九年级化学上册第三单元物质构成的奥秘课题2原子的结构习题（新人教版）

课题 2　原子的结构 答案： (1)原子核　(2)质子　(3)正　(4)中子　(5)负　(6)核电荷数　(7)核外电子　(8)分 层　(9)2　(10)8　(11)原子核及核电荷数　(12)电子层及该层上的电子数　(13)正　(14) ＞　(15)负 (16)＜　(17)质子　(18)中子 1．原子的构成 (1)原子可以再分 很长时间以来，科学家都以为原子是简单的、不能分割的实心球体。直到 1897 年，英 国科学家汤姆生发现了电子，才第一次揭开了原子的神秘面纱，知道原子还是可以再分的。 释疑点 原子能否再分 原子是化学变化中的最小粒子，在化学变化中不能再分，但是在其他条件下还能再分。 (2)原子的构成 谈重点 原子核的特点 原子核居于原子中心，带正电荷，相对于整个原子来说，核外有一个很大的空间，这就 是电子运动的区域。原子核虽然小，但几乎集中了整个原子的质量，原子质量主要集中在原 子核上。原子核的特点可以概括为：居于原子中心、带正电荷、体积小、相对质量较大。 (3)原子中各粒子的电性 粒子种类 电性 质子 一个单位正电荷 中子 不带电 电子 一个单位负电荷 (4)几种常见原子的构成 种类 质子数 中子数 电子数 氢 1 0 1碳 6 6 6 氧 8 8 8 钠 11 12 11 氯 17 18 17 辨误区 原子一定是由质子、中子、核外电子构成的吗 原子一般由质子、中子、核外电子这三种粒子构成，但某种氢原子中只有一个质子和一 个核外电子，无中子。 (5)原子中各种粒子之间的关系 ①原子中，质子所带正电荷总数与核外电子所带负电荷总数相等，中子不带电，整个原 子不显电性。 ②在原子中，核电荷数＝质子数＝核外电子数。 ③不同种类的原子，核内质子数不同。 【例 1】下列关于原子的叙述，正确的是(　　) A．原子是不能再分的粒子 B．一切原子的原子核都是由质子和中子构成的 C．原子核内质子数等于核外电子数 D．原子核内质子数必等于中子数 解析： A × 原子在化学变化中不可再分 B × 原子核一般由质子和中子构成，但某种氢原子核内无中子 C √ D × 原子核内质子数等于核外电子数，不一定等于中子数 答案：C 2．原子核外电子的排布 (1)电子层 核外电子运动不像汽车、火车一样有自己的运动路线，但也有自己的运动特点：在含有 多个电子的原子里，电子的能量并不同。能量低的电子通常在离核较近的区域内运动，能量 较高的在离核较远的区域内运动，科学家形象地将这些区域称为电子层。 释疑点 电子层真实存在吗 在原子中，电子层并不真实存在，只是科学家为了研究方便而进行的一种人为规定。 (2)核外电子的分层排布 核外电子是在不同的电子层内运动的，人们把这种现象叫做核外电子的分层排布。现在 发现的元素原子核外电子最少的有 1 层，最多的有 7 层。 ①电子层数、电子能量、离核远近关系 电子层数 ― ― - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - →一　二　三　四　五　六　七 　 　 　　电子 　 离核由近到远，能量由低到高 ②核外电子的排布规律 a．第一层最多容纳 2 个电子，第二层最多容纳 8 个电子，最外层最多能容纳 8 个电子； b．当第一层为最外层时，不超过 2 个电子； c．电子尽先排在能量最低的内层，若内层排满有多余的电子再向外排。 (3)原子结构示意图 用原子结构示意图可以简明、方便地表示原子结构。小圈及圈内数字表示原子核和核内 质子数，弧线表示电子层，弧线上的数字表示该层的电子数。下图是钠元素的原子结构示意 图。