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浙教版八下科学第二章微粒的模型与符号
2.3原子的结构模型
知识点一 原子结构模型的建立
1、原子结构模型的建立过程
(1)1897年，英国物理学家汤姆生提出了一个原子模型：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。（葡萄干面包模型）
(2)1911年，物理学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔，实验发现多数α粒子穿过金属箔后仍保持原来的运动方向，但有绝少数α粒子发生了较大角度的偏转。在分析实验结果的基础上，卢瑟福提出了原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的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，就像行星绕太阳运动那样。(行星绕太阳模型）
(3)1913年，丹麦科学家玻尔改进了卢瑟福的原子核式结构模型，认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动。
2、原子由原子核和核外电子构成。原子核带正电荷，居于原子中心；核外电子带负电荷，在核外空间做高速运动。
3、原子核相对原子来说，体积很小，但质量却很大，它几乎集中了原子的全部质量。由于原子核和核外电子所带的电量大小相等，电性相反，所以整个原子呈电中性。氦原子的原子核带两个单位正电荷，核外有两个带负电的电子围绕原子核做高速运动。
知识点二 揭开原子核的秘密
1、用高能量的粒子撞击、打碎核的方法是研究微观粒子结构的一种方法。
2、原子核是由两种更小的粒子——质子和中子构成的。如一种氧原子的原子核就是由8个质子和8个中子紧密相连构成的。
3、一个质子带一个单位的正电荷，中子不带电，一个电子带一个单位的负电荷。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)。科学上把原子核所带的电荷数称为核电荷数，氧原子的核电荷数为8。
4、由于原子呈电中性，根据原子中各微粒的电性及电荷量可知：原子中，核电荷数＝质子数＝核外电子数。
5、原子内的结构
可以看出，原子中电子的质量在整个原子质量中所占的比例极小，原子的质量主要集中在原子核上
质子和中子都是由更微小的基本粒子——夸克构成的。
注意：（1）原子的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。
（2）原子核内一定含有质子，但不一定含有中子。如普通氢原子核内只有1个质子而无中子。
知识点三 带电的原子——离子
1、钠在氯气中燃烧的微观过程
金属钠在氯气中燃烧时，钠原子失去1个电子后形成带正电荷的钠离子(阳离子)，氯原子得到1个电子后形成带负电荷的氯离子(阴离子)。带有相反电荷的钠离子和氯离子之间相互吸引，构成了电中性的氯化钠。
2、离子是带电的原子或原子团，带正电的叫阳离子，带负电的叫阴离子。离子也是构成物质的基本粒子，如硫酸铜和氯化钠离子构成的。
3、离子与原子之间的相互转化
阳离子的核内质子数＞核外电子数；阴离子的核内质子数＜核外电子数。
知识点四 同位素——原子的“孪生兄弟”
1．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。如氧元素就是所有核电荷数为8的原子的总称。
2．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。元素是互为同位素的原子的总称。大多数元素都有同位素，如汞元素有7种稳定的同位素。
3．同位素原子的两种表示方法
(1)常用原子符号(X)表示，其中X表示原子种类，Z表示质子数，A表示质子数与中子数之和。如氢有氕(H)、氘(H)、氚(H)三种同位素原子。
也可以用“原子名称(或符号)－质子数与中子数之和”来表示。如氧的三种同位素原子分别为A氧－16(O－16)、B氧－17(O－17)、C氧－18(O－18)。
4．同位素的应用
(1)质谱分析中，用稳定同位素原子作为示踪原子；(2)核潜艇利用铀的同位素裂变释放的能量作为动力；(3)利用放射性同位素对一些脏器进行扫描，诊断肿瘤等疾病；(4)根据放射性同位素的半衰期，进行古董鉴定。（5）利用碳-14同位素测定年代。
根据元素的定义可知，不同元素之间最本质的区别是核电荷数(即质子数)不同。
题型一 原子结构模型的建立
例1．19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“葡萄干布丁”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α粒子轰击金箔实验。
【收集证据】绝大多数α粒子穿过金箔后且不改变原来的方向：有一小部分α粒子改变原来的前进方向，甚至有极少数α粒子被反弹了回来！
【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，卢瑟福等人认为：极少数α粒子被反弹回来是因为它们和金原子中某种极为坚硬密实的核发生了碰撞。
【解释与结论】
（1）卢瑟福等人认为的“极少数α粒子被反弹回来是因为它们和金原子中某种极为坚硬密实的核发生了碰撞”。这里的“核”指的是
（2）能说明原子内部绝大部分是“空的”证据是 。
（3）根据卢瑟福的实验所产生的现象，能够获得的结论是____。
A．原子核体积很小 B．原子核质量较大
C．原子核带正电 D．核外电子带负电
【答案】（1）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
（3）D
【解析】【分析】 （1）（2）核式原子结构是1911年由卢瑟福提出的一种原子结构模型；核式原子结构认为：原子的质量几乎全部集中在直径很小的核心区域，叫原子核，电子在原子核外绕核作轨道运动；原子核带正电，电子带负电；
（3）电子很小，对α粒子的运动几乎没有影响。
【解答】 解：（1）卢瑟福说的“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；
（2）能说明原子内部绝大部分是空的证据是绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进；
（3）根据卢瑟福的实验所产生的现象，电子很小，对α粒子的运动几乎没有影响，所以不能够获得的结论是核外电子带负电，故D错误，ABC正确；故选：D；
（4）α粒子由2个质子和2个中子构成，卢瑟福从氮原子中打出了微粒，α粒子留在了氮原子中，使氮原子变成了氧原子，说明原子核内的质子数变成了8个，所以打出了一个质子。
故答案为：（1）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；（3）D。
例2． 人类对原子结构的认识是在实验和探索中不断修正和完善的，下列有关说法错误的是
A．汤姆生发现了电子，但他建立的原子模型不具有原子核
B．卢瑟福提出了核式结构模型，认为全部的电荷都集中在原子核
C．玻尔认为电子只能在原子内一些特定的稳定轨道上运动
D．原子是电中性的，同种元素的原子核内质子个数一定相等
【答案】B
【解析】【分析】根据有关原子结构的科学发展史判断。
【解答】 A.汤姆生发现了电子，它的“面包模型”中不具有原子核，故A正确不合题意；
B.卢瑟福提出了核式结构模型， 认为全部的质量都集中在原子核上，故B错误符合题意；
C..玻尔认为电子只能在原子内一些特定的稳定轨道上运动，故C正确不合题意；
D.原子是电中性的，同种元素的原子核内质子个数一定相等，故D正确不合题意。
故选B。
例3．原子结构模型的建立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①②③所示的三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模型玻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．卢瑟福在实验的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③模型
D．依据提出时间先后顺序，正确的排列是①②③
【答案】D
【解析】【分析】物质是分子、原子组成的；原子是由原子核和核外电子组成的，电子绕着原子核高速运动。
【解答】A、汤姆生发现了电子，1904年汤姆生提出了原子结构的葡萄干蛋糕模型，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，故A正确，A不符合题意；
B、1913年波尔提出波尔模型，他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，故B正确，B不符合题意；
C、1911年卢瑟福在实验的基础上提出了行星模型，认为带负电的电子绕带正电且体积很小的原子核运动，故C正确，C不符合题意；
D、现代的科学家提出了电子云模型，依据提出时间先后顺序，四种模型的正确的排列是①③②，故D错误，D符合题意。
故答案为：D。
例4．如图是卢瑟福将带正电的α粒子流轰击金箔后的运动轨迹示意图，其中能说明原子质量几乎全部集中在原子核内的轨迹（ ）
A．a B．b C．c D．d
【答案】C
【解析】【分析】 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，原子核几乎集中了所有原子的质量，原子核带正电。原子核在原子中所占的空间很小。
【解答】 因为原子核带正电，占据的空间很小，集中了几乎所有原子的质量，所以当带正电的α粒子流轰击金箔后，遇到原子核会改变方向，被反弹回来，所以它的轨迹是c，故C符合题意，A、B、D不合题意。
故选C。
题型二 揭开原子核的秘密
例1．据媒体报道，火星探测器发现火星上的大气中含有非常多氙的同位素原子。具有54个质子和75个中子，则的核外电子数为（ ）
A．21 B．54 C．75 D．129
【答案】B
【解析】【分析】根据原子中质子数＝电子数分析。
【解答】原子中质子数＝电子数，具有54个质子，则核外电子数为54.
