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原子的结构

【学习目标】
1.了解原子是由质子、中子和电子构成的；知道不同种类原子的区别。
2.初步了解相对原子质量的概念，并能利用相对原子质量进行简单的计算。
3.记住两个等量关系：核电荷数=质子数=核外电子数；相对原子质量≈质子数+中子数。
【要点梳理】
要点一、原子的构成
1.原子是由下列粒子构成的： 　　　　　　　　　
原子由原子核和核外电子（带负电荷）构成，原子核由质子（带正电荷）以及中子（不带电）构成，但并不是所有的原子都是由这三种粒子构成的。例如：普通的氢原子核内没有中子。2.原子中的等量关系：核电荷数=质子数=核外电子数
在原子中，原子核所带的正电荷数（核电荷数）就是质子所带的电荷数（中子不带电），每个质子带1个单位正电荷，每个电子带一个单位负电荷，原子整体是呈电中性的粒子。
3.原子内部结构揭秘—散射实验（如下图所示）：　　
1911年，英国科学家卢瑟福用一束平行高速运动的α粒子（α粒子是带两个单位正电荷的氦原子）轰击金箔时，发现大多数α粒子能穿透金箔，而且不改变原来的运动方向，但是也有一小部分α粒子改变了原来的运动路径，甚至有极少数的α粒子好像碰到了坚硬不可穿透的质点而被弹了回来。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α粒子能穿透金箔；（2）原子核带正电，α粒子途经原子核附近时，受到斥力而改变了运动方向；（3）金原子核的质量比α粒子大得多，当α粒子碰到体积很小的金原子核被弹了回来。
【要点诠释】
1.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；原子核所带正电荷（核电荷数）和核外电子所带负电荷相等，但电性相反，所以整个原子不显电性。
2.区分原子的种类，依据的是原子的质子数（核电荷数），因为不同种类的原子，核内的质子数不同。要点二、相对原子质量1.概念：以一种碳原子质量的1/12为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比，就是这种原子的相对原子质量（符号为Ar）。根据这个标准，氢的相对原子质量约为1，氧的相对原子质量约为16。2.计算式： 
【要点诠释】
1.相对原子质量只是一个比值，单位是“1”（一般不读也不写），不是原子的实际质量。
2.每个质子和每个中子的质量都约等于1个电子质量的1836倍，即电子质量很小，跟质子和中子相比可以忽略不计。原子的质量主要集中在质子和中子（即原子核）上。
3.在相对原子质量计算中，所选用的一种碳原子是碳12，是含6个质子和6个中子的碳原子，它的质量的1/12约等于1.66×10-27 kg。
4.几种原子的质子数、中子数、核外电子数及相对原子质量比较：
原子种类
　质子数
中子数
核外电子数
相对原子质量
氢
1
0
1
1
碳
6
6
6
12
氧
8
8
8
16
钠
11
12
11
23
氯
17
18
17
35.5
铁
26
30
26
56
通过分析上表，得到以下结论：
（1）质子数=核外电子数；
（2）相对原子质量≈质子数+中子数；（3）原子核内质子数不一定等于中子数；（4）原子核内质子数不同，原子的种类不同；
（5）不是所有的原子核内都有中子（或普通的氢原子核内无中子）。
【典型例题】
类型一、考查原子的构成
1.原子是由居于原子中心的带 电的 和核外带 电的 构成。由于原子核所带电量和核外电子所带的电量 ，但电性 ，因此原子 电性。
【答案】正 原子核 负 电子 相等 相反 不显
【解析】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；原子核所带正电荷（核电荷数）和核外电子所带负电荷相等，但电性相反，所以整个原子不显电性。
【总结升华】要了解原子的构成。
2.（2019?荆州模拟）下列关于原子的叙述中，错误的是（　　）
A．原子呈电中性
B．原子核都是由质子和中子构成
C．原子由原子核与核外电子构成
D．原子可构成分子，有的也可直接构成物质
【思路点拨】根据原子的构成分析，根据原子能构成分子，也能构成物质分析判断即可。
