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(共20張PPT)
第三單元　人類對原子結構的認識
1.戰國時期,惠施說過:“一尺之棰,日取其半,萬世不竭。”他認為物質是無限可分的。
2.19世紀初,道爾頓提出原子學說。
3.1897年,湯姆生提出原子結構的第一個模型——“葡萄干面包式”的原子結構模型。
4.1911年,盧瑟福根據α粒子散射實驗提出“有核模型”或“行星模型”。
5.1913年,玻爾引入量子論觀點,揭示了光譜線與原子結構的內在聯系。在玻爾原子結構模型
的基礎上發展成為原子的量子力學模型。
知識點 1 人類認識原子結構的歷程
必備知識 清單破
1.原子是由帶正電的原子核和帶負電的核外電子構成的,原子核又是由質子和中子構
成的,質子帶正電,中子不帶電。
2.質量數:將原子核內所有的質子和中子的相對質量取整數,加起來所得到的數值。
3.原子的表示符號 X表示質子數是Z、質量數為A的一種X原子。
4.存在關系
(1)質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N)。
(2)原子:核電荷數=質子數=核外電子數;
陰離子:質子數=核外電子數-電荷數;
陽離子:質子數=核外電子數+電荷數。
知識點 2 原子核的構成
5.核素和同位素
(1)核素:具有一定數目質子和一定數目中子的一種原子。
(2)同位素:質子數相同,質量數(或中子數)不同的核素互稱為同位素。
1.原子結構示意圖

知識點 3 原子核外電子排布
2.核外電子的分層排布
　　核外電子的分層運動,又叫核外電子的分層排布。其關系如下:
電子層 (n) 1 2 3 4 5 6 7
符號 K L M N O P Q
離核遠近 近→遠 能量高低 低→高 3.元素的化學性質與原子核外電子排布的關系
(1)化學反應的特點:原子核不發生變化,但最外層電子數可能發生變化。
(2)化合價和核外電子排布的關系
①活潑金屬在反應中,一般失去電子,在生成物中呈現正化合價。
②活潑非金屬在反應中,一般得到電子,在生成物中呈現負化合價。
知識辨析
1.16O2和18O2互為同位素。這種說法對嗎
2.一個原子不容易得到電子,那么它一定易失去電子。這種說法對嗎
3.元素的化學性質由其原子的核外電子數決定。這種說法對嗎
一語破的
1.不對。16O2和18O2均為單質分子,而同位素討論的是同一元素的不同原子(或核素)。
2.不對。稀有氣體原子既不容易得到電子也不容易失去電子。
3.不對。原子的最外層電子數決定了元素的化學性質,一般,最外層電子數小于4的原子易失
電子,最外層電子數大于4的原子易得電子,最外層電子數等于4的原子,既不易得電子也不易
失電子。
關鍵能力 定點破
定點 1 原子的結構
1.原子的組成

元素 核素 同位素
對象 宏觀 概念 微觀概念,元素具體
的某種原子 微觀概念,同一元素
的不同原子
舉例 H H H是氫元素的三種不同核素,它們互稱為同位素 聯系 2.元素、核素、同位素的比較
典例1 醫學上常用 C呼吸法診斷幽門螺旋桿菌,考古時通過測定 C所占比例來測定文物年
代。下列有關 C和 C的說法不正確的是(　 )
A.這兩種原子中均含有6個質子
B C的結構示意圖為
C.二者互為同位素
D.二者化學性質幾乎完全相同
B
思路點撥 互為同位素的原子,其質子數和核外電子數相同,中子數、質量數不同,化學性質
幾乎完全相同。
解析 一個 C和一個 C原子中都含有6個質子,A正確 C的結構示意圖為 ,B錯誤
C和 C質子數相同,質量數不同,二者互為同位素,C正確 C和 C是碳元素的兩種核素,具
有相同的質子數和最外層電子數,二者化學性質幾乎完全相同,D正確。
典例2 釷是一種放射性金屬元素,金屬釷呈灰色光澤,質地柔軟,化學性質較活潑。釷廣泛分
布在地殼中,是一種應用前景十分可觀的能源材料。230Th和232Th是釷的兩種核素,232Th可以轉
化成233U。下列說法正確的是 (　 )
A.釷元素的原子序數是232
B.釷元素原子只由原子核構成
C.232Th轉化成233U是化學變化
D.230Th和232Th的物理性質不同
D
思路點撥 對于陌生元素原子的考查,熟悉原子的構成是解題關鍵;不同元素原子之間的相
互轉化為核反應,不屬于化學變化。從微觀上看,化學反應前后原子的種類、個數沒有變
化。
解析 Th元素的原子序數不是232,232Th的質量數為232,A錯誤;Th元素的原子由原子核和核
外電子構成,B錯誤;232Th轉化成233U是核反應,不屬于化學變化,C錯誤;230Th和232Th的質子數相
