資源簡介

一、原子結構模型的建立
（一）原子結構模型的建立
時間 模型類型 科學家 模型說明 建立模型的依據
1803 實心球模型 道爾頓(英國) 認為原子是一個實心球體 猜測
1897 棗糕模型(又叫西瓜模型) 湯姆生(英國) 原子是一個球體，正電荷均勻分布在整個球體內，電子像面包里的葡萄干那樣鑲嵌其中 湯姆生發現電子，且測得電子帶負電，而原子顯電中性
1911 核式結構模型(又叫行星模型) 盧瑟福(英國) ①原子的大部分體積是空的②在原子的中心有一個很小的原子核③原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間繞核運動 a粒子轟擊金屬箔實驗
1913 分層模型 玻爾(丹麥) 電子在原子核外空間的一定軌道上分層繞核做高速的運動 帶負電的電子只能在原子內的一些特定穩定軌道上運動
建立模型往往需要有一個不斷完善 、不斷修正的過程，以使模型更接近事物的本質。
（二）原子的構成
原子是由帶正電荷的原子核和帶負電荷的核外電子構成的。電子在原子核外空間做高速運動，一個電子帶一個單位負電荷，原子核所帶的正電荷與核外電子所帶的負電荷總數相等，電性相反，因此原子呈電中性。（三）原子核與原子大小的比較
原子很小，原子核更小。原子核的半徑大約是原子半徑的十萬分之一，原子核的體積雖然很小，但它幾乎集中了原子的全部質量。
【能力拓展】盧瑟福的a粒子轟擊金屬箔實驗
如圖所示，a粒子是一種帶正電荷的粒子，用它轟擊金屬箔，發現多數x粒子穿過金屬箔后仍保持原來的運動方向，但有極少數a粒子發生了較大角度的偏轉，甚至有個別的a粒子被彈回。實驗結論:
①原子核體積很小，原子內部有很大空間，所以大多數a粒子能穿透金箔；
②原子核帶正電，a粒子途經原子核附近時，受到斥力而改變了運動方向；
③原子核的質量比a粒子大得多，當a粒子碰到體積很小的原子核時被彈了回來。
二、揭開原子核的秘密
（一）原子核的構成
(1)原子核是由更小的兩種粒子一質子和中子構成的(氫原子除外）
(2)原子核帶正電，原子核中一個質子帶一個單位正電荷，中子不帶電；核外電子帶負電，一個電子帶一個單位負電荷。而原子呈電中性，因此質子數 = 核外電子數。
(3)科學上把原子核所帶的電荷數稱為核電荷數。核電荷數 = 質子數。
（二）構成原子的各種粒子之間的關系
(1)原子中，核電荷數=質子數=核外電子數。如氧原子核內有8個質子，則氧原子核帶8個單位正電荷(即+8)， 即核電荷數為8，而核外電子數也為8。
(2)中子數不一定等于質子數。如鈉原子的質子數為11，中子數為12，兩者并不相等。
(3)原子核內一定有質子， 但不一定有中子。如普通氫原子核內只有1個質子而沒有中子。
（三）質子、中子和電子的質量比較
原子中電子的質量在整個原子質量中所占的比重極小，原子的質量主要集中在原子核上。
（四）構成質子和中子的粒子
科學家又對質子和中子的構成進行了研究，發現質子和中子都是由更微小的基本粒子-夸克構成的?？淇诉€可以再分。有關夸克的結構和性質還在研究中。
三、帶電的原子-離子
（一）離子
帶電的原子或原子團。原子團是由兩種或兩種以上元素的原子結合而成的原子集團，在許多化學反應中作為一個整體參加反應。
（二）離子的分類
(1)陽離子:帶正電荷的原子或原子團，如鈉離子銨根離子。
(2)陰離子:帶負電荷的原子或原子團，如氯離子硫酸根離子。
（三）離子的形成
一般來說，金屬原子容易失去最外層電子變成陽離子，非金屬原子容易得到電子變成陰離子。
（四）原子與離子的比較
項目 原子 離子
陽離子 陰離子
結構關系 質子數 = 電子數 質子數 > 電子數 質子數 < 電子數
電性 呈電中性 帶正電 帶負電
相互轉化 同種元素的原子和離子的原子核相同，原子得、失電子后形成陰、陽離子
（五）氯化鈉的形成
鈉在氯氣中燃燒時，鈉原子失去1個電子形成帶正電荷的鈉離子，氯原子得到1個電子形成帶負電荷的氯離子。帶相反電荷的鈉離子和氯離子之間相互吸引，構成了呈電中性的氯化鈉。