【答案】B【解析】原子呈电中性，A正确；氢原子的原子核只有一个质子，没有中子，故B说法错误；原子由原子核与核外电子构成，C正确；原子可构成分子，有的也可直接构成物质，D正确；故选B。
【总结升华】原子由原子核和核外电子构成，电子质量和体积都很小；其中原子核由质子和中子构成的，质子带正电荷，中子不带电；只要形成微观想象能力不难解答这类题目。
举一反三：
【变式1】（2019?北京二模）下列原子中的粒子，带负电荷的是（　　）
A．原子核 　　 B．电子 　　 C．质子 　　 D．中子
【答案】B
【变式2】已知某一原子的核电荷数，可以确定它的（　 ）　　A．相对原子质量　　 B．质子数　　 C．中子数与质子数的和　　 D．中子数
【答案】B
类型二、考查相对原子质量的概念及有关计算
3.据英国《自然》杂志报道，科学家最近研制成了以锶原子做钟摆的“光晶格钟”，成了世界上最精确的钟。已知一种锶原子的相对原子质量为88，其质子数是38，则这种锶原子的核外电子数为（　 ）　　A．38 　　　　 B．50 　　　　 C．88　　　　　 D．126【答案】A【解析】在原子中，质子数=电子数，锶原子质子数为38，核外电子数也是38。【总结升华】要记住以下等量关系：核电荷数=核内质子数=核外电子数，相对原子质量≈质子数+中子数。4.某原子的质量是2.657×10-26 Kg, 一个碳原子的质量是1.993×10-26Kg, 该原子的相对原子质量是（ 　）　A.16 g　 　　B.1/16　　　 C.16　　　 D.2.657×10-26 Kg/12
【答案】C【解析】该原子相对原子质量等于2.657×10-26 Kg除以“一个碳原子的质量的1/12”。相对原子质量的单位是“1”（不写出），“g”是质量单位，故A不正确，C选项正确。【总结升华】根据相对原子质量计算公式求解。
举一反三：
【变式】 已知铁的相对原子质量为56，核电荷数为26，则铁原子中质子数为 个，中子数为 个，核外电子数为 个。
【答案】26 30 26
原子的结构

【巩固练习】
选择题 (每小题只有一个选项符合题意)
1.绝大多数原子的原子核中含有(　 )　A.质子、中子、电子　 　 B.质子、电子　　　
C.中子、电子　　 　D.质子、中子
2.碳的相对原子质量是（　 ）A.12g B.12 　C.1.66×10-27 Kg D.1/12g
3.在一个原子的原子核内必定含有的微粒是（　 ）　A.质子和中子　　 B.质子　 　 C.中子　　 D.质子和电子4．（2019?石家庄模拟）已知一个原子的核电荷数，可以推断它的（　　）
A．质子数 B．质子数和中子数之和
C．中子数 D．元素的种类
5．（2019?大庆模拟）据报道，上海某医院正在研究用放射性碘治疗肿瘤．这种碘原子的核电荷数为53，相对原子质量为125．下列关于这种原子的说法中，错误的是（　　）
A．中子数为72 B．质子数为72
C．电子数为53 D．质子数和中子数之和为125
6.已知铯－137的质子数为55，中子数为82。下列有关铯－137的说法正确的是(　　)
A.铯－137原子的核外电子数为82 B.铯－137的相对原子质量为137g
C.铯－137原子的核电荷数为55 D.铯－137属于非金属元素
7.下列叙述错误的是（　 ）
A.分子和原子都能直接构成物质
B.原子中原子核与核外电子的电量相等，电性相反，所以整个原子不显电性
C.决定原子质量大小的主要是质子和电子
D.原子核体积很小，原子内部有很大空间
8.科学家在古城考古时，曾通过测定古生物遗骸中的碳14含量来推断古城年代。碳14原子的核电荷数为6，相对原子质量为14。下列关于碳14原子的说法中，错误的是（　 ）
A.中子数为6 B.质子数为6 C.电子数为6 D.质子数和中子数之和为14
二、填空题
9.19世纪与20世纪之交，物理学中的放射现象和电子的先后发现，不仅将人们的视线引入了原子的内部，而且更进一步地驱使人类积极探索原子核的内部构成。某学习小组的同学在关于原子和原子核的讨论中，下列说法正确的是 。 ①原子是由位于原子中心的原子核和核外电子构成的； ②带负电的电子在原子核外空间里绕核运动；  ③原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里； ④原子核是由质子和中子构成的，质子的个数一定不等于中子的个数。
