人教版九年级上册课题2 原子的结构学案设计

这是一份人教版九年级上册课题2 原子的结构学案设计，文件包含32原子的结构离子-2021-2022学年九年级化学上册精讲精练人教版原卷版docx、32原子的结构离子-2021-2022学年九年级化学上册精讲精练人教版解析版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共302页， 欢迎下载使用。
3.2.1 原子的结构、离子
考点精讲
原子的结构
1. 原子的结构
1897年，英国科学家汤姆生发现电子，证明原子的可分性。

图 3-3 原子结构模拟图

2. 原子中核电荷数、质子数与核外电子数的关系
(1)核电荷数指的是原子核所带的正电荷数，由于原子核是由质子和中子构成的，每个质子带一个 单位的正电荷，中子不带电，所以原子的核电荷数等于质子数。
(2)原子不显电性，每个质子带一个单位正电荷，每个电子带一个单位负电荷，所以质子数等于核 外电子数。
(3)所以：质子数=核电荷数=核外电子数
3. 原子种类的区分
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
镁
12
12
12
氯
17
18
17
从上表可以得到如下结论：
(1)不同种类的原子，质子数不同；
(2)同一个原子中，质子数不一定等于中子数；
(3)不是所有的原子都有中子；
(4)质子数决定原子种类。
【典型例题】　
下列关于原子构成的说法正确的是（　　）
A．任何原子都含质子、中子和电子
B．原子核内质子数一定等于中子数
C．原子不带电是因为原子中不存在带电粒子
D．任何原子质子数都等于电子数
【举一反三】
1．同一原子中，其数目不一定相同的是（　　）
A．核电荷数和中子数 B．核电荷数和核外电子数
C．核电荷数和质子数 D．核外电子数和质子数
2．原子是构成物质的一种重要微粒。下列有关原子的说法中正确的是（　　）
A．原子的质量主要集中在原子核上
B．相同的原子无法构成不同的分子
C．温度升高，温度计内汞柱液面上升说明汞原子体积变大
D．原子呈电中性是因为原子中质子数与中子数相等
3．如图为某原子结构模型的示意图，其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子，下列说法正确的是（　　）

A．决定该原子种类的粒子是b
B．原子中a与b的数目一定相同
C．原子中b与c的数目相加近似等于相对原子质量
D．原子中a与c的质量近似相等
【技巧方法】
1．关于原子结构：
①原子核位于原子中心，绝大多数由质子和中子构成（有一种氢原子的原子核内只含1个质子，无中子），体积极小，密度极大，几乎集中了原子的全部质量，核外电子的质量很小，可以忽略不计。
②每个原子只有一个原子核，核电荷数（核内质子数）的多少，决定了原子的种类。
③在原子中：核电荷数=质子数=核外电子数。
④原子核内的质子数不一定等于中子数，如钠原子中，质子数为11，中子数为12。
⑤并不是所有的原子中都有中子，如有一种氢原子中就没有中子。
2．原子变为离子时，质子数、元素种类没有改变；电子数、最外层电子数发生了改变。
3．判断是否为稳定结构：最外层电子数为8（一个电子层时为2）个电子的是相对稳定结构。
4．判断化学性质是否相似：最外层电子数（只有一个电子层的除外）相同的粒子，化学性质相似。
【针对训练】
1．道尔顿、汤姆生和卢瑟福等科学家对原子结构进行了不断探索。下列叙述正确的是（　　）
①原子由原子核和核外电子构成；
②原子的质量主要集中在原子核上；
③原子核在原子中所占的体积极小。
A．①② B．①③ C．②③ D．①②③
2. （2018·全国九年级课时练习）原子中决定相对原子质量大小的是（　　）
A．质子数和中子数 B．质子数和电子数
C．中子数和电子数 D．核电荷数和电子数
3. （2021·北京九年级二模）锌是人体必需的微量元素。一种锌原子的原子核内有 30 个质子，36 个中子，则该原子核外电子数为（ ）
A．4 B．30 C．36 D．66
4. （2021·唐山市第五十四中学八年级月考）一种锶原子的相对原子质量为88，其中子数为50，则这种锶原子的核外电子数为（ ）
A．38 B．50 C．88 D．138

原子核外电子的排布
1. 基本概念
(1)在含有多个电子的原子中，核外电子具有不同的运动状态。离核近的 电子能量较低，离核越远，电子的能量越高，所以具有不同能量的电 子在不同的电子层上分层运动。
(2)离原子核最近的电子层为第 1 层，次之为第 2 层，依次类推为第
3、4、5、6、7 层，也可以用字母表示，依次为 K、L、M、N、O、P、Q。
2. 核外电子排布规律

