初中九年级化学 原子结构与构成（第2课时）知识清单

初中九年级化学原子结构与构成（第2课时）知识清单一、原子的内部构成与电荷守恒（一）原子的微观粒子构成【基础】【必记】现代科学实验证明，原子不是一个不可分割的实心球体，而是由更小的粒子构成的。原子居于中心的原子核和核外高速运动的电子构成。1、原子核：位于原子的中心，体积非常小，但几乎集中了原子的全部质量。原子核由两种更微小的粒子构成：1.质子：每个质子带一个单位正电荷（+1）。2.中子：呈电中性（不带电）。2、核外电子：在原子核外绕核做高速运动。每个电子带一个单位负电荷（1）。（二）原子内部的定量规律【高频考点】【难点辨析】1、核电核数：原子核所带的正电荷数，实际上就是指质子数。2、等量关系（电性守恒）：由于原子核所带的正电量与核外电子所带的负电量相等，但电性相反，因此整个原子对外不显电性。1.核心公式：核电荷数=核内质子数=核外电子数2.特别注意：这个等式只适用于原子，不适用于离子。3、质量关系：原子的质量主要集中在原子核上。电子的质量很小，约为质子（或中子）质量的1/1836，因此在计算原子质量时通常忽略不计。1.推论：原子的质量≈质子的质量+中子的质量。2.特例：不是所有的原子核中都含有中子。最常见的例子是普通氢原子（氕），其原子核内只有1个质子，没有中子。4、数量关系：在同一原子中，质子数不一定等于中子数。对于不同的原子，质子数决定元素的种类。（三）必考题型突破：【微观粒子带电性判断】1.解题步骤：1、首先明确原子中各粒子的带电情况：质子（+）、中子（0）、电子（）。2、运用“质子数=电子数”判断原子是否带电。3、如果题目给出的是离子，则需通过“质子数与电子数的差值”判断所带电荷的种类和数目。2.易错点：误认为所有原子都含有中子（忽略了氢原子）；混淆原子与离子中的等量关系。二、原子核外电子排布与原子结构示意图（一）核外电子分层排布规律【基础】【重点】在含有多个电子的原子里，核外电子的能量并不相同。能量低的通常在离核较近的区域运动，能量高的在离核较远的区域运动。通常把电子离核远近的不同区域视为不同的电子层（壳层）。1、排布原则：1.分层依据：电子的能量由低到高，从内向外分层排布。2.能量最低原理：电子总是尽量先排布在能量最低的电子层里，即最先排满第一层，才能排第二层，依次类推。3.每层容量：1.4.第1层（K层）最多容纳2个电子。2.5.第2层（L层）最多容纳8个电子。3.6.第3层（M层）最多容纳18个电子。7.最外层规律：最外层电子数不超过8个（如果只有一层，即第1层是最外层时，电子数不超过2个）。（二）原子结构示意图的解读【核心技能】原子结构示意图是一种用图示简洁表示原子核及核外电子排布的方法。1、图示结构（以钠原子为例）：1.圆圈：表示原子核。圆圈内的“+11”表示核电荷数（即质子数为11）。2.弧线：表示电子层。3.弧线上数字：表示该电子层上的电子数。例如钠原子：第一层2个，第二层8个，第三层1个。2、信息提取【高频考点】：1.通过圆圈内的数字确定元素种类（质子数决定元素）。2.通过弧线的层数确定电子层数，该数值等于该元素在元素周期表中的周期数（对于主族元素而言）。3.通过最外层弧线上的数字确定最外层电子数，该数值决定元素的化学性质。（三）原子结构与元素化学性质的关系【难点】【热点】元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子数。这里的化学性质主要指得失电子的能力。1、稀有气体元素（稳定结构）：1.结构特点：最外层电子数为8（氦为2）。2.化学性质：不易得失电子，化学性质不活泼，通常称为稳定结构。2、金属元素：1.结构特点：最外层电子数一般少于4个。2.化学性质：在化学反应中，容易失去最外层电子，使次外层变为最外层，从而形成8电子（或2电子）的稳定结构。失去电子后，正电荷总数大于负电荷总数，带上正电，变为阳离子。3、非金属元素：1.结构特点：最外层电子数一般大于或等于4个。2.