【教师用】化学初高中课程衔接：第四讲——原子结构（课程目标+学海导航+例题解析+强化训练）

第四讲 原子结构
【课程目标】
原子结构
1、理解原子的概念。
2、理解原子是由原子核和核外电子构成的，原子核是由质子和中子构成的。
3、理解原子中质子数、核电荷数与核外电子数的关系。
4、理解相对原子质量的含义。
二、化合价
1、了解化合价的概念及含义。
2、掌握化合价的表示方法，熟记常见元素及原子团的化合价。
3、能够根据化学式计算或判断某元素的化合价。
4、能够应用元素的化合价推求化合物的化学式。
【学海导航】
一、原子结构
1、概念：原子是化学变化中的最小微粒。
（1）原子是构成物质的一种基本微粒。 （2）原子可以构成分子 （3）原子在化学反应中不能再分。
（4）在化学反应中，反应前后原子的种类不变，原子的数目不变。
（5）原子和分子的主要区别是：分子在化学反应中可再分成原子，而原子不能再分。
2、结构：原子尽管很小，用化学方法不能再分，但用其它方法可以再分。
（1）
( http: / / www.21cnjy.com )
（2）各种关系：
①核电荷数（原子核所带的正电荷数）＝核内质子数＝核外电子数＝原子序数，所以原子不显电性。
②质子数＋中子数＝相对原子质量（数值上近似），原子的全部质量几乎都集中在原子核上。
3、相对原子质量=
价电子数=最外层电子数
二、化合价和原子团
1．化合价
（1）定义：一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的原子化合的性质，叫做这种元素的化合价。
（2）实质：化合价是元素的化学性质。因此，通常称为元素的化合价而不应称为原子的化合价。
（3）常见元素及原子团的化合价：化合价有 ( http: / / www.21cnjy.com )正价和负价，化合物中正、负化合价代数和为零。单质中元素的化合价为零。在带电原子团中，正、负化合价代数和不为零，代数和为原子团的化合价。
（4）化合物中各元素的化合价通常是在各化学式元素符号的正上方标出相应的化合价。
（5）化合价原则：正负化合价的代数和为零。在单质分子里，元素的化合价为零。
（6）有些元素有几种化合价，这是因为这些元 ( http: / / www.21cnjy.com )素的原子在不同条件下得失电子的数目可以不同，因此生成的不同的化合物中表现出不同的化合价。如氮元素有－3、+2、+3、+5等几种化合价。
2、化合价和化学式：
（1）根据化学式判断元素化合价，依据是化合物中正负化合价代数和为零。
（2）根据元素化合价写化学式的步骤：① 一 ( http: / / www.21cnjy.com )般按元素化合价正左负右写出元素符号并标出化合价；②看元素化合价是否有约数，并约成最简比；③交叉对调把已约成最简比的化合价写在元素符号的右下角。
一些常见元素的化合价
元素和根的名称 元素和根的符号 常见的化合价 元素和根的名称 元素和根的符号 常见的化合价
钾 K +1 氯 Cl – 1、+1、+5、+7
钠 Na +1 溴 Br – 1
银 Ag +1 氧 O – 2
钙 Ca +2 硫 S – 2、+4、+6
镁 Mg +2 碳 C +2、+4
钡 Ba +2 硅 Si +4
铜 Cu +1、+2 氮 N – 3、+2、+4、+5
铁 Fe +2、+3 磷 P – 3、+3、+5
铝 Al +3 氢 H +1
锰 Mn +2、+4、+6、+7 氟 F – 1
锌 Zn +2
2．初中化学中常见的带电原子团：
碳酸根离子 CO32－、 ( http: / / www.21cnjy.com )碳酸氢根离子 HCO3－、 硫酸根离子 SO42－、亚硫酸根离子 SO32－、高锰酸根离子MnO4－、 硝酸根离子 NO3－、 磷酸根离子 PO43－、 氢氧根离子 OH－、铵根离子 NH4+
【例题解析】
例1. 1992年，我国科学家首次发现了汞元素的一种新原子。这种汞原子的相对原子质量为208。核电荷数为80。这种汞原子的核外电子数为（ ）
例2. 下列是对原子的叙述：①原子是最 ( http: / / www.21cnjy.com )小的微粒；②原子核都是由质子和中子构成的；③原子不显电性；④原子都在不停地运动着，正确的是（ ）。