同、中子數不同,互為同位素,二者具有相同的最外層電子數,化學性質幾乎完全相同,物理性
質不同,D正確。
1.元素性質與原子核外電子排布的關系
(1)當原子最外層電子數達到8(只有一個電子層時為2)時,該原子處于穩定結構,化學性質較
穩定。
(2)元素在化合物中的常見化合價與原子的電子層結構,特別是最外層電子數有關。例如:①
鈉原子最外層只有1個電子,在反應中容易失去這個電子而達到穩定結構,因此鈉元素在化合
物中顯+1價。②氯原子最外層有7個電子,只需得到1個電子便可達到穩定結構。
2.核外電子排布規律的理解
　　核外電子的排布規律中的各項是相互聯系的,不能孤立地理解。電子總是盡可能先排布
在能量較低的電子層里,即電子先排滿K層,當K層排滿再排L層,排滿L層才排M層,但是不能
繼續向后推,即電子不是排滿M層后,再排N層。如鉀原子的結構示意圖不為圖1,雖然M層排9
定點 2 原子核外電子排布
個電子并不超過18個(排滿),但是與最外層不能超過8個電子相矛盾,所以鉀的原子結構示意
圖如圖2所示。

典例1 下列敘述正確的是 (　 )
A.中子數為10的氧原子:10O
B.同種元素原子的質子數相同
C.Cl-的結構示意圖:
D.1H2、2H2、3H2互為同位素
B
思路點撥 元素不同,核素肯定不同,質子數也一定不同,當核素之間質子數相同而中子數不
同時,互為同位素。
解析 中子數為10的氧原子,質量數=8+10=18,應表示為 O,A錯誤;質子數決定元素種類,同
種元素原子的質子數相同,B正確;Cl-的結構示意圖: ,C錯誤;1H2、2H2、3H2是單質,不
互為同位素,D錯誤。
典例2 根據給出的原子或離子結構示意圖,回答下列問題(填字母):

(1)核外電子排布相同的是　　　　　 。
(2)屬于同種元素的是　　　　　 。
(3)屬于金屬元素的是　　　　　 。
(4)屬于稀有氣體元素的是　　　　　 ,稀有氣體一般不參與化學反應的原因是
。
(5)寫出D的單質參加化學反應后所得離子的結構示意圖:　　　　　　　 。
BC
AB
D
C
元素的原子的最外層電子已達到8(或2)電子穩定結構,既不易失去電子也不易得到電子
稀有氣體
思路點撥 原子核外電子總數等于核電荷數,陽離子核外電子總數小于核電荷數,陰離子核
外電子總數大于核電荷數。
解析 核外電子排布相同是指電子層數和各電子層上的電子數均相同;決定元素種類的是核
內質子數,即核電荷數;金屬元素原子的最外電子層上的電子數一般較少;稀有氣體元素的原
子是電中性微粒,即核電荷數=核外電子數,且最外電子層上一般為8個電子,He最外層為2個
電子。第三單元　人類對原子結構的認識
基礎過關練
題組一　　人類認識原子結構的歷程　原子核的構成
1.下列有關人類認識原子結構的歷程的說法正確的是(　　)
A.道爾頓提出原子學說
B.玻爾提出“有核模型”
C.盧瑟福發現原子中存在電子
D.湯姆生發現氫原子光譜是不連續的
2.“嫦娥四號”使用了Pu核電池,核素Pu的中子數為(　　)
A.94　　　B.144　　　C.238　　　D.332
3.2016年11月國際純粹與應用化學聯合會(IUPAC)公布了人工合成的第113、115、117和118號元素。其中118號元素Og是由美國與俄羅斯科學家合作合成的,其質量數為294。下列關于該元素的說法中,正確的是(　　)
A.其原子核內中子數和質子數都是118
B.其原子核內中子數為176
C.其原子核外電子數為176
D.其原子最外層電子數為18
4.下列說法正確的是　(　　)
A.決定元素種類的是原子核外最外層電子數
B.質子數相同的原子一定屬于同種元素
C.決定元素化學性質的是原子核內中子數
D.原子核內的中子數一定不為零
5.關于X與X+兩種微粒,下列敘述正確的是(　　)
A.一定都是由質子、中子、電子組成的
B.物理性質不同,化學性質幾乎完全相同
C.原子序數和核外電子數一定相同
D.質子數一定相同,質量數和中子數一定不相同
6.(經典題)原子、元素、核素、同位素等都屬于重要的化學基本概念。有八種微粒如下:
NaMg
(1)屬于核素的共有　　　　種。
(2)互為同位素的是　　　和　　　(填符號,下同)。
(3)質量數相等,但不能互稱為同位素的是　　　　和　　　　。
(4)中子數相等,但質子數不相等的是　　　和　　　　　。
題組二　　原子核外電子排布特點
7.下列粒子的結構示意圖正確的是(　　)
A.Mg2+:　　　B.Cl:
C.Ar:　　　D.K:
8.下列表示金屬元素原子結構示意圖的是(　　)
