(共64张PPT)
专题2 研究物质的基本方法
第三单元 人类对原子结构的认识
基础课时9 人类认识原子结构的历程 原子核的构成
学习
任务 1．了解原子结构模型，体会从宏观和微观相结合的视角提出原子结构模型的证据。
2．学会模型构建的认知方式，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
必备知识 自主预习储备
一、人类认识原子结构的历程
1．古希腊原子学说
古希腊哲学家曾经指出，物质由不可分割的微粒(即______)构成的。
2．道尔顿原子学说
19世纪初，道尔顿认为，物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可________，在化学反应中保持本性不变。
原子
再分割
3．汤姆生原子结构模型
1897年，汤姆生发现原子中存在______，并提出了一个被称为“______________”的原子结构模型。
4．卢瑟福原子结构模型
原子由________和__________构成，________带正电，位于原子中心，______带负电，在原子核周围高速运动。
电子
葡萄干面包式
原子核
核外电子
原子核
电子
5．玻尔原子结构模型
原子核外，电子在一系列稳定的______上运动，每个______都有一个确定的能量值。
想一想 从人类对原子结构认识的历程，你想到了什么？
轨道
[提示] 原子结构模型的演变过程反映了科学家具有质疑、创新、求实等良好的科学品质，随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识还会不断深化。
轨道
二、原子核的构成
1．原子的构成
核电荷数
质子数
中子数
质子数
质量数(或中子数)
√
×
×
关键能力 情境探究达成
[实验素材]
1911年，英国物理学家卢瑟福把一束α粒子(带正电荷)射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而且这种“实心球”紧密排列而成的金箔竟被大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少量的α粒子发生偏转或被笔直地弹回。
认识原子结构
[合作探究]
1．卢瑟福的实验说明原子核和原子体积的相对大小是什么关系？
[提示] 说明原子核在整个原子中所占体积比例很小，在原子中，除了原子核外还有很大空间。
2．你怎样理解α粒子有的被弹回，有的发生偏转？
[提示] 有的α粒子撞击金原子核后被弹回，是因为金原子核质量比α粒子质量大得多；α粒子带正电，原子核也带正电，当α粒子经过原子核附近时，被金原子核排斥而改变运动方向。
3．原子的质量主要由什么决定的？
[提示] 因为电子的质量特别小，所以原子的质量主要由质子和中子的质量决定。
[归纳总结]
1．构成原子的微粒及作用
2．微粒之间的关系
(1)原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
(3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
3．微粒符号周围数字的含义
√
√
[合作探究]
现有下列几种微粒：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。请回答下列问题：
(1)以上微粒中包含____________种元素，属于铀元素的核素有____________种，互为同位素的核素分别为__________________、________________。
元素、核素、同位素的比较
7
3
1H、2H、3H
234U、235U、238U
(2)质量数相等的微粒为__________、__________、________。
(3)可用作制造氢弹的核素为________、____________。
(4)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O 相互结合成水，可得________种原子构成不同的水分子。
1H、1H＋
40K、40Ca
14N、14C
2H
3H
18
[解析] (1)题给微粒中包含H(氢)、U(铀)、K(钾)、 Ca(钙)、Cl(氯)、N(氮)、C(碳)7种元素。(4)氢的同位素与16O形成的水分子有以下6种 1H1H16O、 2H2H16O、3H3H16O 以及1H2H16O、 1H3H16O、 2H3H16O，同理可得，含17O、18O的水分子也分别各有6种，故共有18种水分子。
[归纳总结]
元 素 核 素 同位素
概念 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称，与核外电子数无关 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 质子数相同、质量数(或中子数)不同的核素
范围 宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态 微观概念，对某种元素的一种原子而言 微观概念，对某种元素的原子而言，因同位素的存在而使原子种类多于元素种类
元 素 核 素 同位素
特性 主要通过形成的单质或化合物来体现 不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同 同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同
实例 氢元素、氧元素
[能力达成]
1．H、D、T、H＋可以用来表示( )
A．同一种原子 B．化学性质不同的氢原子
C．氢元素 D．氢的四种核素
√
C [H、D和T是氢原子，H＋是离子，它们都是氢元素。]
2．简单原子的原子结构可用如图形象地表示：
其中 表示质子或电子， 表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是( )
a．①②③互为同位素
b．①②③表示三种化学性质不同的粒子
c．①②③具有相同的质量数
d．①②③具有相同的质量
e．①②③是三种不同的原子
A．a、e B．b、c
C．d、e D．a、c
√
学习效果 随堂评估自测
√
1．提出如图所示的原子结构模型的科学家是( )
A．道尔顿
B．汤姆生
C．卢瑟福
D．玻尔