A. ① B. ③ C. ② D. ③和④
例3. 已知：碘（I）元素有-1、+1、+3、+5、+7等多种化合价，碘酸碘是带正电荷的碘离子和碘酸根（）离子构成。你认为它的化学式可能是下列中的（ ）
A. B. C. D.
例4. 某元素R的化合价为不变价，已知其氧化物的相对分子质量为m，其氯化物的相对分子质量为n，则R的化合价为_________。
例5. 在某种共价化合物中，M元素的化合价显-2价，这是由于
A. 1个M原子得到2个电子 B. 1个M原子失去2个电子
C. M原子形成了两对共用电子对但偏离M原子D. M原子形成了两对共用电子对但偏向M原子
例6. 下列化学式表示离子化合物的一组是
A. NaCl 、CO2、Na ( http: / / www.21cnjy.com ) B. H2O、HCl、H2SO4 C. NH4Cl、NaCl、MgO D. O2、Al、CO
【强化训练】
1. 我国计划在2007年发射一颗 ( http: / / www.21cnjy.com )绕月探测卫星，其任务之一是寻找一种新能源—－氦－3。氦－3原子核是由1个中子和2个质子构成的，其原子核外电子数为（ ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 6
2. 1991年，我国著名化学家张青莲教授与 ( http: / / www.21cnjy.com )另一位科学家合作，测定了铟（In）元素的相对原子质量的新值。铟元素的核电荷数为49，相对原子质量为115，铟原子的中子数为（ ）
A. 115 B. 49 C. 66 D. 164
3 .构成原子核不可缺少的微粒是（ ）
A. 质子 B. 中子 C. 质子和中子 D. 电子
4. 已知一个碳－12原子的质量为n㎏，一个R原子的质量为m㎏，则R原子的相对原子质量为（ ）
A. m/n B. n/m C. m/12n D. 12m/n
5. 据中央电视台6月30 ( http: / / www.21cnjy.com )日对云南抚仙湖底古城考古的现场报道，科学家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
6. R2+离子核外有10个电子,其核内质子数是( )
A.10 B.12 C.20 D.24
7. 元素的种类决定于原子的( )
A. 质子数 B.中子数 C.核外电子数 D.最外层电子数
8. 下列各组微粒中含质子数和电子数都相同的一组是( )
A. Na和Al B.NH3和H2O C.Al3+和Ne D.S2-和Cl-
9. 下列物质中，硫元素的化合价相同的一组是（ ）
A. SO2和SO3 B. S和H2S C. H2S和H2SO4 D.Na2SO3和SO2
10. 在下列叙述中，对元素化合价的说法不正确的是（ ）
A. 化合物中既含正价元素又含负价元素
B. 只有正价和负价的绝对值相等的两种元素间才能形成化合物
C. 两种非金属元素间形成的化合物中，必有一种元素显正价
D. 由一种金属元素和一种非金属元素组成的化合物中，金属元素必显正价。
11. 有6种物质按下列 ( http: / / www.21cnjy.com )顺序排列：①X ② Cl2 ③HClO ④KClO3 ⑤KClO4 根据它们这种排列规律，X应该是下列的（ ）
A. HClO3 B. CaCl2 C. Cl2O7 D. Cl2O3
12. 下列物质中氮元素的化合价最低的是（ ）
A. NaNO3 B. NO2 C. NH4Cl D. N2
13. BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验。BGO是锗酸铋（化学式为）的简称。已知在BGO中锗（Ge）的化合价与Ge O2中锗的化合价相等，则在BGO中铋（Bi）的化合价为（ ）
A. ＋2 B. ＋3 C. ＋4 D. ＋5
14. 交警常用装有重铬酸钾（K2Cr ( http: / / www.21cnjy.com )2O7）的仪器检测司机是否酒后驾车，因为酒中的乙醇分子能使橙红色的重铬酸钾变为绿色的硫酸铬〔Cr2（SO4）3〕。重铬酸钾和硫酸铬中铬元素（Cr）化合价依次是（ ）
A. +6、+3 B. +3、+5 C. +3、+3 D. +3、+6
