2022-2023学年新教材高中化学 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学生用书 苏教版必修第一册.docx

1、第三单元人类对原子结构的认识课程目标1理解元素、核素和同位素的含义。2了解原子的构成。3知道原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的数量关系。4了解原子核外电子排布规律。图说考点学业基础自学思记尝试新知预习一、人类认识原子结构的历程古希腊原子学说物质是由不可分割的微粒(也称为“原子”)构成的道尔顿原子学说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，它们在化学变化中不可再分割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“葡萄干面包式”的原子结构模型卢瑟福原子结构模型原子由原子核和核外电子构成，_带正电荷，电子带负电荷，在原子核周围做

2、高速运动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，每个轨道都具有一个确定的能量值；核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量二、原子核的构成原子的组成质量数概念：将原子核内所有的质子和_的相对质量取整数，加起来所得到的数值，用_表示两个数值关系质量数(A)质子数(Z)_质子数核外电子数_原子序数原子组成的表示方法如作为相对原子质量标准的612C表示质子数为_，质量数为_的碳原子核素概念：具有一定_数和一定_数的一种原子称为一种核素碳元素的三种核素612C、613C、614C，质子数均为_，中子数分别为_、_、_同位素概念质子数相同、_(或中子数)不同的核素互称为

3、同位素用途放射性的614C用于考古断代。利用同位素的放射性进行诊断、治疗、医疗用品消毒，以及药物作用机理研究三、原子核外电子排布1原子核外电子排布核外电子排布规律核外电子的分层：各电子层由内向外的序数n依次为1、2、3、4、5、6、7分别称为K、L、_、N、O、_、_电子层能量最低原理：电子在原子核外排布时，总是尽量先排在能量最低的电子层，即最先排K层，当K层排满后，再排L层等每个电子层最多只能容纳的电子数为_，最外电子层最多只能容纳_个电子(K层为最外层时，最多只能容纳_个电子)表示方法：原子结构示意图Na原子的结构示意图：写出O原子和Mg原子的结构示意图：O： _；Mg： _2.元素的化学

4、性质与原子核外电子排布的关系(1)化学反应的特点：原子核不发生变化，但_可能发生变化。(2)化合价和核外电子排布的关系活泼金属原子最外层电子数较少，在反应中，一般_电子，表现_化合价。活泼非金属原子最外层电子数较多，在反应中，一般_电子，表现_化合价。即时自测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1)道尔顿提出原子学说。()(2)卢瑟福根据阴极射线现象，提出带核的原子结构模型。()(3)汤姆生根据粒子散射现象发现电子，提出“葡萄干面包式”的原子结构模型。()(4)所有的原子核均由质子和中子组成。()(5)由于电子的质量很小，因此某原子的质量数就是相对原子质量。()(6)H的结构示意图为：。(

5、)(7)11H是一种核素。()(8)14C与14N互为同位素。()2如图所示的原子结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型，(2)为卢瑟福行星运转式原子模型，(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型，(4)为近代量子力学原子模型，(5)为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变的顺序的一组为()A(1)(3)(2)(5)(4)B(1)(2)(3)(4)(5)C(1)(5)(3)(2)(4) D(1)(3)(5)(4)(2)32022年2月27日11时06分，我国在文昌航天发射场使用长征八号运载火箭成功将22颗卫星发射升空，创造我国一箭多星新纪录。钨合金喉衬是固体火箭发动机喷管喉部内衬材料。中国

6、是世界上最大的钨储藏国。某种钨的核素为74181w，下列关于74181w的叙述正确的是()A原子序数为74B中子数为181C核外电子数为107D元素W的相对原子质量为1814据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的23He，每百吨23He核聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量。在地球上，氦元素主要以24He的形式存在。下列说法中正确的是()A.24He He原子核内含有4个质子B.23He和24He互为同位素C.23He原子核内含有3个中子DHe的最外层电子数为2，所以24He属于金属元素5Se是人体必需微量元素，下列有关3478Se和3480Se的说法正确的是()A.3478Se

7、和3480Se含有的电子数分别为78和80B.3478Se和3480Se互为同位素C.3478Se和3480Se分别含有44、46个质子D.3478Se和3480Se都含有34个中子6(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号：_。(2)根据下列微粒回答问题：11H、12H、13H、14C、14N、16O。以上6种微粒共有_种核素，共_种元素。互为同位素的是_、_、_。质量数相等的是_和_，中子数相等的是_和_。(3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量之比为_；中子数之比为_；电子数之比为_。核心素养合作探究分享提升点1元素、核素、同位素的比较例1 下列说法正确的是()质子