D [丹麦物理学家玻尔引入量子论观点，提出电子在原子核外一系列稳定的轨道上运动的原子结构模型，与图片相符。]
√
√
3．某元素的二价阳离子(R2+)核外有18个电子，质量数为42，该元素原子的原子核中的中子数为( )
A．18 B．20
C．16 D．22
D [R元素由0价升高到＋2价的变化为R－2e－===R2+，因此1个R原子失去2个电子，变为带2个正电荷的阳离子。由题意可知，R原子的核外电子数＝18＋2＝20，R为钙原子，由于原子的质子数＝核外电子数、中子数＝质量数－质子数，则R原子的中子数为42－20＝22，答案选D。]
√
8
题号
1
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1．人们对原子结构的认识是一个不断深入的过程，下列先后顺序符合史实的是( )
①道尔顿提出原子学说 ②卢瑟福提出带核的原子结构模型 ③玻尔研究氢原子光谱，提出电子分层排布模型 ④汤姆生提出被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型
A．①②④③ B．①④②③
C．②①④③ D．①③②④
√
基础课时固基练(9) 人类认识原子结构的历程 原子核的构成
(选择题每小题3分，本试卷共50分)
题号
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B [19世纪初，道尔顿提出原子学说，1897年汤姆生提出了被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型，1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型，1913年玻尔提出电子分层排布模型，B正确。]
题号
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√
D [电子数大于质子数的粒子必为阴离子，排除A、B两项。C项，16OD－中质子数为9，中子数为9；D项，16OH－中质子数为9，中子数为8，符合题意。]
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D [原子符号左下角的数字表示质子数，因而质子数为118，A项正确；中子数为294－118＝176，B项正确；原子核外电子数＝质子数＝118，C项正确；原子符号左上角的数字表示质量数，质量数为294，D项错误。]
题号
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7．原子的构成示意图如图所示，下列叙述正确的是( )
A．原子是实心球体
B．质子、中子、电子均匀分布在原子中
C．质子与电子质量相等
D．整个原子的质量主要集中在原子核上
√
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D [原子不是实心的球体，A错误；正中央有原子核，核外有电子围绕原子核运动，B错误；质子与电子质量不相等，C错误；整个原子的大部分质量集中在原子核上，D正确。]
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8．科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素Lv。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是( )
A．质子数为116
B．中子数为177
C．电子数为116
D．原子中质子数比中子数多61
√
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D [原子中核电荷数＝质子数＝核外电子数＝116，该元素原子的中子数＝质量数－质子数＝293－116＝177，A、B、C项正确；原子中中子数比质子数多61，D项错误。]
题号
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9．对Fe3+、Fe2+、Fe三种粒子的判断不正确的是( )
A．核电荷数相同 B．电子数相同
C．属于同一种元素 D．质子数相同
√
B [三种粒子都属于铁元素，A、C项正确；质子数相同，D项正确；它们是铁元素的不同离子和原子，故其电子数不同，B项错误。]
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222
86
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AB
质子数
质子数和中子数
题号
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x－2n
A－x＋n
D
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(4)某元素X所形成的分子X2共有三种，其相对分子质量的近似整数值分别为158、160、162，分子数目之比为 a∶b∶c。
①X元素有________种核素。
②质量数较小的核素的原子个数百分含量为__________________。(2分)
2
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题号
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[解析] (1)一个AXn＋有A－x＋n个中子，则质子数为x－n，电子数为x－2n。
(2)一个AXn－有x个电子，X原子的质子数为x－n，则中子数N＝A－x＋n。
(3)18O3分子中的中子数为(18－8)×3＝30；2H217O2分子中的中子数为(2－1)×2＋(17－8)×2＝20；14N16O2分子中的中子数为(14－7)＋(16－8)×2＝23；14C16O2分子中的中子数为(14－6)＋(16－8)×2＝24。
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15第三单元 人类对原子结构的认识
基础课时9 人类认识原子结构的历程 原子核的构成
学习 任务 1．了解原子结构模型，体会从宏观和微观相结合的视角提出原子结构模型的证据。 2．学会模型构建的认知方式，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