(4)原子结构与元素化学性质的关系 元素 分类 原子最外层 电子数 得失 电子 化学 性质 金属元素 一般少于 4 易失去最外层电子 非金属元素 一般多于 4 易得电子 活泼，易发生化学 反应 稀有气体 元素 8(He 为 2) 不易得 失电子 稳定，极难发生化 学反应 析规律 最外层电子数决定元素的化学性质 元 素得失电子的化学性质决定于该元素原子的最外层电子 数。最外层电子数相同的原子，其化学性质相似。 【例 2】 根据给出的原子结构示意图，回答下列问题： He　　　　 Mg　　　　 　 Ca (1)Mg 和 Ca 的化学性质________(填“活泼”或“不活泼”)。 (2)He 的化学性质________(填“活泼”或“不活泼”)。 由此可知，最外层电子数相同时，化学性质________(填“一定”或“不一定”)相似。 解析：由原子结构示意图知，Mg 和 Ca 的最外层电子数均为 2，故二者都易失去 2 个电 子，化学性质活泼；He 虽然最外层(也是第 1 层)也是 2 个电子，但却达到了相对稳定结构， 不易 得失电子，化学性质不活泼。可见，最外层电子数相同时，元素的化学性质不一定相 似。 答案：(1)活泼　(2)不活泼　不一定 3．离子的形成 (1)离子的概念 带电荷的原子(或原子团)叫做离子。 (2)离子的分类 ①阳离子：带正电荷的原子(或原子团)叫做阳离子，如 Na＋ 、Ca2＋、NH＋4 (铵根离子)。 ②阴离子：带负电荷的原子(或原子团)叫做阴离子，如 O2－、Cl－、OH－。 (3)离子的形成 原子失去电子，带正电荷，形成阳离子(核电荷数＝质子数＞电子数)。 原子得到电子，带负电荷，形成阴离子(核电荷数＝质子数＜电子数)。 (4)离子的表示方法 ①离子的表示方法 在元素符号(或原子团)的右上角标出所带的电荷及电性。标法是先写数字后写 “＋”“－”号，读作“几个单位的正(负)电荷”。例如，带 2 个单位负电荷的氧离子，可 表示为“O2－”。只带 1 个单位电荷时，数字 1 省略不写，如 Na＋、Cl－等；若要表示几个离 子，直接在离子符号前加上数字，如 2 个钠离子表示为“2Na＋”。 ②较复杂的离子(带电原子团，由两种以上元素原子组成，称为某某根离子) 离子名称 离子符号 离子所带电荷 氢氧根离子 OH－ －1 硫酸根离子 SO2－4 －2 硝酸根离子 NO－3 －1 碳酸根离子 CO2－3 －2碳酸氢根离子 HCO－3 －1 铵根离子 NH＋4 ＋1 ③离子中数字的含义 (5)离子化合物的形成过程 以氯化钠的形成过程为例：因为钠原子的最外层电子数为 1，倾向 于失去 1 个电子；氯 原子的最外电子层上有 7 个电子，倾向于得到 1 个电子。当钠原子和氯原子化合时，钠原子 就会失去 1 个电子给氯原子，氯原子得到电子之后，形成最外层电子达到 8 电子的稳定结构 的 Na＋和 Cl－，二者互相结合，成为 NaCl，可用下图表示： ― ― - - - - - - - - - - - - - - -→阴、阳离子静电作用 NaCl 【例 3—1】下列关于 Na 和 Na＋的说法，不正确的是(　　) A．核内质子数相同 B．核外电子数相同 C．核电荷数相同 D．相对原子质量相同 解析：Na 变成 Na＋的过程中，发生改变的只是核外电子数，原子核不变，故质子数、 核电荷数没变化。原子的质量主要集中在原子核上，电子的质量很小，可以忽略不计。 答案：B (6)物质与其构成粒子之间的关系 构成物质的粒子有分子、原子、离子，物质与其构成粒子之间的关系如下图所示 ： 【例 3—2】下列关于分子、原子、离子的说法，其中正确的是(　　) A．原子是最小的微粒，不可再分 B．钠原子的质子数大于钠离子的质子数 C．