《弯道超车》第三单元 课题2原子结构人教版化学九年级暑期预习讲义（教师版）

《弯道超车》人教版化学九年级暑期预习讲义--第三单元物质构成的奥秘第2讲原子结构知识梳理知识梳理一、原子的构成1.原子整体体积极小，原子由原子核和核外电子两部分构成；原子核居于原子中心，体积更小。2.原子核由质子和中子构成：质子：1个质子带1个单位正电荷；中子：不带电；电子：1个电子带1个单位负电荷，在原子核外高速运动。3.原子不显电性的原因：原子核内质子所带正电荷总数=核外电子所带负电荷总数，电性相反、电量相等。4.等量关系：核电荷数=质子数=核外电子数5.特例：氢原子原子核内只有1个质子，没有中子。考点突破考点突破【典例精析】【例题1】1911年，英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子(带正电)轰击金箔实验，如下图所示。根据这个实验，能获得的正确结论是A．金原子核外电子带负电，原子核是由质子和中子构成B．绝大多数α粒子畅通无阻穿过金箔是因为金原子间有间隙C．金原子核带正电荷D．金原子核的质量与α粒子的质量相当【答案】C【详解】A.该实验无法证明原子核由质子和中子构成，也不能推导得出核外电子带负电的结论，错误。B.绝大多数α粒子能穿过金箔，是因为原子内部绝大部分空间是“空”的，并非因为金原子间有间隙，错误。C.α粒子带正电，实验中部分α粒子发生偏转，根据同种电荷相互排斥的规律，可推出金原子核带正电荷，正确。D.极少数α粒子被反弹，说明金原子核的质量远大于α粒子质量，二者质量不相当，错误。【举一反三】【变1-1】原子由原子核与核外电子构成，原子绝大部分质量集中在A．原子核 B．质子 C．中子 D．核外电子【答案】A【分析】1.原子由原子核（质子+中子）和核外电子构成；1个电子的质量仅约为1个质子质量的，核外电子质量极小，对原子总质量的贡献可忽略；2.原子核包含了全部质子和中子的质量，因此原子绝大部分质量集中在原子核上。【详解】A.正确；B.质子只是原子核的组成部分之一，无法涵盖原子核的全部质量，错误；C.中子同样只是原子核的组成部分之一，无法涵盖原子核的全部质量，错误；D.核外电子质量极小，可忽略，错误。【变1-2】今年我国科学家研制出全球首款基于碳化硅（SiC）半导体材料的碳-14核电池，理论上可放电上千年。碳-14是含有6个质子和8个中子的原子。下列有关说法正确的是A．碳-14与碳-12核外电子数相等B．碳-14与碳-12的中子数相等C．碳-14与碳-12不属于同种元素D．碳原子和硅原子具有相同的电子层数【答案】A【详解】A.碳-14与碳-12均属于碳元素，质子数均为6，原子中质子数=核外电子数，因此二者核外电子数相等，正确。B.碳-14中子数为8，碳-12中子数为12-6=6，二者中子数不相等，错误。C.二者质子数均为6，属于同种碳元素，错误。D.碳位于第二周期，电子层数为2；硅位于第三周期，电子层数为3，二者电子层数不同，错误。知识梳理知识梳理二、原子核外电子的排布1.核外电子分层运动，分为第一层、第二层……最多七层；离核越近，电子能量越低；离核越远，电子能量越高。2.排布规律：①第一层最多容纳2个电子；②最外层电子数不超过8个（只有1层时最多2个）。3.原子结构示意图（以氧原子为例）圆圈内数字：质子数（核电荷数）；弧线：电子层；弧线上数字：该层电子数。4.原子最外层电子与化学性质关系（核心）（1）稀有气体原子（He、Ne、Ar）：最外层8电子（He为2电子），相对稳定结构，化学性质稳定，很难发生反应。（2）金属原子（Na、Mg、Al等）：最外层电子数一般＜4，化学反应中易失去最外层电子，变成阳离子。（3）非金属原子（O、Cl、S等）：最外层电子数一般＞4，化学反应中易得到电子，变成阴离子。结论：原子的化学性质主要由最外层电子数决定。