一、人类认识原子结构的历程
1．古希腊原子学说
古希腊哲学家曾经指出，物质由不可分割的微粒(即原子)构成的。
2．道尔顿原子学说
19世纪初，道尔顿认为，物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可再分割，在化学反应中保持本性不变。
3．汤姆生原子结构模型
1897年，汤姆生发现原子中存在电子，并提出了一个被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型。
4．卢瑟福原子结构模型
原子由原子核和核外电子构成，原子核带正电，位于原子中心，电子带负电，在原子核周围高速运动。
5．玻尔原子结构模型
原子核外，电子在一系列稳定的轨道上运动，每个轨道都有一个确定的能量值。
从人类对原子结构认识的历程，你想到了什么？
[提示] 原子结构模型的演变过程反映了科学家具有质疑、创新、求实等良好的科学品质，随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识还会不断深化。
二、原子核的构成
1．原子的构成
2．元素、核素、同位素
(1)元素：具有相同核电荷数(即质子数)的一类原子的总称。
(2)核素：具有一定质子数和一定中子数的一种原子称为一种核素。如、、是氢元素的三种核素：—H—氕(氢)；—D—氘(重氢)；—T—氚(超重氢)。
(3)同位素：质子数相同、质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素，即与A′ZX互为同位素。如、、三种核素互称同位素。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化学反应中原子核不会发生变化。 ( )
(2)H2、D2、T2互称为同位素。 ( )
(3)原子Y中子数与质子数之差为50。 ( )
[答案] (1)√ (2)× (3)×
认识原子结构
1911年，英国物理学家卢瑟福把一束α粒子(带正电荷)射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而且这种“实心球”紧密排列而成的金箔竟被大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少量的α粒子发生偏转或被笔直地弹回。
1．卢瑟福的实验说明原子核和原子体积的相对大小是什么关系？
[提示] 说明原子核在整个原子中所占体积比例很小，在原子中，除了原子核外还有很大空间。
2．你怎样理解α粒子有的被弹回，有的发生偏转？
[提示] 有的α粒子撞击金原子核后被弹回，是因为金原子核质量比α粒子质量大得多；α粒子带正电，原子核也带正电，当α粒子经过原子核附近时，被金原子核排斥而改变运动方向。
3．原子的质量主要由什么决定的？
[提示] 因为电子的质量特别小，所以原子的质量主要由质子和中子的质量决定。
1．构成原子的微粒及作用
2．微粒之间的关系
(1)原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
(3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
3．微粒符号周围数字的含义
1．镨(Pr)、钕(Nd)都属于稀土元素，在军事和国防工业上有广泛应用，下列有关说法中正确的是( )
A．镨(Pr)和钕(Nd)可能互为同位素
B．是镨的一种新元素
C．核内有59个质子，核外也有59个电子
D．质量数为140，原子序数为59，核内有59个中子
C [镨(Pr)原子和钕(Nd)原子的质子数不相等，二者不可能互为同位素，A错误；是镨的一种核素，不是新元素，B错误；的质子数为59，核外电子数也为59，C正确；核内中子数为81，质子数＝原子序数＝59，D错误。]
2．某微粒用表示，下列关于该微粒的叙述正确的是( )
A．所含质子数＝A－n
B．所含中子数＝A－Z
C．所含电子数＝Z＋n
D．所含质子数＝Z＋A
B [中“A”表示质量数，“Z”表示质子数，“n”表示该离子所带的电荷数。由此可知，该离子中，质子数＝Z，故A、D项错误；中子数(N)＝质量数(A)－质子数(Z)，故B项正确；阳离子核外电子数＝质子数(Z)－离子所带电荷数(n)，故C项错误。]
元素、核素、同位素的比较
现有下列几种微粒：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。请回答下列问题：
(1)以上微粒中包含____________种元素，属于铀元素的核素有____________种，互为同位素的核素分别为__________________、________________。
(2)质量数相等的微粒为__________、__________、________。
(3)可用作制造氢弹的核素为________、____________。
(4)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O 相互结合成水，可得________种原子构成不同的水分子。
[解析] (1)题给微粒中包含H(氢)、U(铀)、K(钾)、 Ca(钙)、Cl(氯)、N(氮)、C(碳)7种元素。(4)氢的同位素与16O形成的水分子有以下6种 1H1H16O、 2H2H16O、3H3H16O 以及1H2H16O、 1H3H16O、 2H3H16O, 同理可得，含17O、18O的水分子也分别各有6种，故共有18种水分子。
[答案] (1)7 3 1H、2H、3H 234U、235U、238U
(2)1H、1H＋ 40K、40Ca 14N、14C
(3)2H 3H (4)18
元 素 核 素 同位素
概念 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称，与核外电子数无关 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 质子数相同、质量数(或中子数)不同的核素
范围 宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态 微观概念，对某种元素的一种原子而言 微观概念，对某种元素的原子而言，因同位素的存在而使原子种类多于元素种类