当二氧化碳气体变成干冰时，二氧化碳分子间不存在间隔D．分子、原子、离子都可以直接构成物质 解析： A × 原子在化学变化中不可再分，离开这一条件，原子可分成原子核和核外电子 B × 钠原子变为钠离子只是失去一个电子，原子核内质子数不变 C × 分子之间有间隔，由气态变为液态和固态只是分子间的间隔变小了 D √ 分子、原子、离子都是构成物质的粒子 答案：D 4．相对原子质量 (1)原子的实际质量 ①不同原子所含的质子、中子、电子数目不同，所以每个原子的质量也不同。 粒子种类 质量 质子 1.672 6×10－27 kg 中子 1.674 9×10－27 kg 电子 质子质量的 1/1 836 ②原子的质量很小，例如 1 个氧原子的质量为 2.657×10－26 kg。 (2)相对原子质量 ①使用原因 由于原子的实际质 量太小，书写和使用都不方便，所以采用相对原子质量。 ②概念 以一种碳原子(核内有 6 个质子和 6 个中子)的质量的 1/12 为标准，其他原子的质量跟 它相比较所得的比，作为这种原子的相对原子质量(符号为 Ar)。 ③表达式 相对原子质量＝ 一个某原子的质量 一种碳原子质量的1/12 其中，一种碳原子(含 6 个质子和 6 个中子的碳原子)质量的 1/12 约为 1.661×1 0－27 kg。 ④举例 氧原子的相对原子质量＝ 2.657 × 10－26 kg 1.661 × 10－27 kg≈16 ⑤相对原子质量与质子数、中子数的关系： 相对原子质量＝质子数＋中子数 辨误区 相对原子质量就是原子的实际质量吗 相对原子质量只是一个比值，不是原子的实际质量。相对 原子质量越大，原子的实际 质量也越大。 ⑥查元素的相对原子质量 可从元素周期表中查或从相对原子质量表(附录Ⅱ)中查，也可从物理、化学手册中查。 【例 4—1】下列说法正确的是(　　) A．相对原子质量和原子质量都没有单位 B．氢的相对原子质量为 1，所以氢的原子质量为 1 g C．相对原子质量只是一个比值 D．一个碳原子的质量为 1.993×10－26 kg，一个铁原子的质量为 9.288×10－26 kg，碳 原子的相对原子质量大于铁原子的相对原子质量 解析： A × C √ 原子质量很小，有单位，相对原子质量是一个比值，单位为“1” B × 氢的相对原子质量为 1，实际质量约为 1.67×10－27 kg，并非 1 g D × 由相对原子质量定义知，原子质量越大，相对原子质量也越大 答案：C 【例 4—2】我国著名科学家、中国科学院院士张青莲教授主持测定了铟、铱、锑、铕 等几种元素的相对原子质量新值，其中他测定核电荷数为 63 的铕元素的相对原子质量的新 值为 152。则下列说法正确的是(　　)A．铕元素的原子质子数为 63 B．铕元素的原子中子数为 63 C．铕元素的原子核外电子数为 152 D．铕元素的原子的质量为 152 解析：铕元素的原子质子数＝核电荷数＝核外电子数＝63，中子数＝相对原子质量－质 子数＝152－63＝89；铕元素原子的相对质量为 152，而不是实际质量。 答案：A 5．原子和离子的比较 (1)相同点 ①都是构成物质的一种粒子。 ②同种元素的原子和离子，核内质子数相同，核电荷数相同，相对原子质量也相同。 (2)区别 原子：电中性，质子数＝电子数。 阳离子：带正电，质子数＞电子数。 阴离子：带负电，质子数＜电子数。 可见，判断原子、离子的依据是质子数与电子数的关系。 (3)联系 阳离子 原子 阴离子 【例 5】(综合题)现有以下 6 种微粒的结构示意图，如图所示： A　　　 　B　 　　 　C D　　　 　E　 　 　　F (1)表示原子的是________(填序号，下同)。 (2)表示阳离子的是________。 (3)表示阴离子的是________。 解析： 原子中，质子数 ＝电子数＝核电荷数，故 A、C、F 为原子，D、E 中质子数＞电子数， 显正电，为阳离子；B 中质子数＜电子数，显负电，为阴离子。 答案：(1)ACF　(2)DE　(3)B 6．求相对原子质量的方法 (1)已知原子的实际质量时，根据相对原子质量的表达式来求。 相对原子质量＝ 该元素一个原子的质量 标准碳原子的质量 × 1 12 ＝ 该元素一个原子的质量 1.661 × 10－27 kg 例如，一个氯原子的质量是 5.885×10－26 kg，则： 氯原子的相对原子质量＝ 5.885 × 10－26 kg 1.661 × 10－27 kg≈35.4 (2)已知原子的质子数(核电荷数或核外电子数)和中子数时，根据相对原子质量＝质子 数＋中子数来求。 例如，某种钠元素原子核内有 11 个质子、12 个中子，则该钠原子的相对原子质量＝11 ＋12＝23。【例 6—1】(基础题)作为相对原子质量标准的碳原子的质量为 m kg，某元素的一个原 子的质量为 n kg，则该元素原子的相对原子质量为(　　) A． m 12n　　　B． n 12m C． 12n m D． 12m n 解析：根据相对原子质量的定义，知： 相对原子质量＝ 该元素一个原子的质量 标准碳原子的质量 × 1 12 ＝ n kg m kg × 1 12 ＝ 12n m 答案：C 【例 6—2】(综合题)某原子的核电荷数为 18，中子数比电子数多 4，则该原子的相对 原子质量是(　　) A．42 B．40 C．44 D．22 解析：在原子中，质子数＝核电荷数＝电子数。由题意知该原子的质子数为 18，中子 数为 18＋4＝22。相对原子质量＝质子数＋中子数＝18＋22＝40。故 B 正确。 答案：B 7．正确认识粒子 (1)粒子不等同于离子。粒子的范围更大， 包括原子、分子、离子等，而离子只是粒子 的一部分。 (2 )原子生成离子时，由于最外层电子数发生了改变，所以化学性质也发生了改变。 (3)稳定结构与稀有气体。 ①稳定结构是一种相对状态，具有稳定结构的原子构成的物质也可能和某些物质发生反 应。稀有气体化学性质不活泼，但在一定条件下也可以与其他物质反应。 ②有稳定结构的粒子并非一定是稀有气体原子，可能是阳离子或阴离子。所以核外电子 层结构相同的粒子并不一定是同一种粒子，如粒子 和 的电子层结构相同， 由于质子数不同，仍然是两种粒子。 【例 7—1】某粒子的结构示意图为 ，则下列说法正确的是(　　) A．它一定是氖原子　　　B．它一定是阴离子 C．它一定是阳 离子 D．以上三种都有可能 解析：根据原子和离子结构中核内质子数与核外电子数的关系可知：当x＝2＋8 时，该 粒子是氖原子；当 x＞2＋8 时，该粒子是阳离子(如 Na＋、Mg2＋)；当 x＜2＋8 时，该粒子是 阴离子(如 O2－、F－)。 答案：D 【例 7—2】已知 A、B、C 三种元素的粒子结构示意图依次如下： A　　　　 　B　　　　 　　C (1)当 A、B 为原子结构示意图时：x＝________，y＝________。 (2)C 表示的是________(填“阳离子”“阴离子”或“原子”)的结构示意图，该元素 与 B 元素形成的化合物是由________(填“分子”“原子”或“离子”)构成的。 解析：原子中：质子数＝电子数，阳离子中：质子数＞电子数，阴离子中：质子数＜电 子数。 答案：(1)10　1　(2)阴离子　离子课题 2　原子的结构 第 1 课时　原子的构成 一、选择题(每个小题只有一个选项符合题意) 1.1999 年度诺贝尔化学奖获得者艾哈迈德·泽维尔，开创了“飞秒化学”的新领域， 运用激光光谱技术观察化学反应时分子中原子的运动成为可能，你认为该技术不能观察到的 是(　　)。 