A.　　　B.
C.　　　D.
9.某元素的原子結構示意圖為,下列關于該元素的說法中,錯誤的是(　　)
A.它的陽離子帶3個單位正電荷
B.它是一種金屬元素
C.它的陽離子有10個質子
D.其原子核外有13個電子
能力提升練
題組一　　原子結構　核素與同位素
1.C可以作為核聚變材料。下列關于C的敘述正確的是(　　)
AC和C是同一種核素
BC原子核內中子數為6
CC原子核內質子數為13
DC和C互為同位素
2.15.8 g某鈉鹽Na2R含0.4 mol Na+,若R原子中含有16個質子,則R原子所含的中子數為(　　)
A.16　　　B.17　　　C.32　　　D.33
3.(經典題)核內中子數為N的離子R2+,其質量數為A,則n g氧化物(R18O)中所含質子的物質的量為(　　)
A.(A-N+8) mol
B.(A-N+8) mol
C.(A-N+10) mol
D.(A-N+8) mol
4.1911年,英國科學家盧瑟福進行了著名的α粒子轟擊金箔的實驗,結果發現絕大多數的α粒子直線穿過金箔,有少數α粒子發生較大的偏轉,有極少數的α粒子偏轉角度大于90°,甚至觀察到偏轉角等于150°的散射,這些現象無法用湯姆生模型解釋。1911年盧瑟福提出原子結構的有核模型(又稱原子的核式結構模型),原子核帶正電,電子繞著核在核外運動,由此導出α粒子散射公式,解釋了α粒子的大角散射。回答下列問題:
(1)根據上文中的表達。絕大多數α粒子是按照上圖中類似　　(填寫路徑編號)路徑穿越金箔的。
(2)上圖所示的線條中,不可能是α粒子在該實驗中的運動軌跡的是　　　　　　　　　(填寫路徑編號)。
(3)正電子、負質子都屬于反粒子,它們與普通的電子、質子的質量與所帶電量均相等,而電性相反,科學家設想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子構成的反物質。請你推測反氫原子的結構:
①反氫原子中含有一個帶　　　　電荷的質子和一個帶　　　　電荷的電子。
②反氫原子失去一個電子后所形成的離子符號　　　　。
題組二　　原子核外電子排布
5.下列化學用語表示正確的是(　　)
A.鋁離子的結構示意圖:
B.Ba(OH)2的電離方程式:Ba(OH)2 Ba2++2O2-+2H+
C.S2-的結構示意圖:
D.KCl的電離方程式:KCl K++Cl-
6.A、B兩元素原子的核電荷數均小于18,A元素原子的第二層比B元素原子的第二層少3個電子,B元素原子核外電子總數比A元素原子核外電子總數多5,則A和B形成化合物的化學式為　(　　)
A.A2B3　　　B.BA2　　　C.AB4　　　D.B3A2
7.下列化學用語描述正確的是(　　)
A.可用于考古判斷年代的一種核素的符號C
B.氚的原子結構模型:
C.18O2-的結構示意圖:
D.14C和14N互為同位素
8.下列說法中正確的是(　　)
A.某單核微粒的核外電子排布為,則該微粒一定是氬原子
B.最外層只有1個電子的元素一定是金屬元素
C.N與H3O+具有相同的質子數和電子數
D.最外層電子數是次外層電子數2倍的元素的原子容易失去電子成為陽離子
9.下列說法正確的是(　　)
A.若離子AOx-中含有n個核外電子,則Y原子核內含有的中子數為A-n+x+8
B.電子層由里到外依次為K層、L層、M層……,每層最多能容納8個電子
C.若某元素原子核外最外層電子數小于或等于2,則該元素一定為金屬元素
D.最外層電子數越少的金屬元素對應的金屬單質的金屬活動性越強
10.下列敘述中,正確的是(　　)
A.兩種微粒若核外電子排布相同,則其化學性質一定相同
B.單原子形成的離子一定具有稀有氣體元素原子的核外電子排布
C.兩種原子的核外電子排布相同,則一定是同種元素原子
D.同一種元素的原子中子數一定相同
11.根據下列敘述,寫出元素名稱并畫出原子結構示意圖。