特性 主要通过形成的单质或化合物来体现 不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同 同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同
实例 氢元素、氧元素 H、、N、、Mg是不同的核素 H、、为氢元素的同位素
1．H、D、T、H＋可以用来表示( )
A．同一种原子 B．化学性质不同的氢原子
C．氢元素 D．氢的四种核素
C [H、D和T是氢原子，H＋是离子，它们都是氢元素。]
2．简单原子的原子结构可用如图形象地表示：
其中表示质子或电子，表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是( )
a．①②③互为同位素
b．①②③表示三种化学性质不同的粒子
c．①②③具有相同的质量数
d．①②③具有相同的质量
e．①②③是三种不同的原子
A．a、e B．b、c
C．d、e D．a、c
A [①表示的是，②表示的是，③表示的是，它们的质子数相同，核外电子数相同，中子数不同，故互为同位素；同位素的化学性质非常相似；它们的中子数不同，所以质量数不同，原子的质量也不相同，是三种不同的原子。]
1．提出如图所示的原子结构模型的科学家是( )
A．道尔顿 B．汤姆生
C．卢瑟福 D．玻尔
D [丹麦物理学家玻尔引入量子论观点，提出电子在原子核外一系列稳定的轨道上运动的原子结构模型，与图片相符。]
2．铋(Bi)在医药方面有重要应用。下列关于的说法不正确的是( )
A．电子数为83
B．中子数为209
C．质量数为209
Bi与互为同位素
B Bi的电子数＝质子数＝83，A项正确；Bi的中子数＝质量数－质子数＝209－83＝126，B项错误；Bi的质量数为209，C项正确；Bi与质子数相同，中子数不同，为同种元素的不同原子，互为同位素，D项正确。]
3．某元素的二价阳离子(R2+)核外有18个电子，质量数为42，该元素原子的原子核中的中子数为( )
A．18 B．20
C．16 D．22
D [R元素由0价升高到＋2价的变化为R－2e－===R2+，因此1个R原子失去2个电子，变为带2个正电荷的阳离子。由题意可知，R原子的核外电子数＝18＋2＝20，R为钙原子，由于原子的质子数＝核外电子数、中子数＝质量数－质子数，则R原子的中子数为42－20＝22，答案选D。]
4．Mc(馍)是一种人工合成放射性金属元素，可由反应器n得到，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )
A．元素288Mc的原子核质子数比中子数多58
B．Mc的原子序数为95
C．288Mc与287Mc的化学性质和物理性质几乎完全相同
D．24 g48Ca2+中含有的中子总数为14NA
D [元素288Mc的原子核内质子数为115，中子数为288－115＝173，质子数比中子数少58，A不正确；Mc的原子序数为115，B不正确；288Mc与287Mc互为同位素，二者的化学性质相同，物理性质有一定的差异，C不正确； 的物质的量为0.5 mol，每个中含有28个中子，则24 g 48Ca2+含有的中子总数为0.5 mol×28NA mol-1＝14NA，D正确。]
5．原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基本概念。现有8种化学符号，分别为、、、i、、、i、，按要求填空。
(1)涉及的核素共有________种。
(2)互为同位素的是________和________。
(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是______和________。
(4)中子数相等，但质子数不相等的是________和________。
[解析] (1)一种核素就是一种原子。在这8种化学符号中H2涉及的核素是，其余的7种各为一种核素的符号。(2)同位素研究的对象是原子Li和i的质子数都是3，中子数分别是3和4，它们互为同位素。和互为同位素，但是分子而不是原子，所以和不互为同位素。 (3)质量数相等的是与，但的质子数是6，属于碳元素N的质子数是7，属于氮元素，所以与的质量数相等，但不能互为同位素。Na、Mg的质子数分别是11和12，根据“质量数＝质子数＋中子数”可知、g的中子数都是12。
[答案] (1)8 Li i C Na g
基础课时固基练(9) 人类认识原子结构的历程 原子核的构成
(选择题每小题3分，本试卷共50分)
1．人们对原子结构的认识是一个不断深入的过程，下列先后顺序符合史实的是( )
①道尔顿提出原子学说 ②卢瑟福提出带核的原子结构模型 ③玻尔研究氢原子光谱，提出电子分层排布模型 ④汤姆生提出被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型
A．①②④③ B．①④②③
C．②①④③ D．①③②④
B [19世纪初，道尔顿提出原子学说，1897年汤姆生提出了被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型，1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型，1913年玻尔提出电子分层排布模型，B正确。]
2．下列离子中电子数大于质子数且质子数大于中子数的是( )
O＋ B．Li＋
C．16OD－ D．16OH－
D [电子数大于质子数的粒子必为阴离子，排除A、B两项。C项，16OD－中质子数为9，中子数为9；D项，16OH－中质子数为9，中子数为8，符合题意。]
3．IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是( )
A．Ts原子核内质子数为117
B．Ts的同位素原子具有相同的电子数
C．Ts是非金属元素
D．中子数为176的Ts核素符号是s
D [该元素的原子序数为117，原子核内质子数为117，A正确；互为同位素的原子具有相同的质子数和电子数，B正确；由该元素的偏旁为“石”知该元素为非金属元素，C正确；中子数为176的Ts的质量数为117＋176＝293，则核素符号为s，D错误。]
4．在众多科学家的努力下，我国研制的“人造太阳”成功地进行了放电。所谓“人造太阳”是指受控核聚变。从1 L海水中提取出来的氘()发生受控核聚变变成氦()时产生的能量相当于300 L汽油燃烧放出的能量。因此这种技术对解决能源问题有着十分广阔的发展前景。下列有关说法正确的是( )
