、氖原子
【对点分析2】
1. C 2. D 3. B 4. B 5. B
6. （1）4 BCE （2）Mg2+；Cl﹣； （3）10 Na+
【对点训练2】
1. A 2. B 3. B 4. C 5. D 6. A
7. Al ③ S2- 15
【对点分析3】
1. B 2. B 3. C 4. B
5. （1）3 （2）C （3）200.6 金属
6.
（1）8；
（2）核电荷数依次递增或质子数依次递增或最外层电子数依次递增；20；
（3）①9；40.08；②8；③非金属；得到；Cl﹣；④B．
【对点训练3】
1. A 2. B 3. B
4. （1）35.45（2）D（3）CO2 + 3H2CH3OH + H2O
5. （1）B （2）金属 （3）MgCl2
6. （1）三 原子的核内质子数依次增加 （2）A （3）AC （4）AD
【课后作业】
1. C 2. D 3. B 4. A 5. B
6.
（1）O2﹣；
（2）3；10；10；Ar（或Ne）；
（3）①失去；得到；最外层电子；②电子层；最外层电子；同一横行元素的最外层电子数递增（或同一纵行元素的电子层数递增）。
7.
（1）①BD AC ②17
（2）①3：2 ②分子
8. （1）Be （2） 电子层数 （3） 不相似 （4） Ne （5）15 10
9.
（1）都是三个电子层；最外层电子数从1到8个
（2）金属；非金属
（3）失去；
（4）Na﹢；O2﹣。

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