15. 某元素R的氧化物的化学式为R2O3，则它的氯化物的化学式为_ ，硫酸盐的化学式为 。
16. 某种牙膏中含有抗牙腐蚀的药物， ( http: / / www.21cnjy.com )其化学式为Na2FPO3 ，已知F为-1价，其核电荷数为9。则该化合物中磷的化合价为__ _，如果化学式的相对分子质量为144，求氟原子核内有___ __个中子。
17．若将以下化合物按硫元素的化合 ( http: / / www.21cnjy.com )价分为三组，请把化学式填在相应短线上。
　　　H2S、SO2、SO3、H2SO3、H2SO4、Na2S、FeS
　　　CaSO3、BaSO3、Al2(SO4)3、FeSO3、ZnSO4
　　　第一组________ ，
第二组________ ，
第三组________ 。
第四讲 原子结构（教师用）
【课程目标】
原子结构
1、理解原子的概念。
2、理解原子是由原子核和核外电子构成的，原子核是由质子和中子构成的。
3、理解原子中质子数、核电荷数与核外电子数的关系。
4、理解相对原子质量的含义。
二、化合价
1、了解化合价的概念及含义。
2、掌握化合价的表示方法，熟记常见元素及原子团的化合价。
3、能够根据化学式计算或判断某元素的化合价。
4、能够应用元素的化合价推求化合物的化学式。
三、离子化合物和共价化合物
1、理解离子化合物和共价化合物的形成过程。 2、了解离子化合物和共价化合物的区别。
【学海导航】
原子结构
1、概念：原子是化学变化中的最小微粒。
（1）原子是构成物质的一种基本微粒。 （2）原子可以构成分子 （3）原子在化学反应中不能再分。
（4）在化学反应中，反应前后原子的种类不变，原子的数目不变。
（5）原子和分子的主要区别是：分子在化学反应中可再分成原子，而原子不能再分。
2、结构：原子尽管很小，用化学方法不能再分，但用其它方法可以再分。
（1）
( http: / / www.21cnjy.com )
（2）各种关系：
①核电荷数（原子核所带的正电荷数）＝核内质子数＝核外电子数＝原子序数，所以原子不显电性。
②质子数＋中子数＝相对原子质量（数值上近似），原子的全部质量几乎都集中在原子核上。
3、相对原子质量：
以碳-12原子质量的1/12作为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的数值，就是该种原子的相对原子质量。
某原子的相对原子质量＝
二、化合价
1、概念：一种元素一定数目的原子跟其他元素一定数目的原子化合的性质，叫做这种元素的化合价。
（1）化合价是元素的性质，因此，通常称为元素的化合价而不应称为原子的化合价。
（2）化合物中各元素的化合价通常是在各化学式元素符号的正上方标出相应的化合价。
（3）化合价有正负之分。在化合物里，氧通 ( http: / / www.21cnjy.com )常显-2价，氢通常显+1价；金属元素通常显正价，非金属元素通常显负价（但在非金属氧化物中，氧显负价，另一种非金属元素显正价）。规定：
化合物的类型 化合价的数值 正价 负价
离子化合物 一个原子得失电子的数目 失电子的原子（阳离子）为正价 得电子的原子（阴离子）为负价
共价化合物 一个原子所形成共用电子对的数目 共用电子对偏离的原子为正价 共用电子对偏向的原子为负价
（4）化合价原则：不论在离子化合物还是共价化合物中，正负化合价的代数和为零。在单质分子里，元素的化合价为零。
（5）有些元素有几种化合价，这是因为 ( http: / / www.21cnjy.com )这些元素的原子在不同条件下得失电子的数目可以不同，因此生成的不同的化合物中表现出不同的化合价。如氮元素有－3、+2、+3、+5等几种化合价，硫有－2、+4、+6等几种化合价。
2、常见元素及原子团的化合价：
（1）氢+1，氧－2；金正，非负，单质 ( http: / / www.21cnjy.com )零；一价钾钠氯和银，二价镁钙钡和锌，三价元素就是铝，许多元素有变价，条件不同价不同。铜二一，铁二三，碳有二四要记全。
（2）某些原子团也表现出一定的化合价，如硫酸根、碳酸根为-2价，硝酸根、氢氧根为-1价，铵根为+1价。
3、化合价和化学式：
（1）根据化学式判断元素化合价，依据是化合物中正负化合价代数和为零。