A．氘()变成氦(e)发生化学变化
H中的“2”与e中的“2”意义相同
H和e互为同位素
H和在周期表中位于同一位置
D [化学变化过程中原子种类不变，而变为e时原子种类发生了变化，故不属于化学变化，A项错误；中的“2”表示的质量数为He中的“2”表示He的质子数为2，二者意义不同，B项错误；同位素是指同种元素的不同核素H与e是两种不同的元素，故不互为同位素，C项错误；与是氢元素的两种不同核素，互为同位素，因此二者位于元素周期表的同一位置，D项正确。]
5．钇(Y)是稀土元素之一。下列关于的说法中不正确的是( )
A．质量数是89
B．中子数与电子数之差为11
C．核外电子数是50
Y和互为同位素
C [原子符号左上角的数字为质量数，所以的质量数为89，A项正确；中子数＝质量数－质子数＝89－39＝50，电子数与中子数之差为50－39＝11，B项正确；原子的核外电子数＝核内质子数，所以核外有39个电子，C项不正确；和质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项正确。]
6．118号元素为g，中文名称为“”，下列关于 的说法不正确的是( )
A．质子数为118 B．中子数为176
C．核外电子数为118 D．质量数为412
D [原子符号左下角的数字表示质子数，因而质子数为118，A项正确；中子数为294－118＝176，B项正确；原子核外电子数＝质子数＝118，C项正确；原子符号左上角的数字表示质量数，质量数为294，D项错误。]
7．原子的构成示意图如图所示，下列叙述正确的是( )
A．原子是实心球体
B．质子、中子、电子均匀分布在原子中
C．质子与电子质量相等
D．整个原子的质量主要集中在原子核上
D [原子不是实心的球体，A错误；正中央有原子核，核外有电子围绕原子核运动，B错误；质子与电子质量不相等，C错误；整个原子的大部分质量集中在原子核上，D正确。]
8．科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素Lv。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是( )
A．质子数为116
B．中子数为177
C．电子数为116
D．原子中质子数比中子数多61
D [原子中核电荷数＝质子数＝核外电子数＝116，该元素原子的中子数＝质量数－质子数＝293－116＝177，A、B、C项正确；原子中中子数比质子数多61，D项错误。]
9．对Fe3+、Fe2+、Fe三种粒子的判断不正确的是( )
A．核电荷数相同 B．电子数相同
C．属于同一种元素 D．质子数相同
B [三种粒子都属于铁元素，A、C项正确；质子数相同，D项正确；它们是铁元素的不同离子和原子，故其电子数不同，B项错误。]
10．科学家用氦核e撞击非金属原子，反应为H。已知：X核内的质子数和中子数相等，下列叙述错误的是( )
A．z＝7
B．Y的中子数为10
Y与互为同位素
D．该反应中共涉及4种核素
B [w＋4＝17＋1，w＝14，X中质子数和中子数相等，所以X中质子数＝中子数＝7，则Y的质子数是8，Y是氧元素，A正确；Y中z＝7，中子数＝17－7－1＝9，B错误； 为与互为同位素，C正确；反应中共涉及4种核素：、e、、，D正确。]
11．下列叙述中正确的是( )
A．由符号可知元素R的近似相对原子质量一定为A
B．若一个原子的质量为a g，而另一个原子的质量为b g，则该原子的相对原子质量为
C．假设A元素不存在同位素，A2-原子核内有x个中子，A原子的质量数为m，则n g A2-所含电子的物质的量为 mol
D．物质的量相同的14CO和14NO具有相同的质子数
C [符号仅是元素R的一种核素，A是该核素的质量数，元素的近似相对原子质量是该元素在自然界中所有核素的相对原子质量与其在自然界中的原子个数百分比乘积的加和，A错误；核素的相对原子质量是该核素1个原子的质量与1个原子质量的的比值，应为，B错误；A2-所含质子数是m－x，则A2-所含电子数是的物质的量为 mol，则n g A2-所含电子的物质的量为 mol，C正确；14CO和14NO的1个分子中所含质子数分别是14、15，故物质的量相同的14CO和 14NO 所含质子数不相同，D错误。 ]
12．中子数为N的R2+，质量数为A，则它的 n g 氧化物中所含质子的物质的量是( )
A．(A－N＋8) mol
B．(A－N＋10) mol
C．(A－N＋Z) mol
D．(A－N＋6) mol
A [R2+的质量数为A，中子数为N，则R原子的质量数也为A，中子数也为N，质子数为A－N。R2+的氧化物为RO，摩尔质量为(A＋16) g·mol-1，n g RO的物质的量为 mol。1 mol RO中含质子(A－N＋8) mol，故n g RO中所含质子的物质的量为(A－N＋8) mol，A项正确。]
13．1个HnRO3分子中共有x个电子，R原子的质量数为A，则a g HnRO3中含有质子的物质的量为( )
A．(x－n) mol
B．(x－24－n) mol
C．(x－n－24) mol
D． mol
D [1个HnRO3分子中共有x个电子，R原子的质量数为A，该微粒的质子数为x，a g HnRO3物质的量为n＝＝＝ mol，则a g HnRO3中含有质子的物质的量为 mol×x＝ mol。]
14．(6分)据报道，某些花岗岩会产生氡, 从而对人体产生伤害。请回答：
(1)该原子的质量数是________，质子数是______，中子数是________。(3分)
(2)研究发现，镭能蜕变为，故将称为镭射气；钍能蜕变为，故将称为钍射气；锕能蜕变为，故将称为锕射气。、、________(填字母)。(1分)
A．属于同种元素 B．互为同位素
C．属于同种核素 D．属于同种原子
(3)由(2)可知，__________决定元素种类，__________决定核素种类。(2分)
[解析] Rn中的质量数是222，质子数是86，中子数是222－86＝136。
Rn、、的质子数相同，属于同种元素，但三者的中子数不同，故三者互为同位素。
(3)其中质子数决定元素种类；质子数和中子数共同决定核素种类。
[答案] (1)222 86 136 (2)AB (3)质子数 质子数和中子数
15．(5分)用表示原子。请回答下列问题：
(1)一个AXn＋有(A－x＋n)个中子，则该阳离子的核外电子数为________。(1分)