化学性质：在化学反应中，容易得到电子，使最外层达到8电子的稳定结构。得到电子后，负电荷总数大于正电荷总数，带上负电，变为阴离子。3.重要结论：结构决定性质。1.4.当原子的最外层电子数相同时，其化学性质相似（如氧原子和硫原子最外层都是6个电子，都易得2个电子）。2.5.当原子的最外层电子数达到8（或2）时，该结构为相对稳定结构，化学性质稳定。（四）易错点与辨析【失分预警】1、“最外层电子数”与“稳定”的关系：稳定是指最外层达到8电子（或2电子）结构，而不是电子层满了。例如，镁原子最外层是2个电子，但它的次外层是8个电子，它并不是稳定结构，因为它容易失去这2个电子。2、“得失电子”与“电性”的关系：失电子（正电荷多）→带正电（阳离子）；得电子（负电荷多）→带负电（阴离子）。3、数目的变化：原子得失电子后，质子数和中子数不变，改变的是核外电子总数。三、离子的形成与表示（一）离子的概念与分类1、定义：离子是指带电的原子（或原子团）。原子得失电子后，就变成了离子。2、分类：1.阳离子：带正电荷的离子。如：Na⁺（钠离子）、Mg²⁺（镁离子）、Al³⁺（铝离子）、NH₄⁺（铵根离子）。2.阴离子：带负电荷的离子。如：Cl⁻（氯离子）、O²⁻（氧离子）、S²⁻（硫离子）、SO₄²⁻（硫酸根离子）、CO₃²⁻（碳酸根离子）。（二）离子符号的书写规则【高频考点】1、先写数字，后写正负：在元素符号的右上角，先标出离子所带的电荷数（数字），再标出电荷的正负号。2、一省略：当离子所带电荷数为“1”时，“1”省略不写。1.例如：钠离子（Na⁺，不能写成Na¹⁺）；氯离子（Cl⁻，不能写成Cl¹⁻）。2.例如：镁离子（Mg²⁺，这里的2不能省略，表示带2个单位的正电荷）。3、符号意义：1.Mg²⁺：表示一个镁离子；表示一个镁离子带2个单位的正电荷。2.2Mg²⁺：表示两个镁离子。（离子符号前面的数字表示离子个数，只具有微观意义）。（三）离子中的数量关系【难点】【推断题核心】判断一个粒子是原子还是离子，或者判断其属于何种元素，关键看质子数和电子数的关系。1、当质子数=电子数：该粒子为原子。2、当质子数>电子数：该粒子为阳离子。失去的电子数=质子数电子数。3、当质子数<电子数：该粒子为阴离子。得到的电子数=电子数质子数。1.解题技巧：在粒子结构示意图中，圆圈内数字为质子数，弧线数字之和为电子数。快速计算二者差值，即可判断粒子的种类和带电情况。（四）原子与离子的区别与联系【重要】1.区别：1.2.原子：电中性；一般不稳定（除稀有气体）；在化学反应中通过得失电子达到稳定。2.3.离子：带电荷；阳离子带正电，阴离子带负电；属于稳定结构（通常最外层已达8电子或2电子稳定结构）。4.联系：1.5.相互转化：原子\stackrel{失电子}{\rightleftharpoons}阳离子；原子\stackrel{得电子}{\rightleftharpoons}阴离子。2.6.同种元素：原子和离子属于同一种元素，因为它们的质子数相同。例如，钠原子（Na）和钠离子（Na⁺）都属于钠元素。四、相对原子质量（一）概念引入【基础】由于原子的实际质量非常小（数量级在10⁻²⁶kg左右），使用起来极不方便，因此国际上采用相对原子质量来表示原子的质量关系。（二）定义与公式【必记】1、定义：以一种碳原子（碳12）质量的1/12为标准，其他原子的质量与它相比较所得的比值，作为这种原子的相对原子质量（符号为Ar）。2、计算公式：1.某原子的相对原子质量=\frac{该一个原子的实际质量(kg)}{一个碳12原子质量的\frac{1}{12}(kg)}2.注意：相对原子质量是一个比值，它的单位是“1”，通常省略不写。（三）近似计算与构成的关系【高频考点】【必会】通过大量数据研究发现，相对原子质量与原子的实际构成有密切的近似关系：1、构成公式：1.相对原子质量≈质子数+中子数2、原因：质子和中子的质量都约等于一个碳12原子质量的1/12（即约等于1.67×10⁻²⁷kg），而电子的质量非常小，可以忽略不计。