（2）根据元素化合价写化学式的 ( http: / / www.21cnjy.com )步骤：① 一般按元素化合价正左负右写出元素符号并标出化合价；②看元素化合价是否有约数，并约成最简比；③交叉对调把已约成最简比的化合价写在元素符号的右下角。
三、离子化合物和共价化合物
类型 项目 离子化合物 共价化合物
定义 像氯化钠这种由阴、阳离子的相互作用而形成的化合物 像氯化氢这种由原子之间通过共用电子对形成的化合物
构成微粒 阴离子和阳离子 原子
与常见物质类别的关系 一般活泼金属和活泼非金属元素容易形成离子化合物。此外是离子化合物的还有如：活泼金属氧化物、强碱、大部分盐 一般非金属元素组成的化合物是共价化合物。如①非金属氢化物 ②非金属氧化物 ③酸
注意：（1）带电荷的原子是离子，带电荷的原子团也是离子。如Na＋、NH4＋是阳离子，Cl－、OH－是阴离子。
（2）阳离子： 核外电子数＝核内质子数－所带电荷数
阴离子： 核外电子数＝核内质子数＋所带电荷数
【例题解析】
例1. 1992年，我国科学家首次发现 ( http: / / www.21cnjy.com )了汞元素的一种新原子。这种汞原子的相对原子质量为208。核电荷数为80。这种汞原子的核外电子数为（ ）
A. 80 B. 128 C. 208 D. 288
解析：构成原子的粒子主要有质子、中子和电子，其中质子和中子构成原子核，电子绕核高速运动，且每个质子带1个单位正电荷，每个电子带1个单位负电荷，但原子不显电性。解答此类问题，在了解原子结构的基础上，要清楚原子中各粒子间的关系。即：
质子数＝核电荷数＝核外电子数；
质子数＋中子数＝相对原子质量（数值）
依题意，该汞原子的核外电子数＝核电荷数＝80，选项A正确。
答案：A
例2. 下列是对原子的叙述：①原子是最小的 ( http: / / www.21cnjy.com )微粒；②原子核都是由质子和中子构成的；③原子不显电性；④原子都在不停地运动着，正确的是（ ）。
A. ① B. ③ C. ② D. ③和④
解析：此题是考察我们对原子和原子结构知识是否真正理解。①说法中原子并不是最小的微粒，质子、中子、电子比原子还要小得多。由于原子核和核外电子所带电量相等，但电性相反，故整个原子不显电性。因此③正确。原子核内一定含有质子，但不是任何原子都含有中子。如有一种氢原子的核内只有一个质子，而不含中子。原子和分子一样，不是静止不动的。答案：D
例3. 已知：碘（I）元素有-1、+1、+3、+5、+7等多种化合价，碘酸碘是带正电荷的碘离子和碘酸根（）离子构成。你认为它的化学式可能是下列中的（ ）
A. B. C. D.
解析：此题给予信息根据化合价规则确定物质的化学式。解题关键在于确定碘酸根的数目。由题意，碘酸碘是由带正电荷的碘离子和碘酸根（）离子构成的，根据碘酸根离子中所含氧原子数确定碘酸碘中含碘酸根离子的数目，再由化合价规则确定该碘离子的数目并加以验证。中含3个碘酸根离子，可写成形式。答案：D
例4. 某元素R的化合价为不变价，已知其氧化物的相对分子质量为m，其氯化物的相对分子质量为n，则R的化合价为_________。
解析：设R的相对原子质量为M，化合价为x，当x为奇数时，氧化物化学式为R2Ox，氯化物化学式为RClx，依题意有：
解得
当x为偶数时，氧化物化学式为ROx/2，氯化物化学式为RClx，依题意有：
解得
答案：或
例5. 在某种共价化合物中，M元素的化合价显-2价，这是由于
A. 1个M原子得到2个电子 B. 1个M原子失去2个电子
C. M原子形成了两对共用电子对但偏离M原子 D. M原子形成了两对共用电子对但偏向M原子
解析：共价化合物中，化合价的 ( http: / / www.21cnjy.com )数值等于其原子形成的共用电子对数，化合价的正负由共用电子对的偏离情况决定，共用电子对偏向哪一方，哪方显负价，则另一方显正价。答案：D
例6. 下列化学式表示离子化合物的一组是
A. NaCl 、CO2、Na B. H2O、HCl、H2SO4
C. NH4Cl、NaCl、MgO D. O2、Al、CO
解析：离子化合物是活泼金属和活泼非金属 ( http: / / www.21cnjy.com )形成的化合物，但铵根离子与酸根离子、金属阳离子与氢氧根离子也形成离子化合物。A选项中CO2 是共价化合物，Na是单质，B选项三个都是共价化合物，D选项中前两个为单质。答案：C
【强化训练】