故答案为：B。
例2．开发月球土壤中的氦-3资源，是解决人类能源问题的有效途径之一。氦-3是氦的同位素，其原子核内含2个质子和1个中子。则该原子的核外电子数是（ ）
A．1 B．2 C．3 D．6
【答案】B
【解析】【分析】原子中核外电子数等于质子数。
【解答】原子呈电中性，核外电子带负电，质子带正电，在原子中质子数和电子数，氦-3原子核内由2个质子，所以核外电子数为2。
故答案为：B。
例3．良渚古城遗址被列入世界遗产名录．考古学家通过对有关遗址出土文物中的碳原子含量测定，推测其年代距今年．碳原子与碳原子不同的是（ ）
A．质子数 B．核电荷数 C．电子数 D．中子数
【答案】D
【解析】【分析】根据原子结构的知识分析判断。
【解答】 碳原子与碳原子 属于同种元素，即具有相同的质子数（6）。根据“核电荷数=核外电子数=质子数”可知，二者核电荷数和电子数相同。根据“相对原子质量=质子数+中子数”可知，二者的中子数不同，故D符合题意，而A、B、C错误。
故选D。
例4．如图是原子结构发展史，下列说法错误的是
A．汤姆生发现了电子，因此推测出原子中还有带正电的物质
B．卢瑟福认为带负电的电子在核外空间绕核运动
C．现在的原子结构模型认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动
D．建立模型是一个不断完善、修正的过程，使其更接近事物的本质
【答案】C
【解析】【分析】原子是由原子核和核外电子组成，核外电子绕核高速旋转。
【解答】A、汤姆生发现了电子，因此推测出原子中还有带正电的物质，故A正确。
B、卢瑟福认为带负电的电子在核外空间绕核运动，故B正确。
C、1913年认为原子结构模型中电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动，故C错误。
D、建立模型是一个不断完善、修正的过程，使其更接近事物的本质，故D正确。
故答案为：C。
例5．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，氦元素主要以氦—4的形式存在。如图是氦—3和氦—4的原子结构示意图，图中“ ”代表( )
A．质子 B．中子 C．电子 D．原子核
【答案】B
【解析】【分析】根据原子结构示意图分析，同种元素的原子质子数相同，在原子中质子数=核外电子数，进行分析判断。
【解答】 由图可知，氦-3和氦-4是同种元素的原子，质子数相同，都是2，根据在原子中，核外电子数=质子数=2，氦-3和氦-4的中子数不同，故“〇”代表中子。
故选：B。
题型三 带电的原子——离子
例1．对 Mg和Mg2+认识正确的是 ( )
A．Mg和Mg2+不是同一种元素 B．Mg和Mg2+化学性质不同
C．Mg2+比Mg少两个质子 D．Mg2+比Mg多两个电子
【答案】B
【解析】【分析】根据镁原子和镁离子的转化分析判断有关的说法。
【解答】 镁原子失去两个电子形成了镁离子。
A、Mg和Mg2+的质子数相同，属于一种元素，故A错误；
B、Mg和Mg2+的最外层电子数不同，化学性质不同，故B正确；
C、Mg比Mg2+的质子数相同，故C错误。
D、镁原子失去两个电子形成了镁离子，所以Mg2+比Mg少两个电子，故D错误；
故选：B。
例2．下图为钠在氯气中燃烧生成氯化钠的微观模型示意图，图中的”？”代表的是（ ）
A．质子 B．电子 C．中子 D．原子核
【答案】B
【解析】【分析】 金属钠在氯气中燃烧时，钠原子失去电子形成带正电荷的钠离子，氯原子得到电子形成带负电荷的氯离子。带有相反电荷的钠离子和氯离子之间相互吸引，构成了电中性的氯化钠。故题图中“ "为电子。
故答案为：B。
【点评】金属原子失去电子形成带正电荷的阳离子，氯原子得到电子形成带负电荷的氯离子。
例3．分析下列各组微粒结构示意图，其中与表示的意义一致的是（ ）
A．都属于阳离子B．都属于阴离子
C．属于一种原子D．属于一种元素
【答案】D
【解析】【分析】在离子中，核内质子数≠核外电子数，核内质子数>核外电子数，表示阳离子；核内质子数<核外电子数，表示阴离子。
根据元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，分析。
【解答】A. 前者质子数=核外电子数=10，为原子；后者质子数=11，核外电子数=10，质子数＞核外电子数，为阳离子；故错误；
B. 质子数=17，核外电子数=18，质子数＜核外电子数，为阴离子；后者质子数=核外电子数=18，为原子；故错误；
C. 两者的核内质子数分别是9、12，质子数不同，属于不同种元素的粒子，前者质子数=9，核外电子数=10，质子数＜核外电子数，为阴离子；后者质子数=12，核外电子数=10，质子数＞核外电子数，为阳离子；故错误；
D. 两种粒子的核内质子数均为13，属于一种元素，故正确；
故答案为：D。
题型四 同位素——原子的“孪生兄弟”
例1． 2023年5月 29 日在神舟十六号载人飞行任务新闻发布会上，我国宣布将在2030年前实现中国人首次登陆月球。月球的矿产资源极为丰富，以铁为例，仅月面表层5cm厚的沙土中就含有上亿吨铁，这里的“铁”指的是 (填“元素”、“分子”或“原子”)，已知铁原子的核电荷数为26，则铁原子的核外电子数是 。探测还发现月球上有大量可开采的氦-3，它是一种高效的核聚变燃料。而地球上的氦元素主要以氦-4形式存在，这两种原子互为 原子。
【答案】元素；26；同位素
【解析】【分析】根据物质是由元素组成的，在原子中，质子数=和电荷数=核外电子数，同位素的定义分析。
【解答】物质是由元素组成的，物质中的“铁”不能以单质、分子、原子形式存在，这里的“铁”指的是元素，在原子中，质子数=和电荷数=核外电子数，铁原子的核电荷数为26，则铁原子的核外电子数是 26。探测还发现月球上有大量可开采的氦-3，它是一种高效的核聚变燃料。而地球上的氦元素主要以氦-4形式存在，这两种原子互为同位素原子。
例2．C-14 是含有6个质子和8个中子的碳原子，具有放射性，科学家利用C-14来测定古代遗存物的“年龄”。大气中的C-14 能与氧气发生反应，生成物先被植物吸收， 后被动物纳入。只要植物或动物生存着，伴随新陈代谢， C-14 就会在机体内保持一定的 平衡。而当有机体死亡后，其组织内的C-14 便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。 对于任何含碳物质，只要测定剩余放射性C-14 的含量，再结合其半衰期，就可推断出年 代。请根据短文回答下列问题：
（1）与作为相对原子质量标准的 C-12 原子相比， C-14 原子结构上的不同是 不同。
（2）下列说法正确的是____ (填字母)。
A．C-14 原子属于碳元素
B．C-14 原子的核电荷数为14
C．C-14 原子比 C-12 原子的质量大
【答案】（1）中子数
（2）A；C
【解析】【分析】根据原子的结构和题干信息分析；