考点突破考点突破【典例精析】【例2】北华大学为嫦娥五号、六号任务提供了核心地面测试与采样保障，嫦娥五号返回器携带1731g月壤，月壤中含量丰富的氦-3可作为核聚变燃料，其原子核是由2个质子和1个中子构成的，氦-3的原子结构示意图为A． B． C． D．【答案】A【详解】解题用到原子的电中性规律：。已知氦-3原子核含2个质子，因此核电荷数为+2，核外电子总数等于质子数为2；核外第一层最多容纳2个电子，因此氦-3核外只有1个电子层，电子数为2，对应选项A。【举一反三】【变2-1】钒在新能源领域起着重要作用。钒原子的结构示意图如图所示。下列说法错误的是A．的值为8B．钒原子的质子数为23C．钒原子在化学反应中易失去电子，形成阳离子D．钒原子核外有四个电子层【答案】A【详解】A.原子中核内质子数等于核外电子总数，因此，解得，该说法错误。B.原子结构示意图中圆圈内数字为质子数，因此钒原子质子数为23，该说法正确。C.钒原子最外层电子数为2，小于4，化学反应中易失去电子形成阳离子，该说法正确。D.原子结构示意图中弧线代表电子层，钒原子核外共有4条弧线，即有4个电子层，该说法正确。【变2-2】如图为氯原子的结构示意图，下列说法错误的是A．核内中子数为17B．核外有3个电子层C．最外层有7个电子D．能量低的电子在离核较近的区域运动【答案】A【详解】A、由图可知，氯原子核电荷数为17，不是中子数，符合题意；B、由图可知，氯原子核外有3个电子层，不符合题意；C、由图可知，氯原子的最外层电子数为7，不符合题意；D、能量越低，离核越近，因此能量低的电子在离核较近的区域运动，不符合题意。故选A。知识梳理知识梳理三、离子1.定义:带电的原子叫作离子。2.分类阳离子:原子失电子，带正电荷(如Na+)；阴离子:原子得电子，带负电荷(如Cl—)。3.形成实例(钠与氯气反应)钠原子最外层1个电子失去，变成Na+；氯原子得到1个电子变成Cl—；阴阳离子相互作用形成氯化钠(NaCl)重要结论:离子也是构成物质的微观粒子(如氯化钠由钠离子、氯离子构成)5.离子和原子的联系与区别原子阳离子阴离子结构质子数=核外电子数质子数>核外电子数质子数<核外电子数电性不带电带正电带负电联系原子得到电子变为阴离子，失去电子变为阳离子6.原子形成离子的过程分析钠原子钠离子镁原子镁离子失去1个电子82失去1个电子821+1128失去2个电子82失去2个电子822+1228硫原子硫离子氯原子氯离子得到2个电子82得到2个电子826828得到1个电子82得到1个电子827828考点突破考点突破【典例精析】【例题3】如图是某微粒的结构示意图，下列有关说法错误的是A．该微粒的质子数是12 B．该微粒表示的是阴离子C．该微粒的符号为Mg2+ D．该微粒电子层结构属于稳定结构【答案】B【详解】A.结构示意图中圆圈内数字为质子数，因此该微粒质子数为12，正确；B.该微粒核外电子总数为，质子数大于核外电子数，属于带正电的阳离子，不是阴离子，错误；C.质子数12对应镁元素，该微粒是镁原子失去2个电子形成的镁离子，符号为，正确；D.该微粒最外层电子数为8，属于相对稳定结构，正确。【举一反三】【变3-1】制作豆腐所用盐卤含氯化镁，井水中含钙离子、镁离子，下列说法不正确的是A．氯离子和钙离子的核外电子排布不同B．钙元素和镁元素都属于金属元素C．钙原子易失去电子形成阳离子D．钙和镁的化学性质相似【答案】A【详解】A.氯离子（）核外电子排布为2、8、8，钙离子（）核外电子排布也为2、8、8，二者核外电子排布相同，错误；B.钙、镁均带“钅”字旁，属于金属元素，正确；C.钙原子最外层有2个电子，易失去电子形成阳离子，正确；D.钙和镁原子最外层电子数均为2，化学性质相似，正确。【变3-2】如图所示是几种粒子的结构示意图，下列有关说法错误的是A．粒子②和④都具有稳定结构 B．粒子①易得到电子形成阳离子C．粒子③易形成带一个单位正电荷的阳离子 D．