信息 元素 名稱 原子結構 示意圖
A元素原子核外M層電子數是L層電子數的一半
B元素原子最外層電子數是次外層電子數的1.5倍
C元素+1價離子C+的電子層排布與Ne相同
D元素原子次外層電子數是最外層電子數的
12.觀察下列A、B、C、D、E五種粒子(原子或離子)的結構示意圖,回答有關問題。
(1)上述結構示意圖中,表示離子的是　　　　(填離子符號),表示原子的是　　　(填原子符號)。
(2)B、C、E三種粒子中,性質最穩定的是　　　　(填粒子符號,下同),最容易失去電子的是　　　　,最容易得到電子的是　　　　。
(3)寫出1~18號元素中符合下列條件的原子(或離子)的微粒符號,并畫出其結構示意圖。
①某元素原子的最外層電子數等于次外層電子數的2倍:　　　　　　。
②某元素原子L層上的電子數為K層的一半:　　　　　　。
③某元素原子得到2個電子后形成電子總數與氬原子的電子總數相同的離子:　　　　。
答案與分層梯度式解析
第三單元　人類對原子結構的認識
基礎過關練
1.A　道爾頓提出原子學說,A正確;盧瑟福提出“有核模型”,B錯誤;湯姆生發現原子中存在電子,C錯誤;玻爾發現氫原子光譜是不連續的,D錯誤。
2.B　中子數=質量數-質子數=238-94=144,B正確。
3.B　其原子核內質子數是118,其原子核內中子數為294-118=176,A錯誤,B正確;其原子核外電子數=質子數=118,C錯誤;其原子核外最外層電子數為8,D錯誤。
4.B　元素是指具有相同質子數的一類原子的總稱,所以質子數決定元素的種類,質子數相同的原子一定屬于同種元素,A項錯誤,B項正確;元素的化學性質主要取決于原子核外最外層電子數,C項錯誤H的中子數為0,D項錯誤。
5.DH只由質子、電子兩種微粒構成,A錯誤X是原子X+是陽離子,化學性質不相同,B錯誤。這兩種微粒的原子序數相同,核外電子數不相同,C錯誤X與X+的質子數一定相同,質量數前者小,中子數后者大,D正確。
6.答案　(1)7
(2Li
(3N
(4Mg
解析　(1)在題述微粒中H2是分子,不是核素,其余的七種均為核素。
(2Li與Li的核內質子數都是3,中子數分別是3和4,它們是鋰元素的不同種原子。
(3)質量數相等的是C與N,但C的質子數是6,屬于碳元素N的質子數是7,屬于氮元素,所以C與N不能互稱為同位素。
(4Mg的核內質子數分別是11和12,核內中子數都是12。
7.A　氯原子結構示意圖為,B錯誤;氬原子結構示意圖為,C錯誤;鉀原子結構示意圖為,D錯誤。
8.B　A、B、C、D選項中粒子結構示意圖分別表示O2-、Mg、He、Ca2+,選B。
9.C　題給原子結構示意圖是鋁原子的結構示意圖,鋁原子失去3個電子形成鋁離子,鋁離子帶3個單位正電荷,A正確;鋁元素是金屬元素,B正確;鋁離子的質子數與鋁原子相同,為13,C錯誤;Al原子核外有13個電子,D正確。
能力提升練
1.DC和C的質子數相同,中子數不同,不是同一種核素,A錯誤C原子核內中子數為13-6=7,B錯誤C原子核內質子數為6,13為質量數,C錯誤C和C的質子數相同,中子數不同,二者互為同位素,D正確。
破題關鍵　弄清符號X表示的意義。
2.B　由題意得:n(Na2R)==0.2 mol,則M(Na2R)==79 g/mol,M(R)=(79-2×23) g/mol=33 g/mol,即R的質量數為33,其中子數=33-16=17。選B。
3.B　核內中子數為N的離子R2+,其質量數為A,則R原子的質子數是A-N;R18O的質子數為A-N+8;n g R18O的物質的量是 mol(破題關鍵),則所含質子的物質的量為(A-N+8) mol,選B。
4.答案　(1)b
(2)a
(3)①負　正　②H-
解析　(1)絕大多數的α粒子直線穿過金箔,故絕大多數α粒子是按照題圖中類似b路徑穿越金箔的。