【解答】（1）碳12原子含有6个质子和6个中子，碳14原子含有6个质子和8个中子，碳12原子与碳14原子相比，它们结构上的不同是中子数不同；
（2）A、质子数决定元素的种类，碳14是含有6个质子和8个中子的碳原子，属于碳元素，故正确；
B、 C-14 原子的核电荷数为即质子数是6，故错误；
C、原子的质量主要集中在原子核上，也就是质子和中子的质量，碳12原子含有6个质子和6个中子，碳14原子含有6个质子和8个中子，因此碳14比普通碳原子质量大，故正确；
故选：AC。
例3．小金对某元素三种同位素的结构示意图，进行了相关阐述，不合理的是( )
A．图示的是氢元素
B．“”表示电子，带负电，质量远小于质子
C．“”表示中子，不带电，三种同位素的中子数不同
D．“”表示质子，带正电，与中子的个数和质量都相等
【答案】D
【解析】【分析】根据氢元素的三种同位素的原子结构来分析解答。
【解答】A、题图示的各粒子核内质子数都是1，为氢元素，A合理；
B、“"表示电子， 带负电，质量远小于质子，B合理；
C、“”表示中子，不带电，三种同位素的中子数不同，C合理；
D、“”表示质子，带正电，与中子的个数不一定相等，D不合理。
故选D。
例4．有三种原子，A原子核内有8个质子和8个中子，B原子核内有8个质子和9个中子，C原子核内有6个质子和6个中子，则下列说法正确的是( )
A．A和B是同种原子
B．B和C核外电子数相等
C．A和B是同种元素，且互为同位素原子
D．A和B核电荷数不同
【答案】C
【解析】【分析】 A、根据中子数不同的原子不属于同一种原子来分析；
B、根据核外电子数等于核内质子数来分析；
C、根据同位素是指质子数相同、中子数不同来分析；
D、根据核电荷数等于核内质子数.来分析。
【解答】 A、中子数不同的原子不属于同一种原子，所以A和B不是同一种原子，故A 错；
B、核外电子数等于核内质子数，B和C核外电子数不相等，故B错；
C、同位素是指质子数相同，中子数不同，A和B都是氧元素，是同种元素，且互为同位素原子，故C 正确；
D、核电荷数等于核内质子数，A和B核电荷数相同，故D错。
故选：C。
一、单选题
1．如图表示四种原子的结构模型（“”、“”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】【分析】根据题意，“”、“”和“”分别表示电子、中子、质子，结合四种原子的结构模型，进行分析判断。
【解答】A、甲和丙的质子数相同，对于原子而言，其核电荷数=质子数=核外电子数，故甲、丙的核电荷数相同，故该说法错误；
B、甲、丙的质子数相同，中子数不同，故它们不是同一种原子，故该选项错误；
C、决定元素种类的是核内质子数，乙、丁两种原子的质子数相同，故它们属于同一种元素，故该选项正确；
D、甲、乙的质子数不相同，不互为同位素，故该选项错误。
故答案为：C。
2．青少年正处于身体的迅速生长发育时期，需要适量补充钙、锌等。这里的“钙”“锌”指的是（ ）
A．单质 B．元素 C．离子 D．原子
【答案】B
【解析】【分析】 元素就是具有相同的核电荷数（核内质子数）的一类原子的总称。
【解答】物质都是由元素组成的，则这里的“钙”“锌”指元素，
故答案为：B。
3．生物体死亡后，体内含有的碳-14会逐渐减少(称为衰变)。碳-14原子在衰变时，一个中子变成质子，形成新的原子核。下列关于新原子核的说法正确的是 ( )
A．碳原子核，含7个质子、8个中子
B．氮原子核，含7个质子、7个中子
C．氮原子核，含7个质子、6个中子
D．氧原子核，含7个质子、8个中子
【答案】B
【解析】【分析】 碳-14 中14表示中子数加上质子数等于14。
【解答】由于碳-14原子核中含6个质子与8个中子，在衰变时，一个中子变成质子，形成新的原子核，所以该原子核内的质子数成为7，因此该原子核成为氮原子的原子核，其核内质子数 是7中子数也是7。
故答案为：B。
4．月球上的土壤含有丰富的氦-3，氦-3是理想的核聚变燃料，地球上的氦元素主要以氦-4形式存在。氦-3和氦-4互为同位素原子(如右图)，它们不相同的是 ( )
A．质子数 B．中子数 C．电子数 D．原子数
【答案】B
【解析】【分析】根据同位素的定义分析判断。
【解答】具有相同质子数和不同中子数的原子成为同位素原子，则氦-3和氦-4互为同位素原子，它们不相同的是中子数，故B正确，而A、C、D错误。
故选B。
5． 中国计划在2030年前实现载人登陆月球。月球土壤中含量较高的元素有氧、硅和铁等，
氧元素与铁元素的本质区别是( )
A．质子数不同 B．中子数不同
C．质量不同 D．相对原子质量不同
【答案】A
【解析】【分析】根据元素的定义分析；
【解答】元素是具有相同核电荷数即质子数的一类原子的总称，故 氧元素与铁元素的本质区别是 质子数不同 ，故选：A。
6．臭氧（O3）、二氧化氯（ClO2）、双氧水（H2O2）等物质都是生产生活中常用的消毒剂，这三种物质都含有
A．氧气 B．氧分子 C．氧离子 D．氧元素
【答案】D
【解析】【分析】物质中含有某种元素，分子中含有某种原子。
【解答】由化学式可知这三种物质都是由分子构成的，而分子是由原子构成的，故三种物质的分子都含有氧原子或说这三种物质都含有氧元素。
故答案为：D。
7．钠原子失去一个电子得到钠离子。钠原子与钠离子相比，下列说法中正确的是( )。
A．核外电子数相同 B．核内中子数不同
C．电性相同 D．属于同一种元素
【答案】D
【解析】【分析】根据钠原子和钠离子的结构，它们的质子数和电子数分析。
【解答】A. Na+是钠原子失去一个电子后形成的，核外电子数比钠原子少了一个电子，故错误；
B. 因Na+是钠原子失去一个电子后形成的最外层有8个电子的稳定结构，只是电子发生了改变，核内中子数不变，故错误；
C. Na+是钠原子失去一个电子后形成的最外层有8个电子的稳定结构，而钠原子不显电性，故错误；
D. Na+是钠原子失去一个电子后形成的，Na+比Na少一个电子，但质子数不变，所以属于同种元素，故正确；
故答案为：D。
8．研究发现，镧和镍的一种合金是储氢材料。下列有关57号元素镧(La)的说法，错误的是( )。
A．该元素原子的质子数为57 B．该元素原子的核电荷数为57
C．该元素原子的核外电子数为57 D．该元素为非金属元素
【答案】D
【解析】【分析】根据原子的质子数＝核电荷数＝电子数＝原子序数，名称带“钅”为金属元素分析。
【解答】A、 该元素原子的质子数＝原子序数＝57 ，不符合题意；
B、 该元素原子的核电荷数＝质子数＝57 ，不符合题意；
C、 该元素原子的核外电子数＝质子数＝57 ，不符合题意；
D、 该元素名称带“钅”为金属元素 ，符合题意；
故选D。
9．下列有关原子模型的叙述，正确的是( )。
A．现代科学家认为电子像西瓜籽似地嵌在原子中
B．玻尔建立的“分层模型”认为电子在原子核周围分层运动
C．卢瑟福建立的“卢瑟福模型”认为电子像云雾一样出现在原子核周围
D．汤姆生建立的“汤姆生模型”认为原子核像太阳，电子像行星绕原子核运行
【答案】B