A.化学变化中反应物分子的分解 B.化学中原子的运动 C.化学变化中生成物分子的形成 D.原子核的内部变化 2.原子核(　　)。 A.由电子和质子构成 B.由质子和中子构成 C.由电子和中子构成 D.是不能再分的粒子 3.关于原子的叙述错误的是(　　)。 A.原子还能再分 B.原子均由质子、中子和电子构成 C.原子在不断地运动着 D.原子的质量主要集中在原子核上 4.美国为首的北约在科索沃战场上投下了至少 10 吨贫铀炸弹，使不少人患上“巴尔干 综合症”。贫铀弹的主要成分是低放射性的铀，铀原子的相对原子质量为 238，核电荷数为 92，中子数应为(　　)。 A.146 B.92 C.136 D.238 5.据中央电视台报道，科学家曾通过测定古生物遗骸中的碳 14 含量来推断古城年代， 碳 14 原子的核电荷数为 6，相对原子质量为 14。下列关于碳 14 原子的说法中，错误的是 (　　)。 A.中子数为 8 B.质子数为 6 C.电子数为 6 D.原子质量为 14 6.重水的主要用途是在核反应堆中作减速剂，一个重水分子可分成两个重氢原子和一个 氧原子，重氢原子核电荷数为 1，相对原子质量为 2，下列说法正确的是(　　)。 A.普通氢原子没有中子 B.重氢原子的核外有 2 个电子 C.重氢原子的中子数为 2 D.重氢原子核内有 2 个质子 7.美国“9·11”事件发生后，美国政府扬言要用中子弹攻击恐怖分子，中子弹爆炸的 变化是(　　)。 A.分子分解成原子 B.原子得失电子 C.原子核破裂 D.中子运动和变化 二、填空题 8.原子是由________________________构成的，原子核是由______________构成的， 由于________________不同，原子也不同。 9.甲原子与乙原子的质量比为 a∶b，而乙原子与碳 12 原子的质量比为 c∶d，则甲原子 的相对原子质量为________。 10.已知每个电子的质量约为每个质子(或中子)质量的 1/1 836。下表是课本中的内容， 通过下表，可以总结出“在原子里质子数等于电子数”。还能总结出：(1)_________________； (2)_________________； (3)_________________； (4)_________________。 原子种类 质子数 中子数 核外电子数 氢 1 0 1 碳 6 6 6 氧 8 8 8 钠 11 12 11 氯 17 18 17 三、判断题： 11.下列说法是否正确？说明理由。 (1)原子是构成物质的一种粒子。________________________________________。 (2)因为二氧化碳里含有氧分子，所以二氧化碳也具有氧气的化学性质。______________。 (3)一切原子核都是由质子和中子构成。________________________________。 (4)原子的质量主要集中在原子核上。_________________________________。 (5) 原 子 中 质 子 和 电 子 所 带 电 量 相 等 ， 电 性 相 反 ， 所 以 整 个 原 子 不 显 电 性 。 ____________。 第 2 课时　离子 一、选择题(每个小题只有一个选项符合题意) 1.下列粒子结构示意图中，表示具有稳定结构的原子的是(　　)。 2.根据钠原子的结构示意图 ，不能确定的是(　　)。 A.最外层电子数 B.质子数 C.相对原子质量 D.电子层数 3.钠原子失去一个电子后发生变化的是(　　)。 A.电子层数 B.