(1)核外电子总是尽可能优先排布在能量较低的电子层上，然后由里向外依次排布在能量逐渐升高的 电子层上。
(2)每层最多容纳 2n2 个电子，最外层不能超过 8 个。
3. 原子结构示意图
(1)钠原子结构示意图

(2)常见原子结构示意图

4. 原子结构与性质的关系
(1)稀有气体氦气、氖气、氩气等化学性质极不活泼，又称惰性气体，从原子结构上观察可知，当 原子最外层电子数为 8（只有一层时为 2）时，为相对稳定结构，化学性质稳定。
(2)当原子最外层电子数小于 4 时，该原子易失去最外层的电子；当原子最外层电子数大于4时，该原子易得电子，从而达到 8 电子稳定结构；原子最外层电子数为 4时，既不容易得电子，也不 容易失电子。
(3)最外层电子数决定原子的化学性质； 最外层电子数相同，化学性质相似。
【典型例题】　
（2021·长沙市·九年级期中）如图为钠原子的结构示意图，从图中可获得的正确信息是（　　）

A．钠原子核内质子数为11，中子数为0，核外电子数为11
B．钠原子核外第一层上有1个电子
C．钠原子的相对原子质量为23
D．钠原子在化学反应中容易失去1个电子
【举一反三】
1．（2021·淄博市·九年级一模）如图是某粒子的结构示意图，下列有关该粒子的叙述中，错误的是（　　）

A．该粒子原子核内有8个质子 B．该粒子的核外电子能量相同
C．该粒子表示的是氧原子 D．该粒子呈电中性
2．（2021·济南·九年级一模）某元素的一种粒子的结构示意图为：，下列说法中，错误的是（　　）
A．该粒子属于原子
B．该元素的原子在化学反应中易失电子形成阴离子
C．该元素的1个原子含有12个电子
D．该元素的原子核内有12个质子
3．（2020·武汉市六中位育中学九年级月考）下图是五种原子的结构示意图，根据图示。回答下列问题：
氦（He）
氧（O）
氖（Ne）
镁（Mg）
氯（Cl）





（1）氧原子的核内质子数是_____。
（2）镁原子在化学反应中容易_____（填“失去”或“得到”）2个电子。
（3）镁原子和氯原子有相同的_____（填序号）。
①质子数②电子数③电子层数④最外层电子数
（4）上述五种原子达到稳定结构的是_____（填名称）。
【技巧方法】
1．道尔顿：提出近代原子学说，对化学的发展起着十分重要的作用。有“原子之父”的美誉。
主要观点：
①原子是不能再分的粒子；
②原子是微小的实心球体。
原子模型：铅球模型。
2．汤姆森：发现了电子的存在，认为原子是可分的。主要观点：在球体内充斥着正电荷，电子镶嵌其中。原子模型：西瓜模型或叫“葡萄干布丁”原子模型。
3．卢瑟福：通过α粒子轰击金箔实验，观察到绝大多数α粒子通过，一少部分α粒子方向发生了偏转，极少数的粒子被反弹。
实验解释：绝大多数α粒子通过，说明原子中存在着很大的空间，是电子的运动空间。一少部分α粒子方向发生了偏转，说明原子核带正电。极少数的α粒子被反弹，说明原子核体积小，质量大。
原子模型：行星模型。
卢瑟福的原子模型的主要观点：原子是原子核和核外电子两部分构成。原子核：处于原子中心、带正电荷、质量占原子绝大部分、体积非常小（如原子为10层大楼大小，原子核约为樱桃大小）。核外电子带负电荷、质量可以忽略、运动空间相对较大、时刻围绕原子核在做高速运转。
4．原子和分子学说（意大利物理学家、化学家阿伏加德罗提出）的提出奠定了近代化学基础。随着科学技术的发展人们对原子的结构的认识是逐渐发展的。
【针对训练】
1．（2021·云南昆明市·九年级其他模拟）从下图所示的两种微粒结构示意图中，所获取信息正确的是（　　）

A．①表示的微粒有10个质子 B．②表示离子
C．它们的核外电子层数相同 D．它们属于同种元素
2．（2021·四川成都市·九年级其他模拟）下图是几种微粒的结构示意图，下列说法错误的是（　　）