(2)一个AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数N＝________。(1分)
(3)下列分子中，中子总数为24的是____________(填字母)。(1分)
A．18O3 B．2H217O2
C．14N16O2 D．14C16O2
(4)某元素X所形成的分子X2共有三种，其相对分子质量的近似整数值分别为158、160、162，分子数目之比为 a∶b∶c。
①X元素有________种核素。
②质量数较小的核素的原子个数百分含量为________。(2分)
[解析] (1)一个AXn＋有A－x＋n个中子，则质子数为x－n，电子数为x－2n。
(2)一个AXn－有x个电子，X原子的质子数为x－n，则中子数N＝A－x＋n。
(3)18O3分子中的中子数为(18－8)×3＝30；2H217O2分子中的中子数为(2－1)×2＋(17－8)×2＝20；14N16O2分子中的中子数为(14－7)＋(16－8)×2＝23；14C16O2分子中的中子数为(14－6)＋(16－8)×2＝24。
(4)2种核素X、X′形成3种双原子分子X2、XX′、X2′，所以X元素有2种核素(若有3种核素，则可形成6种双原子分子)。、79X81X、81X2的分子数目之比为a∶b∶c，则79X与81X的原子数目之比为(2a＋b)∶(b＋2c)，79X的原子个数百分含量为×100%。
[答案] (1)x－2n (2)A－x＋n (3)D
(4)①2 ②×100%
21世纪教育网(www.21cnjy.com)第三单元 人类对原子结构的认识
基础课时9 人类认识原子结构的历程 原子核的构成
学习 任务 1．了解原子结构模型，体会从宏观和微观相结合的视角提出原子结构模型的证据。 2．学会模型构建的认知方式，培养证据推理与模型认知的化学核心素养。
一、人类认识原子结构的历程
1．古希腊原子学说
古希腊哲学家曾经指出，物质由不可分割的微粒(即______)构成的。
2．道尔顿原子学说
19世纪初，道尔顿认为，物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学变化中不可________，在化学反应中保持本性不变。
3．汤姆生原子结构模型
1897年，汤姆生发现原子中存在______，并提出了一个被称为“______________”的原子结构模型。
4．卢瑟福原子结构模型
原子由________和__________构成，________带正电，位于原子中心，______带负电，在原子核周围高速运动。
5．玻尔原子结构模型
原子核外，电子在一系列稳定的______上运动，每个______都有一个确定的能量值。
从人类对原子结构认识的历程，你想到了什么？
二、原子核的构成
1．原子的构成
2．元素、核素、同位素
(1)元素：具有相同__________(即质子数)的一类原子的总称。
(2)核素：具有一定________和一定________的一种原子称为一种核素。如、、是氢元素的三种核素：—H—氕(氢)；—D—氘(重氢)；—T—氚(超重氢)。
(3)同位素：________相同、____________________不同的核素互称为同位素，即与A′ZX互为同位素。如、、三种核素互称同位素。
(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)化学反应中原子核不会发生变化。 ( )
(2)H2、D2、T2互称为同位素。 ( )
(3)原子Y中子数与质子数之差为50。 ( )
认识原子结构
1911年，英国物理学家卢瑟福把一束α粒子(带正电荷)射向一片极薄的金箔，他惊奇地发现，过去一直认为原子是“实心球”，而且这种“实心球”紧密排列而成的金箔竟被大多数α粒子畅通无阻地通过，就像金箔不在那儿似的，但也有极少量的α粒子发生偏转或被笔直地弹回。
1．卢瑟福的实验说明原子核和原子体积的相对大小是什么关系？
2．你怎样理解α粒子有的被弹回，有的发生偏转？
3．原子的质量主要由什么决定的？
1．构成原子的微粒及作用
2．微粒之间的关系
(1)原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
(3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
3．微粒符号周围数字的含义
1．镨(Pr)、钕(Nd)都属于稀土元素，在军事和国防工业上有广泛应用，下列有关说法中正确的是( )
A．镨(Pr)和钕(Nd)可能互为同位素
B．是镨的一种新元素
C．核内有59个质子，核外也有59个电子
D．质量数为140，原子序数为59，核内有59个中子
2．某微粒用表示，下列关于该微粒的叙述正确的是( )
A．所含质子数＝A－n
B．所含中子数＝A－Z
C．所含电子数＝Z＋n
D．所含质子数＝Z＋A
元素、核素、同位素的比较
现有下列几种微粒：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。请回答下列问题：
(1)以上微粒中包含____________种元素，属于铀元素的核素有____________种，互为同位素的核素分别为__________________、________________。
(2)质量数相等的微粒为__________、__________、________。
(3)可用作制造氢弹的核素为________、____________。
(4)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O 相互结合成水，可得________种原子构成不同的水分子。
元 素 核 素 同位素
概念 具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称，与核外电子数无关 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 质子数相同、质量数(或中子数)不同的核素
范围 宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态 微观概念，对某种元素的一种原子而言 微观概念，对某种元素的原子而言，因同位素的存在而使原子种类多于元素种类