粒子④为阳离子【答案】B【详解】A、粒子②和④最外层电子数均是8，均达到了相对稳定结构，不符合题意；B、粒子①的最外层电子数为7，大于4，在化学反应中容易得到电子形成阴离子，符合题意；C、粒子③的最外层电子数为1，小于4，在化学反应中容易失去最外层1个电子，从而形成带一个单位正电荷的阳离子，不符合题意；D、粒子④中质子数大于核外电子数，表示阳离子，不符合题意。故选B。知识梳理知识梳理四、相对原子质量：1.原子实际质量极小，书写计算不便，引入相对原子质量。标准：以碳-12原子质量的1/12为标准。公式：4.质量分布：质子、中子相对质量约为1，电子质量极小可忽略；原子质量主要集中在原子核上。5.近似等量关系：相对原子质量=质子数=中子数6.拓展：我国科学家张青莲主持测定多种元素相对原子质量，被国际采用为标准。考点突破考点突破【典例精析】【例题4】有关相对原子质量说法正确的是A．相对质量的单位是克B．原子的实际质量太小，所以采用相对原子质量C．原子的相对原子质量是一种原子实际质量与一种碳原子实际质量的比值D．原子的实际质量越小，相对原子质量就越大【答案】B【详解】A、相对原子质量是一个比值，单位应为“1”或无量纲，A错误。B、原子的实际质量极小（例如，氢原子质量约1.67×10-24克），使用实际质量在计算和比较时不方便。因此，科学家引入相对原子质量（如氢的相对原子质量约为1），以简化表达和运算，B正确。C、相对原子质量的定义是：一种原子的实际质量与碳-12原子质量的的比值，C错误。D、相对原子质量与实际质量成正比。例如，氢原子实际质量小，相对原子质量约1；氧原子实际质量大，相对原子质量约16。因此，实际质量越小，相对原子质量越小，D错误。故选B。【举一反三】【变4-1】下列有关原子的说法中正确的是A．某原子实际质量为xg，C-12原子实际质量为yg，则该原子相对原子质量为B．“毒大米”中含有金属铬(Cr)，铬原子序数为24，则质子数和中子数都为24C．所有原子的原子核都由质子和中子构成D．自然界中有、和三种碳原子(12、13、14约为它们的相对原子质量)，则它们的核外电子数为6、7、8【答案】A【详解】A、相对原子质量是以碳-12原子质量的1/12作为标准，其他原子的实际质量与这个标准的比值；设某原子实际质量为，碳-12原子实际质量为，则标准质量为。该原子的相对原子质量为。选项中的公式正确，符合定义，正确；B、原子序数等于质子数。铬（Cr）原子序数为24，因此质子数为24。但中子数不一定等于质子数，错误；C、原子核由质子和中子构成，但并非所有原子都满足此条件，例如，氢原子核中只有一个质子，没有中子，错误；D、、和是碳元素的三种同位素；同位素具有相同的质子数（因为原子序数相同），碳的原子序数为6，因此它们的质子数都为6；在原子中，质子数等于核外电子数（原子电中性），所以它们的核外电子数都应为6，错误。故选A。【变4-2】下列有关粒子的说法中正确的是A．原子的原子核都是由质子和中子构成的 B．分子可分，原子不可分C．原子的质子数和中子数一定相同 D．相对原子质量与原子的实际质量不相同【答案】D【详解】A、氢原子核中不含中子，只有质子，因此并非所有原子核都含质子和中子，错误；B、在化学变化中，分子可分，原子不可分，实际上原子可分为原子核和核外电子，错误；C、在原子中，质子数=核外电子数，质子数和中子数不一定相等，如C-12、C-14，错误；D、相对原子质量与原子的实际质量呈正比，但是相对原子质量与原子的实际质量不相同，相对原子质量是一个比值，正确。故选D。专项练习专项练习【练1】物质都是由微观粒子构成的。下列关于微观粒子的叙述错误的是A．氯化钠是由离子构成的B．原子中原子核与核外电子的电量相等，电性相反，所以整个原子不显电性C．决定原子质量大小的主要是质子和电子D．原子得到或失去电子就变成离子【答案】C【详解】A.氯化钠由钠离子和氯离子构成，叙述正确。B.原子核带正电，核外电子带负电，二者电量相等、电性相反，因此原子整体不显电性，叙述正确。C.电子质量极小，约为质子质量的，几乎可以忽略，原子质量主要集中在原子核上，由质子和中子的质量决定，该叙述错误。