【解析】【分析】A、根据现代科学家认为的原子的构成分析；
B、根据玻尔建立的“分层模型”分析；
C、根据卢瑟福建立的“卢瑟福模型”分析；
D、根据汤姆生建立的“汤姆生模型”分析。
【解答】A、 现代科学家认为电子是在原子核周围分层运动 ，不符合题意；
B、玻尔建立的“分层模型”认为电子在原子核周围分层运动，不符合题意；
C、 卢瑟福建立的“卢瑟福模型”是发现原子核，原子大部分体积是空的，电子围绕带正电的原子核转动 ，不符合题意；
D、汤姆生建立的“汤姆生模型” 即“西瓜模型”正电荷是西瓜肉，电子是西瓜籽 ，不符合题意；
故选B。
10．原子结构模型的建立，经过了几代科学家的艰辛努力，直到现在仍在探索中。其中，星模型的提出标志着原子结构的现代模型的问世，图示为锂原子结构的行星模型，图中原子核内有3个质子、4个中子。不能根据原子结构的行星模型得出的结论是( )。
A．原子始终在做无规则的运动
B．原子核的体积只占整个原子体积的很小部分
C．构成原子核的粒子之间存在一种互相吸引的力
D．原子呈电中性
【答案】A
【解析】【分析】A、根据图示无法证明原子的运动分析；
B、根据图示中原子核的存在分析；
C、根据图示中电子的运动分析；
D、根据图示中带正电和带负电粒子个数分析。
【解答】A、 根据原子结构的行星模型，不能得出原子始终在做无规则的运动 ，符合题意；
B、由模型图示可知，原子核的体积只占整个原子体积的很小部分 ，不符合题意；
C、 由电子绕核作运动可知，构成原子核的粒子之间存在一种互相吸引的力 ，不符合题意；
D、由带正电的质子和带负电的电子个数相等，中子不带电可知，原子呈电中性，不符合题意；
故选A。
11．科学理论在传承中不断发展。科学家传承前人的正确观点，纠正错误观点，形成科学理论。关于原子结构的学说有：①在球体内充斥正电荷，电子镶嵌其中；②原子是可分的；③原子呈球形；④原子中有带负电的电子；⑤原子中有带正电的原子核；⑥原子核很小，但集中了原子的大部分质量。其中正确的观点是( )。
A．②③④⑤⑥ B．①②③④ C．④⑤⑥ D．⑤⑥
【答案】A
【解析】【分析】根据原子的构成及原子的质量主要集中在原子核上分析。
【解答】 ①原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电，电子带负电，电子在原子核空间运动，而不是镶嵌原子中，错误；②原子是可分的，由质子、中子和电子构成，正确；③原子呈球形，正确；④原子中有带负电的电子，正确；⑤原子中有带正电的原子核，正确；⑥电子质量小，虽然原子核体积很小，但集中了原子的大部分质量 ，正确；
故选A。
12．卢瑟福通过散射实验(粒子带正电荷)得出：原子中的绝大部分空间是空的，他的依据是( )。
A．粒子会激发金原子释放出原子内的电子
B．粒子中的绝大多数通过金箔并按原来方向运动
C．粒子受到金原子的作用，改变了原来的运动方向
D．粒子受到金原子内的电子吸引，改变了原来的运动方向
【答案】B
【解析】【分析】根据卢瑟福通过散射实验中粒子的运行轨迹分析。
【解答】 卢瑟福通过散射实验(粒子带正电荷)得出：原子中的绝大部分空间是空的依据是粒子中的绝大多数通过金箔并按原来方向运动 。
故选B。
13．探月卫星“嫦娥一号”的主要任务之一是探明月球上氦-3的储量。读氦-3原子结构示意图，下列说法错误的是( )。
A．氦-3原子核内质子数等于核外电子数
B．氦-3原子由原子核和核外电子构成
C．氦-3原子核内有2个质子
D．氦-3原子核内质子数等于中子数
【答案】D
【解析】【分析】根据 氦-3原子的构成分析。
【解答】A、由图示可知， 氦-3原子核内质子数等于核外电子数 ，不符合题意；
B、 氦-3原子由原子核和核外电子构成 ，不符合题意；
C、 由图示可知，氦-3原子核内有2个质子 ，不符合题意；
D、 氦-3原子核内2个质子，1个中子 ，符合题意；
故选D。
14．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
【答案】C
【解析】【分析】 A、根据质子数决定原子的种类解答；
B、根据在原子中质子数和中子数不一定相等解答；
C、根据原子中质子数=电子数解答 ；
D、根据原子的质量主要集中在原子核中即质子数和中子数上解答。
【解答】 A、质子数决定元素的种类，决定该原子种类的粒子是c， 故错误；
B、质子数和中子数不一定相等，原子中b 与c的数目不一定相同，故错误；
C、原子中质子数=电子数，a与c的数目一定相同，故正确。
D、原子的质量主要集中在原子核上，集中在b和c上，故错误；
故选C。
15．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克带电量为+(2/3)e，d夸克带电量为-(1/3)e，e为基元电荷。下列论断中可能正确的是（ ）
A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成
C．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成
【答案】C
【解析】【分析】根据一个质子带一个单位正电荷，中子不带电荷分析。
【解答】A、一个质子带一个单位正电荷，中子不带电荷，所以质子是由 2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成 ；
故答案为：C。
二、填空题
16．科学理论的建立要有证据作支撑。在研究原子结构的历史进程中，英国科学家卢瑟福揭开了原子世界一个又一个的奥秘。请回答：
（1）1911年，卢瑟福用α粒子(有两个质子和两个中子的氦原子核)轰击金属箔，发现有如下现象：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。能说明原子核带正电的证据有 。 (填序号)
（2）1919年，卢瑟福用高速α粒子轰击氮原子，结果α粒子留在了氮原子中，有一种微粒从氮原子中被打出，从而使氮原子变成了氧原子。可推知被打出的微粒一定是 。
【答案】（1）②
（2）质子
【解析】【分析】（1）根据“同种电荷相互排斥”的规律分析；
（2）根据打击前后粒子数守恒分析解答。
【解答】 （1）卢瑟福的α粒子轰击金属箔实验现象中，由于α粒子带正电荷，原子核也带正电荷，同性相斥，所以少数α粒子遇到原子核，就会发生偏向，能证明原子核带正电的现象是②；
（2）a粒子带2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，则：2+7=8+x，解得：x=+1，因此被打出的微粒一定是质子。
17．1911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（如图一）。
现象 1：大多数α粒子能穿过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）图一为a粒子轰击金箔时的运动轨迹，请在图一中补全A 处a粒子的后半段大致运动轨迹。