因此，相对原子质量的数值近似等于质子数和中子数之和。2.解题应用：已知质子数和相对原子质量，求中子数：中子数=相对原子质量质子数。3.常考示例：钠原子质子数为11，相对原子质量约为23，其中子数=2311=12。（四）相对原子质量与原子的实际质量的区别【辨析】比较维度实际质量相对原子质量性质真实的、具体的质量一个比值，不是真实质量数值非常小（如：10⁻²⁶kg）大于等于1（如：氢为1，铁为56）单位千克（kg）或克（g）单位为1（一般不写）联系相对原子质量与原子的实际质量成正比。实际质量越大，相对原子质量越大。五、宏观辨识与微观探析——核心素养提升（一）物质构成的微粒辨析【必考点】初中化学中，构成物质的微粒有三种：分子、原子、离子。1、由原子直接构成的物质：1.稀有气体（如He、Ne、Ar）。2.金属单质（如Fe、Cu、Mg）。3.部分固态非金属单质（如C、Si、P、S）。2、由离子构成的物质：4.一般是由金属元素与非金属元素组成的化合物。典型的如：氯化钠（NaCl，由Na⁺和Cl⁻构成）、硫酸铜（CuSO₄，由Cu²⁺和SO₄²⁻构成）、氢氧化钠（NaOH，由Na⁺和OH⁻构成）。3、由分子构成的物质：5.大多数非金属气态单质（如O₂、H₂、N₂）、非金属氧化物（如CO₂、H₂O）、酸（如HCl、H₂SO₄）、有机物（如CH₄、C₂H₅OH）等。（二）原子结构模型的演变【科学史话】了解科学家探索原子结构的过程，有助于培养科学精神和证据推理能力。1、道尔顿（1803年）：提出“实心球模型”，认为原子是坚硬的、不可再分的实心球体。2、汤姆孙（1897年）：发现了电子，提出“葡萄干布丁模型”（或西瓜模型、枣糕模型），认为原子是一个带正电的球体，电子镶嵌在其中。3、卢瑟福（1911年）：通过α粒子散射实验提出“核式结构模型”。实验现象：绝大多数α粒子穿过金箔，少数发生偏转，极少数被反弹。1.推论：1.2.大多数穿过→原子内部有很大的空间。2.3.少数偏转→原子中心有一个带正电的、体积很小的核（原子核）。3.4.极少数反弹→原子核质量很大，且带正电。4、波尔（1913年）：提出“分层模型”，认为电子在核外固定的轨道上分层运动。5、现代量子力学模型：电子云模型，描述电子在核外出现的概率分布。六、综合题型与解题策略（一）常见题型分析1、信息给予题：1.考向：给定一个陌生原子的质子数、中子数、电子数或相对原子质量，要求判断元素种类、带电情况或进行相关计算。2.策略：紧扣“质子数决定元素”、“原子中质子数=电子数”、“相对原子质量=质子数+中子数”这三个核心公式进行推导。2、粒子结构示意图辨识题：1.考向：给出几个结构示意图，要求判断哪些是原子、哪些是离子（阳/阴），哪些属于同种元素，哪些化学性质相似。2.策略：1.3.第一步：看圆圈内数字（质子数），相同则同种元素。2.4.第二步：算电子总数，比较与质子数的大小，定原子/离子。3.5.第三步：看最外层电子数，定得失电子趋势（化学性质）。6.易错点：混淆“同种元素”与“同种微粒”。质子数相同即为同种元素，即使一个是原子一个是离子，也是同种元素。3、关于相对原子质量的计算题：1.考向：给出一个原子的实际质量或碳12原子的质量，求相对原子质量。2.策略：严格套用定义公式计算，注意单位统一，计算过程中单位会约掉，结果不带单位（或写“1”）。（二）解答要点总结1、电荷守恒：原子之所以不显电性，是因为质子数（正电）=电子数（负电）。2、质量守恒（近似）：原子的质量几乎全在原子核上，故相对原子质量≈质子数+中子数。3、结构决定性质：最外层电子数决定了该原子在化学反应中是易失电子（金属）、易得电子（非金属）还是不易得失电子（稀有气体）。4、离子与原子的转化：变化的是电子数，不变的是质子数（元素种类不变）。5、符号的意义：1.2O：两个氧原子（只讲个数，不讲种类）。2.O₂：氧气（宏观：氧气这种物质；微观：一个氧分子）。3.O²⁻：氧离子（一个氧离子带2个单位负电荷）。4.