D.原子得到电子形成带负电的阴离子，失去电子形成带正电的阳离子，得失电子后变为离子，叙述正确。【练2】建立模型是学习化学的重要方法。下列模型正确的是A．反应类型关系模型 B．空气成分模型C．原子结构模型 D．物质分类关系模型【答案】A【详解】A.氧化反应和化合反应是两种不同的反应类型，有些反应既是氧化反应又是化合反应，存在交叉部分，模型正确；B.空气成分按体积分数计，氮气约占78%，氧气约占21%，其他气体约占1%，而不是按质量分数计，模型错误；C.原子由原子核和核外电子构成，质子是原子核的组成部分，二者不是并列关系，模型错误；D.物质分为纯净物和混合物，二者是并列关系，化合物属于纯净物，混合物不包含化合物，模型错误。【练3】EAST是中国自主研制的全超导托卡马克核聚变实验装置，其热核材料氘、氚的原子构成示意图如下。有关说法正确的是A．氘、氚原子中质子数相同 B．氚原子核内有一个中子C．氘、氚原子均带有正电 D．氘、氚原子的质量相等【答案】A【详解】A.根据题中给出的原子结构示意图可以看出，二者的原子核内都有一个带正电的粒子，即它们的原子核内质子数都为1，正确；B.原子核内不带电的粒子为中子，由示意图可知，氚原子核内有2个中子，错误；C.原子中核内质子数等于核外电子数，正负电荷总量相等，整体呈电中性，不带电，错误；D.原子质量主要集中在原子核上，氘原子核内共2个核子（1质子+1中子），氚原子核内共3个核子（1质子+2中子），二者质量不相等，错误。【练4】学习化学要构建好“宏观一微观一符号”的联系，下列说法正确的是A．带电的微粒一定是离子B．He原子和Mg原子最外层电子数均为2，容易失去电子C．只有分子、原子能直接构成物质D．钙原子和钙离子核外电子数不相同【答案】D【详解】A.带电的微粒不一定是离子，质子、电子均带电但不属于离子，该选项错误，故不符合题意；B.He原子核外只有1层电子，该层电子数是2，不易得失电子，Mg原子最外层2个电子易失去，二者化学性质不同，该选项错误，故不符合题意；C.分子、原子、离子均可直接构成物质，如氯化钠由钠离子和氯离子构成，该选项错误，故不符合题意；D.钙原子失去2个电子形成钙离子，质子数（即核电荷数）不变，核外电子数减少2，可以描述为核外电子数不相同，该选项正确，故符合题意。故选D。【练5】对比Na和Na+，下列说法中正确的是A．电子数相同 B．质子数相同 C．化学性质相同 D．化合价相同【答案】B【详解】A、Na的核外电子数等于质子数为11，核外电子数为，二者电子数不同，故选项说法错误；B、失电子过程不改变原子核内质子数，二者质子数均为11，相同，故选项说法正确；C、元素化学性质由最外层电子数决定，Na最外层1个电子，化学性质活泼；最外层8个电子，结构稳定，二者化学性质不同，故选项说法错误；D、单质Na中Na元素化合价为0，对应的化合价为+1价，二者化合价不同，故选项错误。【练6】下列叙述不正确的是A．由分子构成的物质，分子是保持物质化学性质的最小粒子B．原子中原子核与核外电子的电量相等，电性相反，所以整个原子不显电性C．决定原子质量大小的主要是质子和电子D．原子得到电子就变成阴离子【答案】C【详解】A、由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子，故A选项不符合题意；B、原子中原子核带正电，核外电子带负电，原子核与核外电子的电量相等，电性相反，所以整个原子不显电性，故B选项不符合题意；C、电子的质量很小，决定原子质量大小的主要是质子和中子，而不是质子和电子，故C选项符合题意；D、原子得到电子，电子数大于质子数，带负电荷，就变成阴离子，故D选项不符合题意。故选C。【练7】下列关于宏观事实的微观解释错误的是A．水通直流电分解，是因为水分子被破坏，形成新的分子B．20mL水与20mL酒精混合后体积小于40mL，是因为混合后分子数目减少C．水和双氧水的化学性质不同，是因为构成它们的分子不同D．