（2）根据a粒子散射实验，统计不同偏转角度的a粒子数量，得到如图二，其中能说明“原子内存在一个质量很大的原子核”的数据是 点（用字母表示）。
（3）卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果产生了两种新粒子——氧原子和另一种粒子，其中氮原子和氧原子的本质区别在于 。
（4）卢瑟福构建了核式原子结构模型，若以 、和分别代表电子、质子与中子，则下列各原子示意图中，属于同位素原子的是 。
【答案】（1）
（2）A
（3）质子数不同
（4）ABC
【解析】【分析】原子是由原子核和核外电子构成的，其中原子的质量主要集中在原子核上，核外有一个非常大的空间，原子不是个实心球体。
【解答】（1）用α粒子轰击金箔时，在A处的粒子改变原来的运动方向，如图所示：
；
（2）根据a粒子散射实验，统计不同偏转角度的a粒子数量，得到如图二，其中能说明“原子内存在一个质量很大的原子核”的数据是A点；
（3）卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果产生了两种新粒子——氧原子和另一种粒子，其中氮原子和氧原子的本质区别在于质子数不同；
（4）同一类原子的原子核内质子数相同，A、B、C、D中的质子数分别为1、1、1、2，故选项中描述的微粒属于同一类原子的为ABC。
故答案为：（1）；（2）A；（3）质子数不同；（4）ABC。
18．人类探月的重要目的之一是勘察、获取地球上蕴藏量很小而月球上却极为丰富核聚变燃料——“He-3”，解决地球能源危机。据统计，月球上的He-3可以满足人类1万年以上的供电需求。已知“C-13”是指原子核内含有6个质子、7个中子碳原子，则核电荷数为2的“He-3”所指的氦原子核内含有 个质子， 个中子。
【答案】2；1
【解析】【分析】C-13中13意思表示质子数加上中子数等于13。
【解答】由“C-13”是指原子核内含有6个质子、7个中子碳原子可知，“C-13”中的13是质子数和中子数之和，“He-3”，中的3是质子数和中子数之和，氦的核电荷数是2，即质子数为2，中子数=3-2=1，即原子核内含有2个质子，1个中子。
19．化学是从微观的角度研究物质的性质、组成、结构及其变化规律的学科。构成物质的粒子之间关系如图1所示。回答下列问题：
（1） 图1中甲是 。
（2）构成氯化钠的微粒是 （填微粒符号）。
（3）图2表示甲、乙、丙三种微粒的微观示意图，请回答：三种微粒表示 种元素。
（4）三种微粒中质量最大的是 （填“甲”、“乙”或“丙”）。
【答案】（1）原子
（2）Na+与Cl-
（3）2
（4）甲
【解析】【分析】原子的质量主要集中在原子核，原子可以构成分子可以形成离子，元素的本质不同是质子数不同。
【解答】（1）据图可以看出，甲可以构成分子，可以形成离子，故甲是原子；
（2）构成氯化钠的微粒是氯离子和钠离子，离子符号分别为：Na+、Cl-；
（3）元素是具有相同的核电荷数（核内质子数）的一类原子的总称，由甲、乙、丙三种微粒的微观示意图可知，三种微粒共有2种质子数，共表示两种元素；
（4）原子的质量主要集中在质子与中子上，甲粒子中含有2个质子和2个中子；乙粒子中含有1个质子和1个中子；丙粒子中含有2个质子和1个中子，所以甲的质量最大。
20．下表是某位同学收集的一些微粒的资料，请根据表格数据回答下列问题。
粒子代号 质子数 中子数 电子数 带电性
A 8 8 8 不带电
B 26 30 24 带2个单位正电荷
C 8 8 10
D 8 10 8 不带电
（1） 上述粒子中属于原子的是 。
（2） 根据表格信息可知C的带电性为 。
（3） 表格中互为同位素的粒子是 。
（4） 比较C与D两种粒子，其中质量较大的是 。
【答案】（1）A、D
（2）带2个单位负电荷
（3）A、D
（4）D
【解析】【分析】（1）根据原子中质子数＝电子数分析；
（2）根据一个电子带一个单位负电荷，一个质子带一个单位正电荷分析；
（3）根据质子数相同中子数不同的原子互为同位素分析；
（4）根据原子质量由质子和中子决定分析。
【解答】（1）原子呈电中性，即质子数＝电子数，所给粒子中A和D为原子。
（2）C中质子数小于电子数，一个电子带一个单位负电荷，C带2个单位的负电荷。
（3）表格中A和D质子数相等，只中子数不同，互为同位素。
（4）原子质量由质子和中子决定，C和D质子数相等，D的中子数大于C，则D质量较大。
故答案为：（1）AD；（2） 带2个单位负电荷 ；（3）AD；（4）D。
三、实验探究题
21．在研究原子结构的历史进程中，卢瑟福做了两个重要的实验，揭开了原子世界的奥秘。
【实验一】1911年，英国科学家卢瑟福为探索原子的内部结构，用带正电荷的α粒子轰击金属箔，如图为实验中α粒子的运动轨迹模型图。
【实验二】1919年，卢瑟福用加速了的α粒子轰击氮原子，结果有种微粒从氮原子核中被打出，导致氮原子变成了氧原子。
（1）在实验一中，能证明“原子核集中了原子几乎全部的质量”的α粒子运动轨迹是 (填序号)。
（2）实验二中的氮和氧因为 不同，所以属于不同的元素。
（3）从原子结构模型建立的过程中，我们发现____。
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．卢瑟福的原子模型建立，使人们对原子结构的认识达到了完美的境界
【答案】（1）①
（2）质子
（3）A；B
【解析】【分析】（1）粒子高速运动，但仍被弹回，说明撞击到了质量很大的物体，故仍为原子核集中了原子几乎全部的质量。
（2）质子数相同的原子组成了同种元素。
（3）原子结构模型不断的修正，说明科学模型的建立需要一个逐步完善的过程。
【解答】（1）①粒子几乎被弹回，说明遇到质量较大的物体，由此证明原子核集中了原子几乎全部的质量。
（2）决定元素种类的是质子数，所以氧元素和氮元素质子数不同，不属于同种元素。
（3）A、从道尔顿的原子实心球模型，到汤姆生的葡萄干面包模型，再到卢瑟福的核式结构模型，说明科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程，故A正确；
B、模型能更好地帮助我们了解原子的结构，在科学研究中起到很重要的作用，故B正确；
C、卢瑟福的模型后来也在不断地被修正，故C错误。
故答案为：AB。
22．电子带负电，原子不带电，说明原子内存在着带正电荷的部分，它们是均匀分布还是集中分布的呢 1910年英国科学家卢瑟福做了著名的粒子轰击金箔实验，如图所示。
实验现象：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数粒子却发生了较大角度的偏转，极少数粒子的偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。
猜想与假设：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一个很小的结构上，否则大角度的偏转是不可能的。