8、数相同的粒子一定属于同种元素电子数相同的粒子不一定是同一种元素一种元素只能有一种质量数某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数质子数相同，电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子同位素的性质几乎完全相同A BC D提升1有下列八种粒子，请用序号填空：11HC612C816O12H817O13H818O614C(1)上述粒子所代表的元素有_种；(2)上述粒子中有_种核素，其中互为同位素的有_；(3)上述粒子中的氢、氧原子可以组成_种不同的水分子，其中有_种不同的相对分子质量。关键能力元素、核素、同位素的比较元素核素同位素区别质子数相同的一类原子的总称质子数一定、中子数也一定的一种原子质子

9、数相同、质量数(或中子数)不同的核素的互称中子数可以相同，也可以不同是一种原子，不是一个原子是互称，不是单称联系质子数相同的元素属于同种元素，质子数相同的不同核素互为同位素举例1H、2H、3H、1H等都是H元素1H、1H、1H属于同一种核素1H、2H、3H互为同位素状元随笔同位素的核素之间的“五同”“三不同”五同：原子核内质子数相同；核电荷数相同；原子的核外电子数相同；属于同一种元素；化学性质基本相同。三不同：原子核内中子数不同；质量数不同；物理性质不同。提升点2原子、离子的电子排布及性质例2 用下面的原子或离子结构示意图的编号(A、B、C、D)填空。ABC D(1)电子层排布相同的是_；(2

10、)属于同种元素的是_；(3)属于金属元素的是_；(4)属于稀有气体元素的是_，稀有气体一般不参加化学反应的原因是_；(5)写出D参加化学反应后所得离子的结构示意图_。状元随笔结构示意图应注意核内质子数与核外电子数的大小关系。提升2观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答有关问题。(1)与离子相对应的元素符号是_，与原子相对应的离子的结构示意图是_。(2)电子层结构相同的是_(填字母，下同)，性质最稳定的是_，最容易失去电子的是_，最容易得到电子的是_。(3)可直接相互结合形成化合物的化学式是_。可经过得失电子后再相互结合形成的化合物的化学式是_。(4)在核电荷数110

11、的元素内，列举一个与B电子层结构相同的离子，写出离子的符号：_。关键能力原子结构示意图解题策略(1)原子结构示意图中：核内质子数核外电子数是原子；核内质子数核外电子数是阳离子；核内质子数核外电子数是阴离子；离子所带电荷数质子数核外电子数。(2)电子排布相同指核外电子层数相同，各层电子数也相同，与质子数无关。(3)元素的化合价与得到或失去电子数的关系：失去的电子数正价的数值；得到的电子数负价的数值。提升点3原子的组成粒子及相互关系例3 核内中子数为N的R2，质量数为A，则n g它的氧化物中所含质子的物质的量是()AnA+16(AN8) molBnA+16(AN10) molC(AN2) molD

12、nA(AN6) mol状元随笔质量数可近似为核素的相对原子质量。提升3在离子RO3n-中，共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数目是()AAxn48 BAxn24CAxn24 DAxn24关键能力原子的组成粒子的相互关系(1)质量数核素的相对原子质量，据此可进行物质的量计算。(2)质量数质子数中子数。(3)质子数核外电子数所得电子数核外电子数所失电子数。学考评价夯实测控演练1俄罗斯科学家成功合成第114号元素的原子，该原子的质量数为289，存在时间达到30秒，具有很强的放射性，这项成果具有重要意义。该原子的中子数与电子数之差是()A61 B114C175 D2892提出

13、原子结构模型的科学家，从时间的先后顺序来看，下列排列正确的是()A汤姆生、玻尔、卢瑟福、道尔顿B汤姆生、玻尔、道尔顿、卢瑟福C卢瑟福、道尔顿、汤姆生、玻尔D道尔顿、汤姆生、卢瑟福、玻尔3元素的种类数和原子的种类数相比较()A前者多 B后者多C相等 D不能确定4简单原子的原子结构可用如图所示的表示方法形象地表示。下列关于粒子、的叙述正确的是()A、不互为同位素B、表示三种核素C、是三种化学性质不同的粒子D、具有相同的质量数5某微粒用符号ZAMn表示，下列关于该微粒的叙述中正确的是()A所含质子数为(An) B所含中子数为ZC所含电子数为(Zn) D中子数电子数A2Zn6下列各组粒子具有相同质子数