A．属于同种元素的微粒是③⑤ B．化学性质相似的原子是②③
C．具有稳定结构的原子是⑤ D．在化学反应中容易失电子的原子是①
3．（2021·黑龙江哈尔滨市·九年级一模）下列有关粒子结构示意图的说法，正确的是（　　）

A．①和②的化学性质相似
B．③④⑥对应的元素位于同一周期
C．①③④具有相对稳定结构
D．③属于阴离子
离子
1. 离子的形成
(1)最外层电子数大于 4 个的原子为了达到稳定结构就很容易得到电子，得电子后变成了离子。则 质子数＜核外电子数，从而原子带上了负电，其结构示意图如图所示：

(2)反之，最外层电子数小于 4 个的原子就很容易失去电子，质子数＞核外电子数，从而原子带上了正电，如图所示：

2. 离子的定义
(1)离子：带电荷的原子或原子团，如 Cl- 、 Cu2+ 、SO42−等。
(2)原子团：由两种或两种以上原子按照一定的个数比例组成的整体，在一般的化学反应中，作为一 个整体参与反应，常见的原子团离子如下表所示：
符号
OH+
NO3-
CO32-
SO42-
NH4+
名称
氢氧根
硝酸根
碳酸根
硫酸根
铵根
3. 离子的分类与书写
(1)离子的形成与分类

①表示方法：
在元素符号（或原子团）的右上角标明离子所带的电荷，数值在前，正、负号 在后。离子带 1 个单位的正电荷或 1 个单位的负电荷时，“1”省略不写，如：阳 离子：Na+、Mg2+、Al3+等；阴离子： Cl- 、SO42−等。
②含义：镁离子（Mg2+）中数字“2”的意义表示 一个镁离子带两个单位的正电荷 。
【典型例题】　
镁原子和镁离子相比较，结构上的区别是（　　）
A．质子数不同 B．核外电子数不同
C．相对原子质量不同 D．中子数不同
【举一反三】
1．下列对分子、原子、离子的认识正确的是（　　）
A．原子核一定由质子和中子构成
B．离子中核电荷数一定等于电子数
C．原子核的质量约等于电子的质量
D．原子得失电子后形成离子
2．如图是四种粒子的结构示意图。下列说法错误的是（　　）

A．①②③④均达到稳定结构 B．④表示Cl﹣
C．②③属于同种元素 D．③④可形成化合物NaCl
3．下列有关微粒的说法正确的是（　　）
A．核电荷数：Fe2+＞Fe3+
B．原子得失电子变为离子电子层数不一定变化
C．Mg2+的核外电子排布和Ne原子相同，属于第二周期元素
D．所有原子都是由质子、中子和电子构成
【针对训练】
1．元素X的核电荷数为a，它们的阳离子Xm+与元素Y的阴离子Yn﹣的电子层结构相同，则元素Y核电荷数为（　　）
A．m+n+a B．m﹣n﹣a C．a﹣m﹣n D．m+n﹣a
2．树林中含有抗氧化防衰老的负氧离子。一种负氧离子（O2﹣）的一个原子团是由一个O2分子俘获了空气中一个自由电子形成的微粒，每个O2﹣中共含有的电子数为（　　）
A．8 B．9 C．16 D．17
3．（2021·湖南长沙市·九年级期末）下列有关分子、原子和离子的表述错误的是（　　）
A．湿衣服晾干是分子运动的结果
B．把液化气压缩进钢瓶是分子体积变小的结果
C．铝原子的结构示意图：
D．钠离子中：质子数＞核外电子数
4．（2020·内蒙古乌海市·九年级期中）下面是五种粒子的结构示意图：

（1）图中共有____种元素的粒子，达到稳定结构的有____（填序号）。
（2）图中表示的阳离子是____（用离子符号表示，下同），表示的阴离子是_____。
（3）某粒子的结构示意图为 ，当a=___时，该粒子是原子；当a＝11时，该粒子的符号为____。
5．（2021·重庆九年级期末）如图为某粒子的结构示意图，请回答下列问题。