解释与结论：
（1） 大多数粒子不改变原来的运动方向，说明 。
（2） 若原子的质量和正电荷在原子内均匀分布，则极少数粒子就 。
（3） 卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是 。
（4） 根据粒子散射实验结果，以下原子结构图示最合理的是____。
A． B． C．
【答案】（1）原子内部是空旷的，而且空旷的体积所占比例非常大
（2）不会大角度偏转
（3）原子核
（4）C
【解析】【分析】根据题意，原子的结构，原子的质量主要集中在原子核上分析。
【解答】（1）大多数粒子不改变原来的运动方向，说明原子内部是空旷的，而且空旷的体积所占比例非常大。
（2）若原子的质量和正电荷在原子内均匀分布，则极少数粒子就不会大角度偏转。
（3）卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是原子核。
（4）根据题意，卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到一个很小的结构上”中的“很小的结构”原子核，
故答案为：C。
01思维导图
02基础知识
03经典例题
04强化提升
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浙教版八下科学第二章微粒的模型与符号
2.3原子的结构模型
知识点一 原子结构模型的建立
1、原子结构模型的建立过程
(1)1897年，英国物理学家 提出了一个原子模型：原子是一个球体，正电荷 分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干那样镶嵌其中。（ 模型）
(2)1911年，物理学家 用带 的α粒子轰击金属箔，实验发现 α粒子穿过金属箔后仍保持原来的运动方向，但有绝 α粒子发生了较大角度的偏转。在分析实验结果的基础上，卢瑟福提出了原子的 模型：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在 里，带 电的电子在核外空间绕核运动，就像行星绕太阳运动那样。( 模型）
(3)1913年，丹麦科学家 改进了卢瑟福的原子核式结构模型，认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动。
2、原子由 和 构成。原子核带 电荷，居于原子中心；核外电子带 电荷，在核外空间做高速运动。
3、原子核相对原子来说，体积很小，但质量却很大，它几乎集中了原子的全部质量。由于原子核和核外电子所带的电量大小相等，电性相反，所以整个原子呈 性。氦原子的原子核带两个单位正电荷，核外有两个带负电的电子围绕原子核做高速运动。
知识点二 揭开原子核的秘密
1、用高能量的粒子撞击、打碎核的方法是研究微观粒子结构的一种方法。
2、原子核是由两种更小的粒子—— 和 构成的。如一种氧原子的原子核就是由8个质子和8个中子紧密相连构成的。
3、一个质子带一个单位的正电荷，中子不带 ，一个电子带一个单位的负电荷。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)。科学上把原子核所带的电荷数称为 ，氧原子的核电荷数为8。
4、由于原子呈电中性，根据原子中各微粒的电性及电荷量可知：原子中， ＝ ＝ 。
5、原子内的结构
可以看出，原子中电子的质量在整个原子质量中所占的比例极小，原子的质量主要集中在原子核上
质子和中子都是由更微小的基本粒子—— 构成的。
注意：（1）原子的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。
（2）原子核内一定含有质子，但不一定含有中子。如普通氢原子核内只有1个质子而无中子。
知识点三 带电的原子——离子
1、钠在氯气中燃烧的微观过程
金属钠在氯气中燃烧时，钠原子失去1个电子后形成带正电荷的 离子(阳离子)，氯原子得到1个电子后形成带 电荷的 离子(阴离子)。带有相反电荷的钠离子和氯离子之间相互吸引，构成了电中性的 。
2、离子是带电的 或 ，带正电的叫 离子，带负电的叫 离子。离子也是构成物质的基本粒子，如硫酸铜和氯化钠离子构成的。
3、离子与原子之间的相互转化
阳离子的核内质子数＞核外电子数；阴离子的核内质子数＜核外电子数。
知识点四 同位素——原子的“孪生兄弟”
1．科学上把具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子总称为 。如氧元素就是所有核电荷数为8的原子的总称。
2．原子核内的质子数 、中子数 的同类原子互为 原子。元素是互为同位素的原子的总称。大多数元素都有同位素，如汞元素有7种稳定的同位素。
3．同位素原子的两种表示方法
(1)常用原子符号(X)表示，其中X表示 ，Z表示 ，A表示 。如氢有氕(H)、氘(H)、氚(H)三种同位素原子。
也可以用“原子名称(或符号)－质子数与中子数之和”来表示。如氧的三种同位素原子分别为A氧－16(O－16)、B氧－17(O－17)、C氧－18(O－18)。
4．同位素的应用
(1)质谱分析中，用稳定同位素原子作为示踪原子；(2)核潜艇利用铀的同位素裂变释放的能量作为动力；(3)利用放射性同位素对一些脏器进行扫描，诊断肿瘤等疾病；(4)根据放射性同位素的半衰期，进行古董鉴定。（5）利用 同位素测定年代。
注意：根据元素的定义可知，不同元素之间最本质的区别是核电荷数(即质子数)不同。
题型一 原子结构模型的建立
例1．19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“葡萄干布丁”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α粒子轰击金箔实验。
【收集证据】绝大多数α粒子穿过金箔后且不改变原来的方向：有一小部分α粒子改变原来的前进方向，甚至有极少数α粒子被反弹了回来！
【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，卢瑟福等人认为：极少数α粒子被反弹回来是因为它们和金原子中某种极为坚硬密实的核发生了碰撞。
【解释与结论】
（1）卢瑟福等人认为的“极少数α粒子被反弹回来是因为它们和金原子中某种极为坚硬密实的核发生了碰撞”。这里的“核”指的是
（2）能说明原子内部绝大部分是“空的”证据是 。
（3）根据卢瑟福的实验所产生的现象，能够获得的结论是____。
A．原子核体积很小 B．原子核质量较大
C．原子核带正电 D．核外电子带负电
例2． 人类对原子结构的认识是在实验和探索中不断修正和完善的，下列有关说法错误的是
A．汤姆生发现了电子，但他建立的原子模型不具有原子核
B．卢瑟福提出了核式结构模型，认为全部的电荷都集中在原子核
C．玻尔认为电子只能在原子内一些特定的稳定轨道上运动