(2)α粒子帶正電荷,原子核帶正電荷,會相互排斥,故不可能的運動軌跡是a。
(3)①氫原子中含有一個帶正電荷的質子和一個帶負電荷的電子,則反氫原子中含有一個帶負電荷的質子和一個帶正電荷的電子。②反氫原子失去一個電子后形成H-。
5.D　鋁離子核外有10個電子,其結構示意圖為,A錯誤;氫氧化鋇的電離方程式為Ba(OH)2 Ba2++2OH-,故B錯誤;S2-核外有18個電子,其結構示意圖為,C錯誤;氯化鉀的電離方程式為KCl K++Cl-,D正確。
6.D　A、B兩元素原子的核電荷數均小于18,A元素原子的第二層比B元素原子的第二層少3個電子,B元素原子核外電子總數比A元素原子核外電子總數多5,則B元素原子第二層有8個電子,第三層有2個電子(破題關鍵),A元素原子第二層有5個電子,A為N,B為Mg,則A和B形成化合物的化學式為Mg3N2,D正確。
7.B　用于考古斷代的一種核素是中子數為8、質子數為6的C,該核素的符號為C,A錯誤;氚的原子核內有1個質子和2個中子,核外有1個電子,質量數為3,B正確;氧離子核內有8個質子,核外有10個電子,其結構示意圖為,C錯誤;14C和14N質子數不同,是不同的元素,D錯誤。
8.C　該微粒不一定是原子,如x=17時為氯離子,x=19時為鉀離子,A錯誤;H原子的最外層只有1個電子,但H不是金屬元素,B錯誤;N與H3O+所含質子數均為11,電子數均為10,C正確;最外層電子數是次外層電子數2倍的元素為C元素,C原子既不容易失電子也不容易得電子,D錯誤。
9.A　離子AOx-含有n個核外電子,則Y原子核內含有的質子數為n-x-8,中子數=質量數-質子數,則Y原子核內含有的中子數為A-n+x+8,A正確;K層最多能容納2個電子,B錯誤;H的原子核外最外層電子數為1,其為非金屬元素,C錯誤;金屬活動性Ca強于Na,但Ca的最外層電子數比Na的多,D錯誤。
10.C　兩種微粒,核外電子排布相同,核電荷數不一定相同,則化學性質不一定相同,如O2-、F-、Ne、Na+、Mg2+的核外電子排布相同,但化學性質不同,A錯誤;有些單原子形成的離子不具有稀有氣體元素原子的核外電子排布,如H+,B錯誤;核外電子排布相同的原子,其質子數必定相等,則一定屬于同種元素原子,C正確;同一種元素的原子中子數不一定相同,D錯誤。
11.答案　硅　　硼　　
鈉　　氧　
解析　L層有8個電子,則M層有4個電子,故A元素為硅元素,原子結構示意圖為。當次外層為K層時,B元素原子最外層電子數為3,是硼元素,原子結構示意圖為;當次外層為L層時,B元素原子最外層電子數為1.5×8=12,違背了排布規律,故不可能。C元素原子的質子數為10+1=11,故為鈉元素,原子結構示意圖為。當次外層為K層時,D元素為氧元素,原子結構示意圖為;當次外層為L層時,最外層應有24個電子,違背了排布規律,故不可能。
12.答案　(1)O2-、Mg2+　Ne、Na、Cl
(2)Ne　Na　Cl
(3)①C:　
②Li:　
③S2-:
解析　A、B、C、D、E分別是O2-、Ne、Na、Mg2+、Cl。
(1)屬于離子的是O2-、Mg2+,屬于原子的是Ne、Na、Cl。
(2)最外層電子排布達到穩定結構時微粒性質最穩定,所以B、C、E三種粒子中性質最穩定的是Ne;Ne、Na、Cl中最易失電子的是Na,最易得電子的是Cl。
(3)①某元素原子的最外層電子數等于次外層電子數的2倍,核外電子數是2+4=6,該元素是C,原子結構示意圖為。②某元素原子L層上的電子數為K層的一半,核外電子數是2+1=3,該元素是Li,原子結構示意圖為。③某元素原子得到2個電子后形成電子總數與氬原子的電子總數相同的離子,則質子數為18-2=16,該元素是S,離子結構示意圖為。
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