1. 我国计划在2007年发射一颗绕月 ( http: / / www.21cnjy.com )探测卫星，其任务之一是寻找一种新能源—－氦－3。氦－3原子核是由1个中子和2个质子构成的，其原子核外电子数为（ ）
A. 1 B. 2 C. 3 D. 6
2. 1991年，我国著名化学家张青莲教 ( http: / / www.21cnjy.com )授与另一位科学家合作，测定了铟（In）元素的相对原子质量的新值。铟元素的核电荷数为49，相对原子质量为115，铟原子的中子数为（ ）
A. 115 B. 49 C. 66 D. 164
3 .构成原子核不可缺少的微粒是（ ）
A. 质子 B. 中子 C. 质子和中子 D. 电子
4. 已知一个碳－12原子的质量为n㎏，一个R原子的质量为m㎏，则R原子的相对原子质量为（ ）
A. m/n B. n/m C. m/12n D. 12m/n
5. 据中央电视台6月30日对云南抚仙湖底古城考古的现场报道，科学家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
6. R2+离子核外有10个电子,其核内质子数是( )
A.10 B.12 C.20 D.24
7. 元素的种类决定于原子的( )
A. 质子数 B.中子数 C.核外电子数 D.最外层电子数
8. 下列各组微粒中含质子数和电子数都相同的一组是( )
A. Na和Al B.NH3和H2O C.Al3+和Ne D.S2-和Cl-
9. 下列物质中，硫元素的化合价相同的一组是（ ）
A. SO2和SO3 B. S和H2S C. H2S和H2SO4 D.Na2SO3和SO2
10. 在下列叙述中，对元素化合价的说法不正确的是（ ）
A. 化合物中既含正价元素又含负价元素
B. 只有正价和负价的绝对值相等的两种元素间才能形成化合物
C. 两种非金属元素间形成的化合物中，必有一种元素显正价
D. 由一种金属元素和一种非金属元素组成的化合物中，金属元素必显正价。
11. 有6种物质按下列顺序排列：①X ② ( http: / / www.21cnjy.com )Cl2 ③HClO ④KClO3 ⑤KClO4 根据它们这种排列规律，X应该是下列的（ ）A. HClO3 B. CaCl2 C. Cl2O7 D. Cl2O3
12. 下列物质中氮元素的化合价最低 ( http: / / www.21cnjy.com )的是（ ）A. NaNO3 B. NO2 C. NH4Cl D. N2
13. BGO是我国研制的一种闪烁晶体材料，曾用于诺贝尔奖获得者丁肇中的著名实验。BGO是锗酸铋（化学式为）的简称。已知在BGO中锗（Ge）的化合价与Ge O2中锗的化合价相等，则在BGO中铋（Bi）的化合价为（ ） A. ＋2 B. ＋3 C. ＋4 D. ＋5
14. 交警常用装有重铬酸钾（K2Cr ( http: / / www.21cnjy.com )2O7）的仪器检测司机是否酒后驾车，因为酒中的乙醇分子能使橙红色的重铬酸钾变为绿色的硫酸铬〔Cr2（SO4）3〕。重铬酸钾和硫酸铬中铬元素（Cr）化合价依次是（ ）
A. +6、+3 B. +3、+5 C. +3、+3 D. +3、+6
15. 某元素R的氧化物的化学式为R2O3，则它的氯化物的化学式为_ ，硫酸盐的化学式为 。
16. 某种牙膏中含有抗牙腐蚀的药物，其 ( http: / / www.21cnjy.com )化学式为Na2FPO3 ，已知F为-1价，其核电荷数为9。则该化合物中磷的化合价为__ _，如果化学式的相对分子质量为144，求氟原子核内有___ __个中子。
【参考答案】
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
答案 B C A D A B A B D B B C B A
15. RCl3 ， R2(SO4)3 16. ＋5 ， 10
原子ZAX
原子核
核外电子表
决定
中子
质子
决定原子种类
同位素
核电荷数
元素种类
决定
质量数
决定
原子的近似相对原子质量
电子数
电子排布
最外层电子数
各层电子数
电子式
原子结构示意图
主族元素的化学性质；
整个原子是否带电荷。
决定
一个碳－12原子的实际质量×
该原子一个原子的实际质量
该原子一个原子的实际质量
该原子一个原子的实际质量