【能力拓展】①離子形成化合物的過程:原子在一定的條件下發生電子的得失，從而形成陰、陽離子，陰、陽離子因所帶電荷不同而相互吸引形成化合物。②原子的化學性質主要是由最外層電子數決定的，在化學反應中，原子核不變，改變的只是核外電子，即在離子中，核電荷數=質子數≠核外電子數。
四、原子的“孿生兄弟”
（一）元素
具有相同核電荷數(即質子數)的一類原子總稱為元素。如氧元素就是所有核電荷數為8的氧原子的總稱，氫元素就是所有核電荷數為1的氫原子的總稱。
（二）同位素
(1)定義:原子核內的質子數相同、中子數不相同的同類原子互為同位素原子。
(2)同位素原子是一種元素的不同種原子。如三種氧原子:氧-16、氧-17、氧-18的質子數均為8，中子數分別為8、9、10，因此它們都屬于氧元素，不同的是其核內的中子數。
(3)同位素原子的表示方法
為了區分元素的同位素原子，常用原子符號(AzX)表示，其中X表示原子種類，Z表示質子數，A表示質子數和中子數之和。如氫有氕(11H)、氚(21H )氚(31H)三種同位素。
(4)同位素原子在工業、農業、醫療、國防等方面有著廣泛的應用。如質譜分析中，用穩定同位素原子作為示蹤原子；核潛艇利用鈾的同位素裂變釋放的能量作為動力；利用放射性同位素對一些臟器進行掃描，診斷腫瘤等疾?。桓鶕派湫酝凰氐陌胨テ?，進行古董鑒定。
【能力拓展】①元素概念中必須強調的微粒是原子或單核離子。具有相同質子數的微粒(或粒子)不一定是同種元素，因為常見的微粒包括分子、原子和離子，有些分子、原子和離子的質子數相同,如水分子中有10個質子，氖原子也有10個質子，但它們不是同種元素。
②元素屬于宏觀概念，表述時只能說“物質由某種或某些元素組成”而不能說成“物質由某種或某些元素構成”。
③元素只論種類，不計個數。
例1、美國夏威夷聯合天文中心的科學家發現了一種新型氫粒子，它由三個氫原子核(只含有質子)和兩個電子構成，這為解釋宇宙演化提供了新的參考。對于這種粒子，下列說法中錯誤的是(　　)
A．它一定含有3個中子 B．它比一個普通氫分子多一個氫原子核
C．該氫粒子中有5個微粒 D．它的化學性質與氫氣不同
例2、有三種原子，甲原子核內有8個質子和8個中子，乙原子核內有8個質子和9個中子，丙原子核內有6個質子和6個中子，則下列說法正確的是(　　)
A．甲和乙是同種原子 B．甲和乙是同種元素
C．乙和丙核電荷數相等 D．乙和丙核外電子數相等
例3、如圖為某原子結構模型的示意圖，其中a、b、c是構成該原子的三種不同粒子，下列說法中正確的是(　　)
A．決定該原子種類的粒子是b B．原子中b與c的數目一定相同
C．原子中a與c的數目一定相同 D．原子的質量集中在a和c上
例4、表中①②③④是四種粒子，請填表并回答有關問題。
粒子序號 質子數 中子數 電子數 帶電性
① 14 14 14 　 　
② 26 30 　 　 帶2個單位正電荷
③ 14 14 16 　 　
④ 14 16 　 　 不帶電
表中粒子屬于陽離子的是　 　(填序號，下同)，屬于陰離子的是　 　，屬于原子的是　 ??；　 　屬于同種元素；　 　互為同位素原子。
1．已知一種氧原子，原子核內含有8個質子和10個中子，則該氧原子的核外電子數是(　　)
A．8 B．10 C．2 D．18
2.俄國科學家門捷列夫對元素周期表的編制作出巨大貢獻，人們將101號元素命名為“鍆”來紀念他。鍆原子的核電荷數為101，相對原子質量為258，則鍆原子的核外電子數為(　　)
A．101 B．157 C．258 D．359
3.嫦娥五號帶回的月球土壤中含有較豐富的氦-3，而在地球上氦元素主要以氦-4的形式存在，如圖是它們的原子結構示意圖，下列說法正確的是（　?。?br/>A． 表示質子 B． 表示中子
C．氦-3原子核內有兩個電子 D．氦-3與氦-4互為同位素