（1）若m=13，则该粒子所对应的元素符号为_____；
（2）若m=17，n=8，则该粒子是_____（填序号）。
①原子 ②阳离子 ③阴离子
（3）若该粒子处于稳定状态，且带两个单位的负电荷，则该粒子的化学符号为_____；
（4）若该粒子是原子，且化学性质与氮元素的原子化学性质相似，则m=_____。
相对原子质量
1. 构成原子的微粒的质量
构成原子的三种微粒的质量如下表所示：
粒子种类
质量
质子
1.6726×10-27kg
中子
1.6749×10-27kg
电子
质子质量的 1/1836
由表可知，1 个氢原子的质量为 1.67×10-27kg，1 个氧原子的质量为 2.657×10-26kg。由于原子质量 数值太小，书写和使用都不方便，所以采用相对质量。
2. 相对原子质量
(1)定义：以标准碳-12 原子（原子核中含有 6 个质子和 6 个中子）质量的 1/12 为标准，其它原子 的质量跟它相比较所得到的比，作为这种原子的相对原子质量，符号为 Ar。
(2)公式：某种原子的相对原子质量 Ar =，如 1 个氧原子的质量为 2.657×10-26kg，1 个标准碳原子的质量为 1.993×10-26kg，则氧原子的相对原子质量为：。
(3)单位：相对原子质量只是一个比值，不是原子的实际质量；单位为 1，一般不写。
(4)说明：由于电子质量很小，可以忽略不计，所以相对原子质量约等于质子数加上中子数，即相对原子质量 » 质子数+中子数；另外氧原子的相对原子质量为 16，氧离子的相对原子质量也为 16。
【典型例题】　
下列关于相对原子质量的说法正确的是（　　）
A．相对原子质量的单位一般是g
B．相对原子质量越大原子的真实质量也越大
C．是一个原子的真实的质量
D．是一个原子的质量与一种碳原子质量的比值
【举一反三】
1．已知一个碳12原子的质量为akg，一个R原子的质量为bkg，则R原子的相对原子质量为（　　）
A． B． C． D．
2．已知某氮原子的实际质量为mg，其相对原子质量为14．有一种金原子的相对原子质量为197，金原子的质量为（　　）
A．g B． C．g D．

考点达标
1．科学理论在传承中不断发展，科学家们传承前人的正确观点，纠正错误观点，形成科学理论，关于原子结构的学说有：①在球体内充斥正电荷，电子镶嵌其中②原子是可分的③原子呈球形④原子中有带负电的电子⑤原子中有带正电的原子核⑥原子核很小，但集中了原子的大部分质量
其中经过卢瑟福传承和发展后形成的观点是（　　）
A．②③④⑤⑥ B．①②③④ C．④⑤⑥ D．⑤⑥
2．下列各种微粒，不带电的是（　　）
A．原子 B．电子 C．质子 D．原子核
3．黑洞是爱因斯坦广义相对论预言在宇宙中存在的一种天体，2019年4月10日人类发布了首张黑洞照片（如图）。其形成过程类似于中子星的形成：恒星在灭亡时，在自身重力作用下塌缩，巨大的压力使电子被压入原子核中，并与质子结合为中子。当这一过程完成后，形成一个由中子构成的密实星体﹣﹣中子星。当恒星的质量大到使塌缩过程无法停止时，中子会被“碾碎”，最终会形成一个密度无限大，引力大到光都无法逃逸的天体﹣﹣黑洞。根据以上描述，判断下列说法错误的是（　　）

A．原子是构成物质的一种粒子，由质子、中子和电子构成
B．在一定条件下一种元素的原子可以转化成另一种元素的原子
C．中子星由中子组成，密度巨大
D．无论是在中子星还是黑洞中，物质间的变化仍然遵循质量守恒定律
4．元素周期表揭示万物秩序，它是按原子的质子数排列而成的。原子的质子数等于（　　）
A．中子数 B．电子数
C．最外层电子数 D．相对原子质量
5．如图为原子变化的示意图，其中①②③表示三种原子，“●”、“〇”、“。”表示原子中的不同微粒，①②③中属于同种元素的原子是（　　）

A．①②③ B．①② C．②③ D．①③
6．德国科学家最新研制了一种锡和硫磺的化合物，能够将红外线转变成为可见光线。该化合物中含有S2﹣等微粒，已知S的原子序数为16，由此可获得的信息是（　　）
A．S2﹣是一种原子
B．1个S原子共含有32个质子
C．S原子一定含有16个中子
D．1个S2﹣带2个单位的负电荷
7．在Fe、Fe2+、Fe3+三种微粒中，一定相同的是（　　）
A．化学性质 B．核外电子数 C．核电荷数 D．所带电荷数
8．极光是一种绚丽多彩的发光现象，其发生是由于太阳带电粒子流进入地球磁场。在地球南北两极附近地区的高空，夜间出现的灿烂美丽的光辉，在南极被称为南极光，在北极被称为北极光。下列这些微粒中，不会引起极光的是（　　）
A．α粒子（氦的原子核） B．电子
C．质子 D．中子
9． 2019 年 5 月，英国科学家利用稀有化学元素镅成功点亮了一只小灯泡，该实验的成功为接下来在太空电池中使用镅奠定了基础。镅的相对原子质量为 241，核外电子数为 95，则镅原子的核电荷数为（　　）
A．95 B．146 C．241 D．336
10．原子和离子既有联系又有差别，下列对于同元素原子和离子差别表述错误的是（　　）
A．原子整体上不显电性，离子显电性
B．原子中质子数等于电子数，离子中质子数不等于电子数
C．很多离子具有相对稳定的结构，而原子（稀有气体元素的原子除外）一般不是相对稳定的结构
D．离子的相对原子质量不等于原子的相对原子质量