D．原子是电中性的，同种元素的原子核内质子个数一定相等
例3．原子结构模型的建立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①②③所示的三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模型玻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．卢瑟福在实验的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③模型
D．依据提出时间先后顺序，正确的排列是①②③
例4．如图是卢瑟福将带正电的α粒子流轰击金箔后的运动轨迹示意图，其中能说明原子质量几乎全部集中在原子核内的轨迹（ ）
A．a B．b C．c D．d
题型二 揭开原子核的秘密
例1．据媒体报道，火星探测器发现火星上的大气中含有非常多氙的同位素原子。具有54个质子和75个中子，则的核外电子数为（ ）
A．21 B．54 C．75 D．129
例2．开发月球土壤中的氦-3资源，是解决人类能源问题的有效途径之一。氦-3是氦的同位素，其原子核内含2个质子和1个中子。则该原子的核外电子数是（ ）
A．1 B．2 C．3 D．6
例3．良渚古城遗址被列入世界遗产名录．考古学家通过对有关遗址出土文物中的碳原子含量测定，推测其年代距今年．碳原子与碳原子不同的是（ ）
A．质子数 B．核电荷数 C．电子数 D．中子数
例4．如图是原子结构发展史，下列说法错误的是
A．汤姆生发现了电子，因此推测出原子中还有带正电的物质
B．卢瑟福认为带负电的电子在核外空间绕核运动
C．现在的原子结构模型认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动
D．建立模型是一个不断完善、修正的过程，使其更接近事物的本质
例5．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，氦元素主要以氦—4的形式存在。如图是氦—3和氦—4的原子结构示意图，图中“ ”代表( )
A．质子 B．中子 C．电子 D．原子核
题型三 带电的原子——离子
例1．对 Mg和Mg2+认识正确的是 ( )
A．Mg和Mg2+不是同一种元素 B．Mg和Mg2+化学性质不同
C．Mg2+比Mg少两个质子 D．Mg2+比Mg多两个电子
例2．下图为钠在氯气中燃烧生成氯化钠的微观模型示意图，图中的”？”代表的是（ ）
A．质子 B．电子 C．中子 D．原子核
例3．分析下列各组微粒结构示意图，其中与表示的意义一致的是（ ）
A．都属于阳离子B．都属于阴离子
C．属于一种原子D．属于一种元素
题型四 同位素——原子的“孪生兄弟”
例1． 2023年5月 29 日在神舟十六号载人飞行任务新闻发布会上，我国宣布将在2030年前实现中国人首次登陆月球。月球的矿产资源极为丰富，以铁为例，仅月面表层5cm厚的沙土中就含有上亿吨铁，这里的“铁”指的是 (填“元素”、“分子”或“原子”)，已知铁原子的核电荷数为26，则铁原子的核外电子数是 。探测还发现月球上有大量可开采的氦-3，它是一种高效的核聚变燃料。而地球上的氦元素主要以氦-4形式存在，这两种原子互为 原子。
例2．C-14 是含有6个质子和8个中子的碳原子，具有放射性，科学家利用C-14来测定古代遗存物的“年龄”。大气中的C-14 能与氧气发生反应，生成物先被植物吸收， 后被动物纳入。只要植物或动物生存着，伴随新陈代谢， C-14 就会在机体内保持一定的 平衡。而当有机体死亡后，其组织内的C-14 便以5730年的半衰期开始衰变并逐渐消失。 对于任何含碳物质，只要测定剩余放射性C-14 的含量，再结合其半衰期，就可推断出年 代。请根据短文回答下列问题：
（1）与作为相对原子质量标准的 C-12 原子相比， C-14 原子结构上的不同是 不同。
（2）下列说法正确的是____ (填字母)。
A．C-14 原子属于碳元素
B．C-14 原子的核电荷数为14
C．C-14 原子比 C-12 原子的质量大
例3．小金对某元素三种同位素的结构示意图，进行了相关阐述，不合理的是( )
A．图示的是氢元素
B．“”表示电子，带负电，质量远小于质子
C．“”表示中子，不带电，三种同位素的中子数不同
D．“”表示质子，带正电，与中子的个数和质量都相等
例4．有三种原子，A原子核内有8个质子和8个中子，B原子核内有8个质子和9个中子，C原子核内有6个质子和6个中子，则下列说法正确的是( )
A．A和B是同种原子
B．B和C核外电子数相等
C．A和B是同种元素，且互为同位素原子
D．A和B核电荷数不同
一、单选题
1．如图表示四种原子的结构模型（“”、“”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
2．青少年正处于身体的迅速生长发育时期，需要适量补充钙、锌等。这里的“钙”“锌”指的是（ ）
A．单质 B．元素 C．离子 D．原子
3．生物体死亡后，体内含有的碳-14会逐渐减少(称为衰变)。碳-14原子在衰变时，一个中子变成质子，形成新的原子核。下列关于新原子核的说法正确的是 ( )
A．碳原子核，含7个质子、8个中子
B．氮原子核，含7个质子、7个中子
C．氮原子核，含7个质子、6个中子
D．氧原子核，含7个质子、8个中子
4．月球上的土壤含有丰富的氦-3，氦-3是理想的核聚变燃料，地球上的氦元素主要以氦-4形式存在。氦-3和氦-4互为同位素原子(如右图)，它们不相同的是 ( )
A．质子数 B．中子数 C．电子数 D．原子数
5． 中国计划在2030年前实现载人登陆月球。月球土壤中含量较高的元素有氧、硅和铁等，
氧元素与铁元素的本质区别是( )
A．质子数不同 B．中子数不同
C．质量不同 D．相对原子质量不同
6．臭氧（O3）、二氧化氯（ClO2）、双氧水（H2O2）等物质都是生产生活中常用的消毒剂，这三种物质都含有
A．氧气 B．氧分子 C．氧离子 D．氧元素
7．钠原子失去一个电子得到钠离子。钠原子与钠离子相比，下列说法中正确的是( )。
A．核外电子数相同 B．核内中子数不同
C．电性相同 D．属于同一种元素
8．研究发现，镧和镍的一种合金是储氢材料。下列有关57号元素镧(La)的说法，错误的是( )。
A．该元素原子的质子数为57 B．该元素原子的核电荷数为57
C．该元素原子的核外电子数为57 D．该元素为非金属元素
9．下列有关原子模型的叙述，正确的是( )。
A．现代科学家认为电子像西瓜籽似地嵌在原子中
B．玻尔建立的“分层模型”认为电子在原子核周围分层运动
C．卢瑟福建立的“卢瑟福模型”认为电子像云雾一样出现在原子核周围
D．汤姆生建立的“汤姆生模型”认为原子核像太阳，电子像行星绕原子核运行
10．原子结构模型的建立，经过了几代科学家的艰辛努力，直到现在仍在探索中。其中，星模型的提出标志着原子结构的现代模型的问世，图示为锂原子结构的行星模型，图中原子核内有3个质子、4个中子。不能根据原子结构的行星模型得出的结论是( )。