4.與銨根離子(NH )具有相同的質子數和電子數的微粒是（　?。?br/>A．Na＋ B．OH－ C．H2O D．LiF
5.R2-的離子核外共有n個電子，則R的原子核內質子數為(　　)
A．n+2 B．n-2 C．n D．2n
6．有一種人造氫原子（可表示為 ）的原子核中有3個中子，它可以結合成 分子。一個 分子中，下列微粒的個數不等于2的是（　?。?br/>A．原子 B．質子 C．中子 D．電子
7．2021年4月13日，日本政府正式決定將福島第一核電站的上百萬噸核污水排入大海，多國對此表示反對。核污水中含有氚，右圖為氚原子結構示意圖，由圖可知氚原子（　?。?br/>A．含有2個質子 B．核電荷數為1
C．相對原子質量為4 D．質子數和中子數相等
8.人類對原子結構的認識，經歷了湯姆生、盧瑟福和波爾等提出的模型的過程。請利用所學知識完成下列有關問題。
（1）1897年，湯姆生發現原子中存在一種帶負電荷的粒子，證明原子是可以再分的，提出了“面包模型”。湯姆生發現的粒子是　 　 。
（2）1911年，盧瑟福發現“原子的大部分質量都集中到了中心一個很小的結構上”，提出了“核式結構模型”。盧瑟福所說的“很小的結構”指的是　 　。
1．在化學發展史上，道爾頓提出的近代原子學說對化學的發展起著十分重要的作用，因而擁有“原子之父”的美譽。在他的學說中有下述三個主要論點：①原子是不能再分的粒子；②質子數相同的原子的各種性質和質量都相同；③原子是微小的實心球體。從現代的觀點看，你認為這三個論點中不確切的是(　　)
A．③ B．①③ C．②③ D．①②③
2．根據三種不同的原子(如表所示)，判斷下列說法中正確的是(　　)
原子種類 A原子 B原子 C原子
質子數 8 8 7
中子數 8 9 7
A．A和B是同一種元素 B．A和B的核電荷數不同
C．B和C的核外電子數相等 D．B和C互為同位素原子
3.小金對某元素三種同位素的結構示意圖，進行了相關闡述，不合理的是（　?。?br/>A．圖示的是氫元素，排在元素周期表首位
B． 表示的電子帶負電，質量遠小于質子
C． 表示的中子不帶電，三種同位素的中子數不同
D． 表示的質子帶正電，與中子的個數和質量都相等
4.生物體死亡后，體內含有的碳-14會逐漸減少(稱為衰變)?？茖W家可通過測量生物體遺骸中碳-14的含量，來計算它存活的年代，這種方法稱為放射性碳測年法。碳-14原子核中含6個質子和8個中子，在衰變時，一個中子變成質子，形成新的原子核。下列關于新原子核的說法正確的是(　　)
A．碳原子核，含7個質子，8個中子 B．氮原子核，含7個質子，7個中子
C．碳原子核，含6個質子，7個中子 D．氧原子核，含7個質子，8個中子
5.如圖表示四種原子的結構模型(“ ”、“ ”和“ ”分別表示電子、中子、質子)，下列說法正確的是（　　）
A．甲、丙的核電荷數不同 B．乙、丁不屬于同一種元素
C．甲、丁的相對原子質量相同 D．甲、乙為互為同位素原子
6.1911年英國科學家盧瑟福進行了著名的α粒子（帶正電）轟擊金箔實驗。結果發現：絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原方向前進（圖中未標出），但是有少數α粒子卻發生了較大的偏轉，并且有極少數α粒子的偏轉超過90°，有的幾乎達到180°，像是被金箔彈了回來。
（1）【解釋與結論】盧瑟福提出了原子的核式模型，認為原子的中心有一個很小的　 　。
（2）【分析與應用】當α粒子轟擊金箔時，如圖所示的運動軌跡中不可能是　 　。（填字母）。
答案及解析
例1、A
【解析】根據所給粒子3個原子核，核內3個質子，無中子，核外兩個中子，一個氫分子2個原子核，核內2個質子、核外2個電子分析。
A、該粒子原子核中不含中子，符合題意；
B、一個普通氫分子有2個氫原子核，該粒子有3個氫原子核，比氫分子多一個氫原子核 ，不符合題意；