特性 主要通过形成的单质或化合物来体现 不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同 同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同
实例 氢元素、氧元素 H、、N、、Mg是不同的核素 H、、为氢元素的同位素
1．H、D、T、H＋可以用来表示( )
A．同一种原子 B．化学性质不同的氢原子
C．氢元素 D．氢的四种核素
2．简单原子的原子结构可用如图形象地表示：
其中表示质子或电子，表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是( )
a．①②③互为同位素
b．①②③表示三种化学性质不同的粒子
c．①②③具有相同的质量数
d．①②③具有相同的质量
e．①②③是三种不同的原子
A．a、e B．b、c
C．d、e D．a、c
1．提出如图所示的原子结构模型的科学家是( )
A．道尔顿 B．汤姆生
C．卢瑟福 D．玻尔
2．铋(Bi)在医药方面有重要应用。下列关于的说法不正确的是( )
A．电子数为83
B．中子数为209
C．质量数为209
Bi与互为同位素
3．某元素的二价阳离子(R2+)核外有18个电子，质量数为42，该元素原子的原子核中的中子数为( )
A．18 B．20
C．16 D．22
4．Mc(馍)是一种人工合成放射性金属元素，可由反应器n得到，设NA为阿伏加德罗常数的值，下列叙述正确的是( )
A．元素288Mc的原子核质子数比中子数多58
B．Mc的原子序数为95
C．288Mc与287Mc的化学性质和物理性质几乎完全相同
D．24 g48Ca2+中含有的中子总数为14NA
5．原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基本概念。现有8种化学符号，分别为、、、i、、、i、，按要求填空。
(1)涉及的核素共有________种。
(2)互为同位素的是________和________。
(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是______和________。
(4)中子数相等，但质子数不相等的是________和________。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)基础课时固基练(9)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
B D D D C D D D B B C A D
14．(1)222 86 136 (2)AB (3)质子数 质子数和中子数
15．(1)x-2n
(2)A-x＋n
(3)D
(4)①2 ②×100%
1．B [19世纪初，道尔顿提出原子学说，1897年汤姆生提出了被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型，1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型，1913年玻尔提出电子分层排布模型，B正确。]
2．D [电子数大于质子数的粒子必为阴离子，排除A、B两项。C项，16OD-中质子数为9，中子数为9；D项，16OH-中质子数为9，中子数为8，符合题意。]
3．D [该元素的原子序数为117，原子核内质子数为117，A正确；互为同位素的原子具有相同的质子数和电子数，B正确；由该元素的偏旁为“石”知该元素为非金属元素，C正确；中子数为176的Ts的质量数为117＋176＝293，则核素符号为Ts，D错误。]
4．D [化学变化过程中原子种类不变，而H变为He时原子种类发生了变化，故不属于化学变化，A项错误H中的“2”表示H的质量数为2He中的“2”表示He的质子数为2，二者意义不同，B项错误；同位素是指同种元素的不同核素H与He是两种不同的元素，故不互为同位素，C项错误H与H是氢元素的两种不同核素，互为同位素，因此二者位于元素周期表的同一位置，D项正确。]
5．C [ 原子符号左上角的数字为质量数，所以Y的质量数为89，A项正确；中子数＝质量数-质子数＝89-39＝50，电子数与中子数之差为50-39＝11，B项正确；原子的核外电子数＝核内质子数，所以核外有39个电子，C项不正确Y和Y质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项正确。]
6．D [原子符号左下角的数字表示质子数，因而质子数为118，A项正确；中子数为294-118＝176，B项正确；原子核外电子数＝质子数＝118，C项正确；原子符号左上角的数字表示质量数，质量数为294，D项错误。]
7．D [原子不是实心的球体，A错误；正中央有原子核，核外有电子围绕原子核运动，B错误；质子与电子质量不相等，C错误；整个原子的大部分质量集中在原子核上，D正确。]
8．D [原子中核电荷数＝质子数＝核外电子数＝116，该元素原子的中子数＝质量数-质子数＝293-116＝177，A、B、C项正确；原子中中子数比质子数多61，D项错误。]
9．B [三种粒子都属于铁元素，A、C项正确；质子数相同，D项正确；它们是铁元素的不同离子和原子，故其电子数不同，B项错误。]
10．B [w＋4＝17＋1，w＝14，X中质子数和中子数相等，所以X中质子数＝中子数＝7，则Y的质子数是8，Y是氧元素，A正确Y中z＝7，中子数＝17-7-1＝9，B错误；Y 为O，O与O互为同位素，C正确；反应中共涉及4种核素：HeH，D正确。]
11．C [符号R仅是元素R的一种核素，A是该核素的质量数，元素的近似相对原子质量是该元素在自然界中所有核素的相对原子质量与其在自然界中的原子个数百分比乘积的加和，A错误；核素的相对原子质量是该核素1个原子的质量与1个C原子质量的，B错误；A2-所含质子数是m-x，则A2-所含电子数是m-x＋2，n g A2- 的物质的量为 mol，则n g A2-所含电子的物质的量为 mol，C正确；14CO和14NO的1个分子中所含质子数分别是14、15，故物质的量相同的14CO和 14NO 所含质子数不相同，D错误。 ]
12．A [R2+的质量数为A，中子数为N，则R原子的质量数也为A，中子数也为N，质子数为A-N。R2+的氧化物为RO，摩尔质量为(A＋16) g·mol-1，n g RO的物质的量为 mol。1 mol RO中含质子(A-N＋8) mol，故n g RO中所含质子的物质的量为(A-N＋8) mol，A项正确。]