14、和电子数的是()AOH和NH4+ BH2O和NH2-CF和OHDO2和NH4+7下列关于核外电子排布的说法中不正确的是()A第二电子层最多可容纳的电子数为8B次外层最多可容纳的电子数为18C最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层D最多可容纳8个电子的电子层一定是第二电子层8根据下列叙述，写出元素名称并画出原子结构示意图。信息元素名称原子结构示意图A元素原子核外M层电子数是L层电子数的一半B元素原子最外层电子数是次外层电子数的1.5倍C元素1价离子C的电子层排布与Ne相同D元素原子次外层电子数是最外层电子数的139.据报道，某些花岗岩会释放氡(86222Rn)，对人体造成伤害。(1)氡原子的

15、质量数是_，质子数是_，中子数是_。(2)请将Rn的原子结构示意图补全。(3)请根据Rn的原子结构预测氡气的化学性质_。A非常活泼，容易与氧气等非金属单质反应B比较活泼，能与钠等金属反应C不太活泼，与氮气性质相似D很难与其他物质发生反应选择该选项的理由是_。(4)研究发现，镭能蜕变为86222Rn，故将86222Rn称为镭射气；钍能蜕变为86220Rn，故将86220Rn称为钍射气；锕能蜕变为86219Rn，故将86219Rn称为锕射气。86222Rnn、86220Rn、86219Rn_。A属于同种元素 B互为同位素C属于同种核素 D属于同种原子判断依据：_决定元素种类，_决定核素种类。第三单

16、元人类对原子结构的认识学业基础新知预习电子原子核11中子A中子数(N)核电荷数612质子中子6678质量数MPQ2n282核电荷各电子层排布的电子数电子层最外层电子数失去正得到负即时自测1解析：(1)19世纪初，英国科学家道尔顿总结了一些元素化合时的质量比例关系，提出了原子学说。(2)卢瑟福根据粒子散射现象，提出带核的原子结构模型。(3)汤姆生根据阴极射线现象，发现原子中存在电子，并在1904年提出“葡萄干面包式”的原子结构模型。(4)1H原子中没有中子。(5)将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数，加起来得到的数值称为质量数，以一种碳原子的质量的1/12作为标准，其他原子的质量与它相比较

17、所得的比，作为这种原子的相对原子质量，二者不能等同。答案：(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)2答案：A3答案：A4解析：原子可以用符号ZAX表示，X为元素符号，Z为核电荷数，A为质量数，A、C两项错误；23He和24He的质子数都为2，中子数分别为1、2，它们互为同位素，B项正确；24He是氦元素的一种核素，最外层电子数为2，属于稳定结构，所以24He不是金属元素，它是稀有气体元素，D项错误。答案：B5解析：3478Se和3480Se含有的电子数均是34，A错误；3478Se和3480Se的质子数相同，而中子数不同，所以互为同位素，B正确；两种原子的质子数均是34，C错误；二者的

18、质子数相同，前者的中子数是44，后者的中子数是46，D错误。答案：B6解析：(3)相同物质的量的14CO2与S18O2的质量比为其摩尔质量之比，即46682334；1个14CO2中含24个中子，1个S18O2中含36个中子，相同物质的量的14CO2与S18O2的中子数之比为243623；分子中电子数等于质子数，所以两者电子数之比为22321116。答案：(1) 818O(2)6411H12H13H14C14N14C16O(3)2334231116核心素养例1【解析】中粒子可以是原子、分子或离子，不正确，同理正确；中一种元素可以有不同质量数的同位素原子，故不正确；中质量数等于质子数与中子数之和，

19、故不正确；正确；中同位素的物理性质不同，故不正确。【答案】D提升1解析：(1)上述粒子所代表的是氢、碳、氧3种元素。(2)每种粒子均表示不同的核素，即共有8种核素，其中是氢元素的同位素，是碳元素的同位素，是氧元素的同位素。(3)一种氧原子可形成11H2O、12H2O、13H2O、11HO12H、11HO13H和12HO13H 6种水分子，故三种氧原子共形成18种水分子。在18种水分子中相对分子质量最小的是18，最大的是24，18种水分子的相对分子质量共有7种。答案：(1)3(2)8、(3)187例2【解析】电子层排布相同是指电子层数和各电子层上的电子数均相同；决定元素种类的是核内质子数，即核电