C、該氫粒子中有3個質子和2個電子，共5個微粒 ，不符合題意；
D、氫氣的化學性質與氫分子相同，該粒子的構成與氫分子不同，化學性質不同 ，不符合題意；
例2、B
【解析】元素的本質區別就是原子的質子數不同；在原子中，質子數=原子序數=核電荷數=核外電子數，據此分析判斷。
【解答】甲和乙的質子數相同，肯定為同種元素，但是中子數不同，肯定不是同種原子，應該為同位素原子，故A錯誤，B正確；
核電荷數=質子數，因為乙和丙的質子數不同，所以二者的核電荷數不同，故C錯誤；
核外電子數=質子數，因為乙和丙的質子數不同，所以二者的核外電子書不同，故D錯誤。
例3、C
【解析】根據原子的構成及各粒子的帶電情況，確定出a為電子，b為中子，c為質子，再結合原子中質子數＝電子數，質量主要集中在原子核上分析。
A、決定該原子種類粒子質子，質子是原子核的構成粒子，帶正電核由圖示可知，C為質子 ，不符合題意；
B、b為中子，c為質子，在 原子中b與c的數目不一定相同 ，不符合題意；
C、a為電子，c為質子，原子中a與c的數目一定相同 ，符合題意；
D、原子的質量集中在原子核上，即b和c上 ，不符合題意；
例4、不帶電；24；帶2個單位負電荷；14；②；③；①④；①③④；①④
【解析】根據陽離子質子數大于電子數，帶正電，陰離子質子數小于電子數，帶負電，原子質子數＝電子數，不顯電性及元素種類由質子數決定分析。
【解答】質子數＝電子數＝14的粒子為氮原子，不帶電呈中性，質子數為26，帶2個單位正電荷的粒子為陽離子，即失了兩個電子，其電子數為24，質子數為14，電子數為14的粒子帶2個單位的負電荷，質子數為14不帶電的粒子，電子數也為14； ② 中質子數大于電子數，為陽離子， ③ 質子數小于電子數，為陰離子， ①④ 中質子數＝電子數，為原子， ①③④ 質子數都是14，為同種元素； ①④ 表示同種元素不同種原子，互為同位素的原子。
1．A
【解析】根據原子中質子數＝電子數分析。在原子中質子數＝電子數，氧原子質量數為8，則電子數也為8；
2.A
【解析】根據原子中質子數＝電子數分析。原子中質子數＝電子數，所以鍆原子的核外電子數為101；
3.D
【解析】（1）（2）同種元素具有相同的質子數；
（3）在原子中，核外電子數=質子數；
（4）具有相同的質子數和不同中子數的原子成為同位素原子。
【解答】氦-3和氦-4都是一種元素，那么具有相同的質子數。根據圖片可知，兩個原子都有2個，則為質子，而為中子，故A、B錯誤；
氦-3的質子數為2，根據核外電子數=質子數可知，它的原子內有2個電子，當并沒有在原子核內，故C錯誤；
氦-3和氦-4都是一種元素的原子具有相同的質子數和不同的中子數，肯定為同位素，故D正確。
4.A
【解析】微粒中質子數為各原子的質子數之和，若微粒為分子，質子數=電子數；若微粒為陽離子，電子數=質子數-電荷數；若微粒為陰離子，電子數=質子數+電荷數。本題考查了微粒中質子數和電子數之間的關系，難度不大，明確陽離子中電子數=質子數-電荷數、陰離子中電子數=質子數+電荷數。
【解答】解：方法一：NH 中N原子的質子數為7，H原子的質子數為1，所以NH 的質子數為11，電子數=11-1=10。
A、Na+中質子數為11，電子數=11-1=10；
B、OH-中質子數為9，電子數=9+1=10；
C、H2O中質子數=1×2+8=10，分子中質子數=電子數，故其電子數也為10；
D、LiF中質子數=3+9=12，分子中質子數=電子數，故其電子數也為13；
方法二：由于銨根離子屬于陽離子，而要求的微粒和銨根離子具有相同的質子數和電子數，故符合條件的微粒一定是陽離子。
5.B
【解析】根據陰離子是原子得電子后形成及原子中質子數＝電子數分析。
【解答】 R2-的離子是R原子得2個電子形成，其核外共有n個電子，則R原子的電子數為n－2，原子中質子數＝電子數，原子核內質子數為 n－2，B正確；
6．C