碳和硫原子的化学性质不同，是因为它们原子的最外层电子数不同【答案】B【详解】A.水通电分解是化学变化，化学变化的本质是原分子破裂、原子重新组合为新分子，反应中水分子被破坏，生成氢分子和氧分子，解释正确。B.等体积水和酒精混合后总体积变小，是因为分子之间存在间隔，水分子和酒精分子互相进入对方的分子间隔中，整个过程分子总数没有减少，解释错误。C.分子是保持物质化学性质的最小微粒，水和过氧化氢的分子构成不同，因此化学性质不同，解释正确。D.原子的化学性质主要由最外层电子数决定，碳原子和硫原子最外层电子数不同，因此化学性质不同，解释正确。【练8】如图为氪原子的结构示意图，有关该原子的说法错误的是A．核内质子数为36 B．核外有4个电子层C．第一层电子数为8 D．在化学反应中不易得失电子【答案】C【详解】A、原子结构示意图中圆圈内数字表示核内质子数，所以氪原子核内质子数为36，故选项说法正确；B、一个弧线表示一个电子层，氪原子核外有4个弧线，表示核外有4个电子层，故选项说法正确；C、由原子结构示意图可知，氪原子第一层电子数为2，故选项说法错误；D、氪原子最外层电子数是8，在化学反应中不易得失电子，故选项说法正确；故选：C。【练9】铍(Be)是“神舟21号”飞船轻质高强部件的原料之一，下图是其原子结构示意图。下列说法正确的是A．铍原子有两个电子层 B．Be的核外电子不带电C．Be含有的质子数是8 D．Be的原子质量为4g【答案】A【详解】A、根据原子结构示意图可知，铍原子有两个电子层，故选项说法正确；B、Be的核外电子带负电，故选项说法错误；C、Be的质子数等于核电荷数，为4，故选项说法错误；D、Be的相对原子质量约为9，而不是4g，故选项说法错误。故选：A。【练10】如图是几种粒子的结构示意图。下列说法正确的是A．氯原子的相对原子质量为17 B．②在化学反应中容易得到电子C．①③属于同种元素 D．③④表示的均是阳离子【答案】C【详解】A、氯原子的结构示意图中，圆圈内的数字“17”是质子数（核电荷数），不是相对原子质量。所以错误。B、②的粒子是钠原子，最外层只有1个电子，在化学反应中容易失去电子，而不是得到电子，所以错误。C、①和③的质子数都是17，质子数相同则属于同种元素（氯元素），所以正确。D、③的质子数（17）小于核外电子数（18），是阴离子；④的质子数（12）大于核外电子数（10），是阳离子，所以错误。故选C。【练11】从微观和宏观角度认识物质世界是化学学科研究物质的重要途径。(1)从微观角度认识物质的分类，如图所示“”和“”表示不同原子，如图中表示混合物的是_____（填字母，下同），由分子直接构成的纯净物是______。(2)认识微观粒子的构成。请根据下图1微观粒子的结构示意图填空。在化学反应中，C代表的粒子易_____电子（填“得到”或“失去”）。上述微观粒子中，属于阳离子的是____（填符号）。粒子A、B能形成的物质是_____填符号）。(3)从微观角度认识物质的变化，如上图2是一氧化氮与氧气在常温的条件下发生反应的微观模拟图，请结合图示回答：根据上图信息，该反应中反应物有_______种，该反应属于_______（填基本反应类型）。从微观角度解释该化学变化的实质是________。【答案】(1)BAD(2)得到(3)2化合反应在化学变化中分子分裂为原子，原子重新排列组合【详解】（1）混合物是由不同种粒子（分子/原子）构成的体系：图B中存在两种不同的粒子（白球分子、黑球粒子），因此表示混合物的是B。由分子直接构成的纯净物需满足“同种分子构成”：图A（同种化合物分子）、图D（同种单质分子）均符合。故填：B；AD。（2）C代表的粒子是硫原子（最外层电子数为6，大于4），在化学反应中易得到电子；阳离子是“质子数>核外电子数”的粒子：图B（质子数11，核外电子数10）对应的是；粒子A（）、B（）形成的物质是氧化钠，符号为。故填：得到；；。