A．原子始终在做无规则的运动
B．原子核的体积只占整个原子体积的很小部分
C．构成原子核的粒子之间存在一种互相吸引的力
D．原子呈电中性
11．科学理论在传承中不断发展。科学家传承前人的正确观点，纠正错误观点，形成科学理论。关于原子结构的学说有：①在球体内充斥正电荷，电子镶嵌其中；②原子是可分的；③原子呈球形；④原子中有带负电的电子；⑤原子中有带正电的原子核；⑥原子核很小，但集中了原子的大部分质量。其中正确的观点是( )。
A．②③④⑤⑥ B．①②③④ C．④⑤⑥ D．⑤⑥
12．卢瑟福通过散射实验(粒子带正电荷)得出：原子中的绝大部分空间是空的，他的依据是( )。
A．粒子会激发金原子释放出原子内的电子
B．粒子中的绝大多数通过金箔并按原来方向运动
C．粒子受到金原子的作用，改变了原来的运动方向
D．粒子受到金原子内的电子吸引，改变了原来的运动方向
13．探月卫星“嫦娥一号”的主要任务之一是探明月球上氦-3的储量。读氦-3原子结构示意图，下列说法错误的是( )。
A．氦-3原子核内质子数等于核外电子数
B．氦-3原子由原子核和核外电子构成
C．氦-3原子核内有2个质子
D．氦-3原子核内质子数等于中子数
14．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
15．目前普遍认为，质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克带电量为+(2/3)e，d夸克带电量为-(1/3)e，e为基元电荷。下列论断中可能正确的是（ ）
A．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B．质子由1个u夸克和1个d夸克组成，中子由2个u夸克和1个d夸克组成
C．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和2个d夸克组成
D．质子由2个u夸克和1个d夸克组成，中子由1个u夸克和1个d夸克组成
二、填空题
16．科学理论的建立要有证据作支撑。在研究原子结构的历史进程中，英国科学家卢瑟福揭开了原子世界一个又一个的奥秘。请回答：
（1）1911年，卢瑟福用α粒子(有两个质子和两个中子的氦原子核)轰击金属箔，发现有如下现象：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。能说明原子核带正电的证据有 。 (填序号)
（2）1919年，卢瑟福用高速α粒子轰击氮原子，结果α粒子留在了氮原子中，有一种微粒从氮原子中被打出，从而使氮原子变成了氧原子。可推知被打出的微粒一定是 。
17．1911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（如图一）。
现象 1：大多数α粒子能穿过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）图一为a粒子轰击金箔时的运动轨迹，请在图一中补全A 处a粒子的后半段大致运动轨迹。
（2）根据a粒子散射实验，统计不同偏转角度的a粒子数量，得到如图二，其中能说明“原子内存在一个质量很大的原子核”的数据是 点（用字母表示）。
（3）卢瑟福用加速了的高能α粒子轰击氮原子，结果产生了两种新粒子——氧原子和另一种粒子，其中氮原子和氧原子的本质区别在于 。
（4）卢瑟福构建了核式原子结构模型，若以 、和分别代表电子、质子与中子，则下列各原子示意图中，属于同位素原子的是 。
18．人类探月的重要目的之一是勘察、获取地球上蕴藏量很小而月球上却极为丰富核聚变燃料——“He-3”，解决地球能源危机。据统计，月球上的He-3可以满足人类1万年以上的供电需求。已知“C-13”是指原子核内含有6个质子、7个中子碳原子，则核电荷数为2的“He-3”所指的氦原子核内含有 个质子， 个中子。
19．化学是从微观的角度研究物质的性质、组成、结构及其变化规律的学科。构成物质的粒子之间关系如图1所示。回答下列问题：
（1） 图1中甲是 。
（2）构成氯化钠的微粒是 （填微粒符号）。
（3）图2表示甲、乙、丙三种微粒的微观示意图，请回答：三种微粒表示 种元素。
（4）三种微粒中质量最大的是 （填“甲”、“乙”或“丙”）。
20．下表是某位同学收集的一些微粒的资料，请根据表格数据回答下列问题。
粒子代号 质子数 中子数 电子数 带电性
A 8 8 8 不带电
B 26 30 24 带2个单位正电荷
C 8 8 10
D 8 10 8 不带电
（1） 上述粒子中属于原子的是 。
（2） 根据表格信息可知C的带电性为 。
（3） 表格中互为同位素的粒子是 。
（4） 比较C与D两种粒子，其中质量较大的是 。
三、实验探究题
21．在研究原子结构的历史进程中，卢瑟福做了两个重要的实验，揭开了原子世界的奥秘。
【实验一】1911年，英国科学家卢瑟福为探索原子的内部结构，用带正电荷的α粒子轰击金属箔，如图为实验中α粒子的运动轨迹模型图。
【实验二】1919年，卢瑟福用加速了的α粒子轰击氮原子，结果有种微粒从氮原子核中被打出，导致氮原子变成了氧原子。
（1）在实验一中，能证明“原子核集中了原子几乎全部的质量”的α粒子运动轨迹是 (填序号)。
（2）实验二中的氮和氧因为 不同，所以属于不同的元素。
（3）从原子结构模型建立的过程中，我们发现____。
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．卢瑟福的原子模型建立，使人们对原子结构的认识达到了完美的境界
22．电子带负电，原子不带电，说明原子内存在着带正电荷的部分，它们是均匀分布还是集中分布的呢 1910年英国科学家卢瑟福做了著名的粒子轰击金箔实验，如图所示。
实验现象：绝大多数粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数粒子却发生了较大角度的偏转，极少数粒子的偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。
猜想与假设：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一个很小的结构上，否则大角度的偏转是不可能的。
解释与结论：
（1） 大多数粒子不改变原来的运动方向，说明 。
（2） 若原子的质量和正电荷在原子内均匀分布，则极少数粒子就 。
（3） 卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是 。
（4） 根据粒子散射实验结果，以下原子结构图示最合理的是____。
A． B． C．
01思维导图
02基础知识
03经典例题
04强化提升
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