【解析】根據原子中質子數＝電子數，分子中的質子數、電子數和中子數為構成其原子的各粒子的總和分析。
【解答】人造氫原子的原子核中有3個中子，1個質子，1個電子，則一個 分子中含有2具原子，質子數為2，電子數為2，中子數為6；
7．B
【解析】根據結構圖可知，該原子含有1個質子，2個中子，故A、D錯誤；
根據核電荷數=質子數可知，該原子的核電荷數為1，故B正確；
該原子的相對原子質量為：1+2=3，故C錯誤。
8.（1）電子（2）原子核
【解析】（1）在原子中，質子帶正電荷，中子不帶電，電子帶負電荷；
（2）原子中間為原子核，它的質量很大，但是體積很小，據此分析解答。
【解答】（1）1897年，湯姆生發現原子中存在一種帶負電荷的粒子，證明原子是可以再分的，提出了“面包模型”。湯姆生發現的粒子是電子。
（2）1911年，盧瑟福發現“原子的大部分質量都集中到了中心一個很小的結構上”，提出了“核式結構模型”。盧瑟福所說的“很小的結構”指的是原子核。
1．D
【解析】根據原子是由中心的原子核和繞核運動的電子構成，原子核外有很大空間，原子的質量由原子核決定，同種原子由于中子數不同，則質量不同分析。
【解答】 ①原子可以再分，分成原子核和核外電子，而不是不能再分的粒子，論點不確切；②質子數相同的原子可能中子數不同，則質量不相同，論點不確切；③原子是由居于中心的原子核和核外運動的電子，原子不是微小的實心球體 ，論點不確切；
2．A
【解析】根據A和B質子數相同，中子數不同，C與A和B質子數不同，質子數相同的原子為同種元素，質子婁秒相同的原子為不同種元素分析。
A、A和B質子數相同，屬于同種元素，符合題意；
B、A和B質子數相同，則核電荷數也相同 ，不符合題意；
C、原子中質子數＝電子數， B和C的核外電子數不相等 ，不符合題意；
D、B和C質子數不同，不是互為同位素原子 ，不符合題意；
3.D
【解析】根據原子的構成及質子、中子、電子的帶電情況分析。
A、圖示的各粒子質子數是1，是氫元素，排在元素周期表首位 ，不符合題意；
B、表示的電子，帶負電，質量遠小于質子 ，不符合題意；
C、表示的中子，不帶電，三種同位素的中子數不同，不符合題意；
D、表示的是質子，帶正電，與中子的個數不一定相等，符合題意；
4.B
【解析】根據質子數為7的原子為氮原子分析。
【解答】 碳-14原子核中含6個質子和8個中子，在衰變時，一個中子變成質子，形成新的原子核 ，則新原子核內7個質子，7個中子，即為氮原子核；
5.C
【解析】（1）根據核電荷數=質子數分析；
（2）原子中質子數相同為同種元素，質子數不同為不同種元素；
（3）相對原子質量=質子數+中子數；
（4）具有相同的質子數和不同中子數的原子，稱為同位素原子。
【解答】A.甲和丙的質子數都是1，根據核電荷數=質子數可知，它們的核電荷數相同，故A錯誤；
B.乙和丁的質子數都是2，為同種元素，故B錯誤；
C.甲的質子數為1，中子數為2，則相對原子質量：1+2=3；丁的質子數為2，中子數為1，則相對原子質量：2+1=3，則二者的相對原子質量相同，故C正確；
D.甲和乙的質子數不同，肯定不是同位素原子，故D錯誤。
6.（1）原子核（2）BC
【解析】（1）原子核帶正電荷，α粒子也帶正電荷，當α粒子靠近原子核時會受到排斥力而改變運動軌跡。由于只由極少數α粒子有較大幅度的偏轉，那么說明排斥力作用的范圍很小，即原子核本身很小。
（2）根據電荷之間的相互作用規律判斷。
【解答】（1）【解釋與結論】盧瑟福提出了原子的核式模型，認為原子的中心有一個很小的原子核。
（2）【分析與應用】當α粒子轟擊金箔時，會受到原子核的排斥力，那么上面的α粒子運動軌跡向上偏折，下面的α粒子運動軌跡向下偏折，因此運動軌跡不可能的是BC。
浙教版寒假“快人一步”八（下）科學講義（十）
原子結構的模型

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