巩固提升
11．铀是一种重要的工业原料，已知有一种铀原子中质子数为92，中子数为143，该原子的核外电子数为（　　）
A．143 B．92 C．235 D．51
12．我国的“嫦娥四号”成功在月球背面着陆实现了人类历史上零的突破。月球背面有着极为优异的“氦﹣3”（核内有2个质子和1个中子）氦﹣3能较好地解决能源危机。下列关于氦﹣3的说法正确的是（　　）
A．该元素的原子核外有3个电子
B．常温时该元素化学性质很活泼
C．氦﹣3与氦﹣4具有相同的质子数
D．其元素符号为Ha
13．有两种粒子，他们的核内质子数不相等，核外电子数相等，这两种粒子不可能是（　　）
①不同元素的原子 ②不同的分子 ③分子和离子 ④不同的离子
A．①②④ B．①② C．①②③ D．②③④
14．已知在某原子中共有的粒子数为40，其中不带电的粒子数为14，则该原子的相对原子质量为（　　）
A．54 B．13 C．27 D．26
15．对于Fe、Fe2+、Fe3+三种微粒的判断，下列正确的是（　　）
①所含的质子数相等
②核外电子数相同
③电子层结构完全相同
④质量几乎相等
⑤三种粒子的化学性质相似
⑥属于同一元素。
A．①③⑤ B．③④⑥ C．③④⑤ D．①④⑥
16．氯化钠晶体是由钠离子和氯离子构成，每个Na+同时吸引6个Cl﹣，每个Cl﹣同时吸引6个Na+，结构向空间拓展形成晶体，所以晶体中Na+数目与Cl﹣数目之比为1：1，晶体结构单元如图，则在氯化钠的晶体中每个Na+周围与它最近的且距离相等的Na+个数为（　　）

A．6 B．4 C．12 D．8
17．据所学的知识回答下列有关的问题。
（1）1897年，汤姆森通过实验发现了　 　，进一步发展了原子、分子论。汤姆森主要是纠正了“道尔顿原子论”中　 　的观点。
1911年，卢瑟福又通过实验，推测原子是由　 　构成，并提出了沿用至今的现代原子结构理论。
（2）原子是一种看不见、摸不着的微粒，为了帮助人们理解原子的结构，这三位科学家都运用了　 　来表达他们的理论成果。
18．在分子、原子、质子、中子、电子、原子核、阳离子、阴离子这些粒子中：
（1）显示电中性的微粒是　 　。
（2）带正电的微粒是　 　。
（3）同位素的氕、氘和氚原子具有不同的　 　。
（4）质量最小的微粒是　 　。
（5）化学反应中，一定发生变化的微粒是　 　。
（6）在同一原子中数目相等的是　 　。
19．金属钠在氯气中燃烧时，钠原子失去了电子形成了带正电荷的钠离子（阳离子），
氯原子得到电子形成了带负电荷的氯离子（阴离子）。

（1）生成物氯化钠的所带电荷情况是　 　（选填”带正电荷”或负电荷”或”呈电中性”）；
（2）从燃烧的条件分析，与金属钠能在氧气中燃烧对比，得出的结论是　 　。
20．（2019春•苍南县期中）（1）汤姆生最早发现了原子中存在一种带负电荷的粒子，证明了原子是可以再分的，汤姆生发现的这一粒子是　 　。
（2）卢瑟福提出核式结构模型，他认为在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，…上述结论是很卢瑟福在用α粒子（由两个中子和两个质子构成）轰击金箔实验的基础上提出的，右图为该实验示意图。请简要说明图中哪些现象可以作为支持卢瑟福核式结构模型的证据。　 　。
（3）从原子结构模型建立的过程中，我们发现　 　（可多选）。
A．科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程。
B．模型在科学研究中起着很重要的作用。
C．波尔的原子模型建立，使人们对原子结构的认识达到了完美的境界。
D．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质。