2.3.1 人类认识原子结构的历程 原子核的构成学案2023-2024学年高一上学期化学苏教版（2019）必修第一册

新苏教版高中化学必修1PAGEPAGE1第三单元人类对原子结构的认识第1课时人类认识原子结构的历程原子核的构成[核心素养发展目标]1.了解原子结构模型的演变，培养探索未知、崇尚真理的意识。2.熟知原子的构成，会正确计算微粒的质量数、质子数、中子数。3.知道元素、核素、同位素的概念，并了解它们之间的关系。一、人类认识原子结构的历程1．德谟克利特古希腊哲学家德谟克利特指出，物质是由不可分割的微粒(即原子)构成的。2．道尔顿19世纪初，英国科学家道尔顿提出原子学说，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。3．汤姆生19世纪末，英国物理学家汤姆生发现原子中存在电子，推测这种粒子是均匀地嵌在云状的正电荷球体中，提出“葡萄干面包式”的原子结构模型。4．卢瑟福英国物理学家卢瑟福推测原子核带正电，电子在其周围高速运动，就像行星围绕太阳运转一样，即“有核模型”或“行星模型”。5．玻尔1913年，丹麦物理学家玻尔引入量子论观点。他提出新的原子结构模型：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。6．现代原子结构学说——电子云模型原子结构理论在20世纪末和21世纪初又有了新的飞速发展。(1)模型本质上是科学家描述事物的原型，解释和预测未知现象的一种思维方式()(2)从原子结构模型的发展历程可以看出，一些理论会随着人们知识的积累和方法与技术的积累而不断完善或改进()(3)英国物理学家汤姆生认为正、负电荷均匀地分布在原子中()(4)丹麦物理学家玻尔提出原子结构的行星模型()答案(1)√(2)√(3)√(4)×1．人类对原子结构的认识经历了漫长的历史阶段。下列实验事实与原子结构模型建立的关系正确的是()A．电子的发现：道尔顿的原子结构模型B．α粒子散射：卢瑟福原子结构模型C．α粒子散射：玻尔原子结构模型D．氢原子光谱：卢瑟福原子结构模型答案B解析道尔顿的原子结构模型是道尔顿通过对大气的物理性质进行研究而提出的；卢瑟福原子结构模型是通过α粒子散射实验提出的；玻尔原子结构模型是玻尔在牛顿力学的基础上吸收了量子论和光子学说的思想建立起来的。2．道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用。他的学说中主要有下列三个论点：①原子是不能再分的微粒；②同种元素的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。从现代原子——分子学说的观点看，你认为不正确的是()A．只有①B．只有②C．只有③D．①②③答案D解析在化学变化中原子不可再分，但是通过物理变化原子可以分为原子核和核外电子，①错误；同种元素的原子的化学性质相同，质量可能不相同，②错误；原子不是实心球体，原子是由原子核和核外电子构成的，③错误。3．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)答案A二、原子核的构成1．原子的构成(1)结构原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核带正电\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子带正电,中子不带电)),核外电子带负电))(2)原子中的数量关系：核外电子数＝核电荷数＝质子数＝原子序数。2．元素、核素、同位素(1)元素具有相同质子数的同一类原子的总称，同种元素可有多种不同的核素。(2)核素①概念：具有一定质子数和一定中子数的原子。②表示方法：eq\o\al(A,Z)XA：质量数，Z：质子数，A(质量数)＝Z(质子数)＋N(中子数)。③氢元素的三种核素eq\o\al(1,1)H(氕)eq\o\al(2,1)H(氘)eq\o\al(3,1)H(氚)俗称－重氢超重氢符号HDT质子数111中子数012(3)同位素①质子数相同，质量数(或中子数)不同的核素互称为同位素，同位素的化学性质几乎相同，物理性质相差较大。②同位素的应用同位素的应用已遍及医学、工业、农业、考古和环境等众多领域。如：利用同位素的放射性进行医疗诊断，14C用于考古断代，eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H可制造氢弹。