20、荷数；金属元素原子的最外电子层上的电子数一般较少；稀有气体原子最外电子层上一般为8个电子，He最外层为2个电子，已达稳定结构。【答案】(1)BC(2)AB(3)D(4)C原子的最外层电子已达到8(或2)个电子稳定结构，既不易得电子也不易失电子(5)提升2解析：(1)在五种微粒中A是Cl，B是O2，C是Ne，D是Na，E是Mg2。Ne的特殊稳定性决定了它不能形成离子。(2)电子层结构相同，即电子层数和各个电子层上的电子数目都相同。O2、Ne、Mg2都具有稳定的电子层结构，但最稳定的是Ne。(3)O2与Mg2可形成MgO，Cl与Na得失电子后形成NaCl。(4)在核电荷数110的元素内，F原子核外

21、共有9个电子，其中最外层上是7个，F原子得到1个电子后形成F，与B的电子层结构相同。答案：(1)O、Mg、(2)BCECDA(3)MgONaCl(4)F例3【解析】首先应用质量数(A)质子数(Z)中子数(N)，求出R原子所含质子数ZAN。由R2所带的电荷数可知，R显2价，其氧化物为RO，摩尔质量为(A16)gmol1，n g RO物质的量为nA+16mol。1 mol RO中所含质子的物质的量为(AN8) mol，则nA+16mol RO中所含质子的物质的量为nA+16 (AN8) mol。【答案】A提升3解析：设R原子的中子数为N，则RO3n-中核外电子为AN38n，根据题意得AN38nx，

22、NAxn24。答案：B学考评价1解析：114号元素的原子序数是114，所以该元素原子的核内质子数是114，核外电子数质子数114，中子数质量数质子数289114175，该原子的中子数与电子数之差17511461。答案：A2解析：19世纪初，道尔顿提出了原子学说；1904年汤姆生提出了一个被称为“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年玻尔提出了新的原子结构模型。答案：D3解析：一种元素可能有多种核素，因此原子种类数比元素种类数多，B正确。答案：B4解析：由于三种结构中均只有一个质子，中子数不同，所以它们表示氢元素的三种核素，A项错误，B项正确；它们的化

23、学性质相同，C项错误；三者的质量数分别为1、2、3，D项错误。答案：B5解析：对于微粒AZMn，M代表元素符号，A是该元素某原子的质量数，Z是该原子的质子数，n是该原子所带的正电荷数，即表示M原子失去n个电子。由于原子变成离子时，一般只是最外层电子数的变化，而原子核内的质子数和中子数不变，A项不正确；中子数为(AZ)，B项不正确；ZAMn的电子数为(Zn)，C项不正确；中子数电子数(AZ)(Zn)A2Zn，D项正确。答案：D6解析：A中OH和NH4+质子数不同，电子数相同(都为10个)；B中H2O和NH2-质子数不同，电子数相同(都为10个)；C中F和OH质子数相同 (都为9个)，电子数相同(

24、都为10个)；D中O2和NH4+质子数不同，电子数相同(都为10个)，故C正确。答案：C7解析：根据核外电子排布规律可知，第二电子层最多可容纳的电子数为8，A正确；次外层最多可容纳的电子数为18，B正确；最多可容纳2个电子的电子层一定是第一电子层，即K层，C正确；由于最外层电子数不超过8，因此最多可容纳8个电子的电子层不一定是第二电子层，D错误。答案：D8解析：L层有8个电子，则M层有4个电子，故A元素为硅元素，原子结构示意图为。当次外层为K层时，B元素原子最外层电子数为3，是硼元素，原子结构示意图为；当次外层为L层时，B元素原子最外层电子数为1.5812，违背了排布规律，故不可能。C元素原子的质子数为10111，故为钠元素，原子结构示意图为。当次外层为K层时，D元素为氧元素，原子结构示意图为；当次外层为L层时，最外层有24个电子，故不可能。答案：硅硼钠氧9答案：(1)22286136(2)(3)DRn的最外电子层上有8个电子，这是一种稳定的电子层结构，Rn很难与其他物质发生反应(4)AB核内质子数核内质子数和中子数