（3）反应物是一氧化氮（）和氧气（），共2种；该反应由两种物质生成一种物质，属于化合反应；化学变化的实质是：分子破裂成原子，原子重新组合成新的分子。故填：2；化合反应；在化学变化中分子分裂为原子，原子重新排列组合。【练12】建立宏观、微观和符号之间的相互联系是化学学科的特点。(1)图1为粒子之间的转化关系图，其中①表示的是________，图2中________。(2)图3中，A~D中具有相对稳定结构的微观粒子是________（填序号，下同），在化学反应中易失电子的是________；B和D构成的物质由________构成（填具体微观粒子的符号），若E中，该微观粒子的符号是________。(3)图2所表示的微粒与图3中____微粒（填序号）的化学性质相似，判断的依据是_____。【答案】(1)原子18(2)ABC、/、(3)C最外层电子数相同的粒子，其化学性质相似【详解】（1）由图1可知，①能结合成分子，分子能分解成①，①得失电子形成离子，可判断①为原子；在原子中质子数=核外电子数，则，解得。故填：原子；18。（2）最外层电子数为8（只有一个电子层时为2）的结构为稳定结构，A核外只有一个电子层，最外层电子数为2，属于稳定结构；BC最外层电子数小于4，在化学变化中易失去电子；原子序数=质子数，B原子序数为11、D原子序数为17，B、D分别为钠元素和氯元素，构成的物质是由钠离子和氯离子构成的，符号分别为、；若，8号元素为氧元素，且E为带2个单位负电荷的离子，则E粒子符号为。故填：A；BC；、或、；。（3）原子的化学性质与原子的核外电子排布，特别是最外层电子的数目有关。图2表示的粒子最外层有2个电子，与图3中C的最外层电子数也为2，因此它们的化学性质相似。判断依据是：最外层电子数相同的粒子，其化学性质相似。故填：C；最外层电子数相同的粒子，其化学性质相似。【练13】用锶(Sr)等材料制成的原子钟精确度极高，常被用于卫星的精准计时。结合下图回答问题。已知：图2是锶原子的结构示意图，图3是几种粒子的结构示意图。(1)图1为粒子之间的转化关系图，其中①表示的是___________，图2中___________。(2)图3中若E中，写出该粒子的符号___________；与锶原子化学性质相似的原子是___________(填字母)；A~D在化学反应中易失电子的是___________(填字母)。(3)图3中达到相对稳定结构的是___________(填序号)。【答案】(1)原子18(2)CBC(3)AE【详解】（1）分子可分解为原子，原子可结合为分子，原子得失电子形成离子，因此①是原子；原子中质子数=核外电子数，代入得，解得。（2）时，该粒子质子数为8（氧元素），核外电子数为10，是带2个单位负电荷的氧离子；化学性质由最外层电子数决定，锶原子最外层电子数为2，C（镁原子）最外层也为2，二者化学性质相似（A为氦原子，最外层2电子是稳定结构，和锶性质不同）；最外层电子数<4的原子易失电子，B最外层1个电子、C最外层2个电子，均易失电子。（3）相对稳定结构判断规则：仅1个电子层时，最外层电子数为2；电子层≥2时，最外层电子数为8。A符合前者，E符合后者，二者均为稳定结构。【练14】稀有气体共有7种，它们是氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氪气(Kr)、氙气(Xe)、氡气(Rn，放射性)、Og(放射性，人造元素)。其中Og是人工合成的稀有气体，其原子结构示意图如图所示。(1)Og原子的质子数为___________，原子核外有___________个电子层，稀有气体不易与其他物质发生反应，化学性质比较稳定，它们的原子最外层都有8个电子(氦为2个电子)。(2)根据下列粒子结构示意图，回答下列问题：①表示具有稳定结构的有___________(填字母，下同)。②表示阴离子的有___________。③表示阳离子的有___________，其离子符号为___________。【答案】(1)1187