13．D [1个HnRO3分子中共有x个电子，R原子的质量数为A，该微粒的质子数为x，a g HnRO3物质的量为n＝ mol，则a g HnRO3中含有质子的物质的量为 mol×x＝ mol。]
14．(1Rn中的质量数是222，质子数是86，中子数是222-86＝136。
(2RnRnRn的质子数相同，属于同种元素，但三者的中子数不同，故三者互为同位素。
(3)其中质子数决定元素种类；质子数和中子数共同决定核素种类。
15．(1)一个AXn+有A-x＋n个中子，则质子数为x-n，电子数为x-2n。
(2)一个AXn-有x个电子，X原子的质子数为x-n，则中子数N＝A-x＋n。
(3)18O3分子中的中子数为(18-8)×3＝30；2O2分子中的中子数为(2-1)×2＋(17-8)×2＝20；14N16O2分子中的中子数为(14-7)＋(16-8)×2＝23；14C16O2分子中的中子数为(14-6)＋(16-8)×2＝24。
(4)2种核素X、X'形成3种双原子分子X2、XX'、X2'，所以X元素有2种核素(若有3种核素，则可形成6种双原子分子)。79X2、79X81X、81X2的分子数目之比为a∶b∶c，则79X与81X的原子数目之比为(2a＋b)∶(b＋2c)，79X的原子个数百分含量为×100%。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)基础课时固基练(9) 人类认识原子结构的历程 原子核的构成
(选择题每小题3分，本试卷共50分)
1．人们对原子结构的认识是一个不断深入的过程，下列先后顺序符合史实的是( )
①道尔顿提出原子学说 ②卢瑟福提出带核的原子结构模型 ③玻尔研究氢原子光谱，提出电子分层排布模型 ④汤姆生提出被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型
A．①②④③ B．①④②③
C．②①④③ D．①③②④
2．下列离子中电子数大于质子数且质子数大于中子数的是( )
O＋ B．Li＋
C．16OD－ D．16OH－
3．IUPAC命名117号元素为Ts(中文名“”，tián)，Ts的原子核外最外层电子数是7。下列说法不正确的是( )
A．Ts原子核内质子数为117
B．Ts的同位素原子具有相同的电子数
C．Ts是非金属元素
D．中子数为176的Ts核素符号是s
4．在众多科学家的努力下，我国研制的“人造太阳”成功地进行了放电。所谓“人造太阳”是指受控核聚变。从1 L海水中提取出来的氘()发生受控核聚变变成氦()时产生的能量相当于300 L汽油燃烧放出的能量。因此这种技术对解决能源问题有着十分广阔的发展前景。下列有关说法正确的是( )
A．氘()变成氦(e)发生化学变化
H中的“2”与e中的“2”意义相同
H和e互为同位素
H和在周期表中位于同一位置
5．钇(Y)是稀土元素之一。下列关于的说法中不正确的是( )
A．质量数是89
B．中子数与电子数之差为11
C．核外电子数是50
Y和互为同位素
6．118号元素为g，中文名称为“”，下列关于 的说法不正确的是( )
A．质子数为118 B．中子数为176
C．核外电子数为118 D．质量数为412
7．原子的构成示意图如图所示，下列叙述正确的是( )
A．原子是实心球体
B．质子、中子、电子均匀分布在原子中
C．质子与电子质量相等
D．整个原子的质量主要集中在原子核上
8．科学家于2000年发现了核电荷数为116的元素Lv。下列有关质量数为293的Lv原子的描述错误的是( )
A．质子数为116
B．中子数为177
C．电子数为116
D．原子中质子数比中子数多61
9．对Fe3+、Fe2+、Fe三种粒子的判断不正确的是( )
A．核电荷数相同 B．电子数相同
C．属于同一种元素 D．质子数相同
10．科学家用氦核e撞击非金属原子，反应为H。已知：X核内的质子数和中子数相等，下列叙述错误的是( )
A．z＝7
B．Y的中子数为10
Y与互为同位素
D．该反应中共涉及4种核素
11．下列叙述中正确的是( )
A．由符号可知元素R的近似相对原子质量一定为A
B．若一个原子的质量为a g，而另一个原子的质量为b g，则该原子的相对原子质量为
C．假设A元素不存在同位素，A2-原子核内有x个中子，A原子的质量数为m，则n g A2-所含电子的物质的量为 mol
D．物质的量相同的14CO和14NO具有相同的质子数
12．中子数为N的R2+，质量数为A，则它的 n g 氧化物中所含质子的物质的量是( )
A．(A－N＋8) mol
B．(A－N＋10) mol
C．(A－N＋Z) mol
D．(A－N＋6) mol
13．1个HnRO3分子中共有x个电子，R原子的质量数为A，则a g HnRO3中含有质子的物质的量为( )
A．(x－n) mol
B．(x－24－n) mol
C．(x－n－24) mol
D． mol
14．(6分)据报道，某些花岗岩会产生氡, 从而对人体产生伤害。请回答：
(1)该原子的质量数是________，质子数是______，中子数是________。(3分)
(2)研究发现，镭能蜕变为，故将称为镭射气；钍能蜕变为，故将称为钍射气；锕能蜕变为，故将称为锕射气。、、________(填字母)。(1分)
A．属于同种元素 B．互为同位素
C．属于同种核素 D．属于同种原子
(3)由(2)可知，__________决定元素种类，__________决定核素种类。(2分)
15．(5分)用表示原子。请回答下列问题：
(1)一个AXn＋有(A－x＋n)个中子，则该阳离子的核外电子数为________。(1分)
(2)一个AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数N＝________。(1分)
(3)下列分子中，中子总数为24的是____________(填字母)。(1分)
A．18O3 B．2H217O2
C．14N16O2 D．14C16O2
(4)某元素X所形成的分子X2共有三种，其相对分子质量的近似整数值分别为158、160、162，分子数目之比为 a∶b∶c。
①X元素有________种核素。
②质量数较小的核素的原子个数百分含量为________。(2分)
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