(1)原子呈电中性是因为中子不带电()(2)质子数和中子数决定原子的质量()(3)质量数就是元素的相对原子质量()(4)O2和O3、红磷和白磷均互称同位素()(5)一种单质中可能含有多种核素，如O2中可能含16O、17O、18O三种核素()(6)同位素的化学性质基本相同，物理性质不同()答案(1)×(2)√(3)×(4)×(5)√(6)√1．自1803年英国科学家道尔顿提出原子学说以来，人类对原子结构的研究不断深入，不断发展，通过实验事实不断地丰富、完善原子结构理论。下列关于原子结构理论的说法正确的是()A．所有的原子都含有质子、中子和电子且个数都是相等的B．质子数决定元素的种类，中子数决定核素的种类C．原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引D．原子中的质子、中子和电子3种基本微粒不可能进一步分成更小的微粒答案C解析eq\o\al(1,1)H没有中子；核素由质子数和中子数共同决定，质子和中子里面还有更小的微粒——夸克。2．下列说法正确的是()A．34S原子核内中子数为16B．2H＋核外电子数为2C．13C和15N核内中子数相差1D.eq\o\ar(14,6)C和eq\o\ar(14,7)N质量数相同，互称为同位素答案C3．填空(1)eq\o\al(34,16)S2－中的质子数是________，中子数是________，核外电子数是________，质量数是________。(2)微粒“AXn－”核外有18个电子，则它的核电荷数为________，核内中子数为________。(3)由1H216O与2H217O所代表的物质中，共有________种元素，________种原子，________种分子，互为同位素的原子有________。答案(1)16181834(2)18－nA－(18－n)(3)2421H和2H、16O和17O(1)一个信息丰富的符号解读(2)粒子中的电性关系①分子或原子：质子数＝核电荷数＝核外电子数②阳离子Xn＋：质子数＝核电荷数＝核外电子数＋n③阴离子Xn－：质子数＝核电荷数＝核外电子数－n1．19世纪初，某科学家提出原子学说，他认为物质由原子组成，原子不能被创造，也不能被毁灭，在化学反应中不能再分，这个科学家是()A．汤姆生B．道尔顿C．卢瑟福D．玻尔答案B2．下列有关说法不正确的是()答案C解析由于同位素的存在，所以原子种类大于元素种类，A正确；氢元素中1H不含中子，C错误；12C与13C质子数相同(均为6)，中子数不同(前者为6，后者为7)，互为同位素，D正确。3．YBa2Cu8Ox(Y为钇元素)是磁悬浮列车中的重要超导材料，下列关于eq\o\al(89,39)Y的说法不正确的是()A．质量数是89B．中子数与质子数之差为50C．核外电子数是39D.eq\o\al(89,39)Y和eq\o\al(90,39)Y是两种不同的核素答案B解析对于原子eq\o\al(89,39)Y，其质子数为39，质量数为89，中子数为89－39＝50，中子数与质子数之差为50－39＝11，核外电子数为39；eq\o\al(89,39)Y和eq\o\al(90,39)Y的质子数相同而中子数不同，是两种不同的核素，互为同位素。4．现有下列基本微粒：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、14Neq\o\al(－,3)、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，请回答下列问题：(1)在给出的微粒中，含有________种元素，属于氢元素的核素有________种，属于铀元素的核素有________种，互为同位素的原子分别是________，________。(2)质量数相等的微粒为________、________、________。(3)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水，可得水分子的种数为________，可得____种不同的相对分子质量。(4)0.1mol14Neq\o\al(－,3)中共含________mol中子，含________个电子。答案(1)7331H、2H、3H234U、235U、238U(2)1H与1H＋40K与40Ca14N与14C(3)187(4)2.12.2NA解析(1)共有7种元素，氢元素中有1H、2H、3H三种核素，铀元素有234U、235U、238U三种核素，上述三种氢原子、三种铀原子各自互为同位素。(2)质量数相等的微粒有：1H与1H＋、40K与40Ca、14N与14C。(3)结合成水分