相对原子质量 C.质子数 D.中子数 4.下列粒子结构示意图中，表示原子的是(　　)。5.下列粒子的结构示意图中，表示阳离子的是(　　)。 6.某元素得到 2 个电子后形成阴离子的结构示意图为： ，则该元素原子所含的质 子数 n 为(　　)。 A.6 B.8 C.10 D.12 二、填空题 7.下面是几种粒子的结构示意图： (1)表示原子的是________(填序号，下同)； (2)表示阴离子的是________； (3)表示阳离子的是________； (4)表示相对稳定结构的粒子是________； (5)在化学反应中易失去电子的粒子是________。 8.钠原子和钠离子的结构示意图如下：请回答： (1)钠原子和钠离子的核电荷数都是________。 (2)钠原子和钠离子的化学性质________(填“相同”或“不相同”)。 9.(1)用数字和化学符号表示：2 个氧原子________，3 个钠离子________。 (2)镁的原子结构示意图为 ，镁原子在化学反应中容易______(填“得到”或“失 去”)2 个电子。 10.1996 年科学家在宇宙深处发现了 H ＋3 离子和 H3 分子。请回答： (1)1 个 H ＋3 离子中含有______个质子，______个电子。 (2)构成 H3 分子的原子的结构示意图是________(填序号)。 (3)H3 属于________(填“混合物”或“纯净物”)。 课题 2　原子的结构 第 1 课时　原子的构成 1．D　解析：“运用激光光谱技术观察化学反应时分子中原子的运动成为可能”，言外 之意是该技术不能观察到原子核的内部变化。 2．B　3.B 4．A　解析：中子数＝相对原子质量－质子数＝238－92＝146。 5．D　解析：中子数＝相对原子质量－质子数＝14－6＝8。 6．A 7．D　解析：中子在原子核内部，属于中子本身独立的运动和变化。 8．原子核和核外电子　质子和中子　质子数 9. 12ac bd10．(1)电子质量很小，可以忽略不计 (2)质子数不同，原子种类不同 (3)并不是所有的原子都有中子 (4)质子数不一定等于中子数 11．(1)正确，构成物质的粒子有多种，有的物质是由分子构成的，如氧气、水等；有 些物质是由原子直接构成的，如铁、氩等 (2)错误，二氧化碳属于纯净物，它是由同一种分子——二氧化碳分子构成 (3)错误，绝大多数原子核都是由质子和中子构成，但是氢原子核却只有一个质子，而 没有中子 (4)正确，原子是由原子核和核外电子构成，原子核又是由质子和中子构成，由于电子 的质量很小，可以忽略不计，所以原子的质量主要集中在原子核上 (5)正确，原子是由带正电的原子核和核外带负电的电子构成，而且原子的核外电子数 等于核电荷数，这样正负电荷的电量相等而且互相抵消，所以原子是电中性的 第 2 课时　离子 1．C　解析：具有稳定结构的原子是氦，A、D 选项虽具有稳定结构，但是离子。 2．C　解析：由于相对原子质量≈质子数＋中子数，而中子数在原子结构示意图中没有 反映，因此，仅凭钠原子的结构示意图，无法确定其相对原子质量。 3．A　4.B　5.C 6．B　解析：得到 2 个电子后，电子总数为 10，说明没有得到电子之前的原子中电子 总数为 8，所以质子数也是 8。 7．(1)BC　(2)AD　(3)E　(4)ADE　(5)B 8．(1)11　(2)不相同　9.(1)2O　3Na＋　(2)失去 10．(1)3　2　(2)C　(3)纯净物 解析：(1)每个 H ＋3 离子中含有 3 个氢原子，所以有 3 个质子；又因为每个 H ＋3 离子中带 一个单位正电荷，则电子总数为 2。(2)不要被 H3 分子迷惑，题目问的是氢原子的结构示意 图。