10.原子是由居于原子中心的带 电的 和核外带 电的 构成。
11.（2019?大庆模拟）原子的构成：①原子由居于　　　　　　和　　　　　　构成的，原子核由　　　和　　　构成的；②在原子中，核电荷数=　　　　　　=　　　　　　。
12.以美国为首的北约在轰炸南联盟时，广泛使用了美制贫铀弹，造成了严重的后果。已知贫铀弹中含有铀236（236是铀的相对原子质量）是一种放射性元素，其质子数为92，则这种铀原子里中子数和核外电子数之差为　　　 。
13.科学家发现了一种新元素，它的原子核内有111个质子，相对原子质量为272，则该元素原子的核外电子数为 ，核内中子数为 。
14.小明学完《原子的构成》，总结出以下几点：（1）所有原子的原子核内均由质子和中子构成； (2）原子不带电是因为核内带正电的质子与核外带负电的电子，电量相等、电性相反、数量相同的缘故；（3）在化学反应中，某原子变成另一种原子。　以上说法中不正确的是　　　　（填序号）。
15.已知每个电子的质量约为每个质子（或中子）质量的1/1836,通过下表，不仅可以总结出“在原子里质子数等于电子数”，还能总结出：
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
氢
1
0
1
碳
6
6
6
氧
8
8
8
钠
11
12
11
氯
17
18
17
（1） ；（2） 。
【答案与解析】
1.【答案】D
【解析】原子核是由质子和中子构成的，绝大多数原子的原子核中含有质子和中子，但普通氢原子核内没有中子。2.【答案】B 【解析】由由相对原子质量定义可知，相对原子质量只是一个比，单位为“1”。
3.【答案】 B　 【解析】原子核是由质子和中子构成的，但是普通氢原子核中没有中子，所以原子核内可以没有中子，必定含有质子。
4．【答案】A
【解析】原子中，原子序数=质子数=核电荷数=核外电子数，故根据原子序数可以推断出质子数、核电荷数和核外电子数，只知道原子的核电荷数无法推算元素的种类。故选A。
5．【答案】B
6.【答案】C
【解析】在原子中质子数等于核外电子数，已知铯－137的质子数为55，故核外电子数为55，所以A错误。相对原子质量的单位不是克，是“1”常省略，所以B错误。在原子中质子数等于核电荷数，已知铯－137的质子数为55，故核电荷数为55，所以C正确。铯元素的汉语名称的偏旁是金字旁，为金属元素，所以D错误。
7.【答案】C
【解析】原子的质量主要集中在质子和中子（即原子核）上，即决定原子质量大小的主要是质子和中子，电子质量很小。
8.【答案】A
【解析】相对原子质量≈质子数+中子数，所以，碳14的中子数为8。
9.【答案】①②
【解析】原子的全部质量都集中在原子核里是错误的，因为虽然电子质量较小，但仍然是有质量的；氢原子核中没有中子。
10.【答案】正 原子核 负 电子
11．【答案】①原子中心的原子核 核外电子 质子 中子 ②质子数 核外电子数
【解析】根据原子结构模型，认为原子是由居于中心的原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成，在原子中，核电荷数（原子序数）=质子数=核外电子数。
12.【答案】52
【解析】在原子中，核电荷数=质子数=电子数；相对原子质量≈质子数+中子数。铀原子核内中子数为：236－92=144，核外电子数=质子数=92，中子数－电子数=144－92=52。
13.【答案】111 161
【解析】中子数=272-111=161.
14.【答案】（1）（3）
【解析】不是所有的原子核内都有中子，如普通氢原子核内没有中子；原子是化学变化中的最小粒子，化学变化前后原子种类、数目不变。
15.【答案】　（1）不是所有的原子核内都有中子（或普通的氢原子核内无中子）　（2）原子核内质子数不一定等于中子数等
【解析】本题是一道图表分析题，也是一道开放性题，经分析对比可得出答案。

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