初中化学人教版九年级上册第三单元 物质构成的奥秘课题2 原子的结构学案

这是一份初中化学人教版九年级上册第三单元 物质构成的奥秘课题2 原子的结构学案，共12页。学案主要包含了学习目标，重难点，考点精讲等内容，欢迎下载使用。
1.理解原子结构，质子、中子和电子的特点，及原子中的等量关系。
2.了解原子核外电子排布特点，理解原子核外电子和元素化学性质的关系，掌握原子结构示意图，了解离子形成过程，掌握离子符号的书写。
3.了解相对原子质量及相对原子质量与原子质量的关系。
二、重难点
重点：原子结构及构成微粒的数量关系，核外电子排布
难点：离子的形成、相对原子质量
三、考点精讲
（一）原子的构成
1.原子的结构 质子（1个质子带1个单位正电荷）
原子核（带 正 电）
原子（不显电性） 中子（不带电）
核外电子（1个电子子带1个单位负电荷）
原子不显电性的原因是：原子核内质子所带的正电荷与核外电子所带的负电荷的电量相等，电性相反，所以原子整体不显电性。
2.几种原子的构成
构成原子的各种粒子间的关系：
（1）在原子中，原子序数＝核电荷数＝核内质子数＝核外电子数
（2）不是所有的原子都有中子，氢原子没有中子
（3）原子的中类是由质子数决定的
（4）质子数与中子数不一定相等
典型例题1：化学使世界绚丽多彩，科学家为此做出了巨大贡献。沿用至今的现代原子结构模型是由哪位科学家提出的（ ）
A.拉瓦锡 B.汤姆森 C.门捷列夫 D.卢瑟福
【答案】D
【解析】A、拉瓦锡首先通过实验得出空气是由氮气和氧气组成的结论，错误；
B、1897年，汤姆森发现了电子，错误；
C、1869年，门捷列夫发现了元素周期律，并编制出元素周期表，错误；
D、卢瑟福通过实验建立了现代原子结构模型，正确。
典型例题2：下列关于原子结构的说法正确的是（ ）
A.所有原子的原子核中都一定含有质子和中子
B.原子核外，能量高的电子在离核近的区域里运动
C.原子的种类是由核外电子数决定的
D.原子中，质子数和中子数不一定相等
【答案】D
【解析】A、氢原子核中没有中子，错误；
B、原子核外，能量低的电子在离核近的区域里运动，错误；
C、原子的种类是由质子数决定的，错误；
D、原子中，质子数和中子数不一定相等，正确。
【巩固提升】
1．知识梳理有助于我们对已学知识的巩固，如图是某同学学习物质结构层次后以氧气为例进行的梳理，下列选项中与a、b、c相对应的是（ ）

A．原子、核外电子、原子核 B．原子核、原子、核外电子
C．原子、原子核、核外电子 D．核外电子、原子核、原子
【答案】C
【解析】分子是由原子构成的，故a是原子，原子是由原子核和核外电子构成的，原子核是由质子和中子构成的，故b是原子核，c是核外电子。
2. 碳－14常用于测量古生物的生活年代。碳－14原子的核电荷数为6，中子数为8。下列关于碳－14原子的说法中，正确的是（ ）
A.最外层电子数为6 B.质子数为8
C.核外电子数为8 D. 碳－14质量为14
【答案】C
【解析】A、碳原子的最外层电子数为4，错误；
B、碳原子的质子数为6，错误；
C、核外电子数=核电荷数，正确；
D、碳－14的相对原子质量为14，错误。
3. 下列说法正确的是（ ）
A．原子都是由质子、中子、电子三种粒子构成的
B．分子与原子的主要区别是分子大，原子小
C．不同种原子之间的本质区别是核电荷数不同
D．在原子中，质子数等于中子数
【答案】C
【解析】A、有的原子中没有中子，氢原子中没有中子，错误；
B、在化学变化中分子分成原子，原子再重新组合成新的分子，所以分子与原子的主要区别是：在化学变化中是否可分，错误；
C、决定原子种类的是原子的核电荷数（或核内质子数），所以不同种原子之间的本质区别是核电荷数不同，正确；
D、在原子中，质子数不一定等于中子数，错误。
（二）原子核外电子的排布
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，电子的能量并不相同，离核近
的电子能量较低，离核越远，电子的能量越高。
离核最近的电子层为第一层，次之为第二层，
以此类推为三、四、五、六、七层。核外电子
的这种分层运动又叫作分层排布。已知元素的原子核外电子最少的有一层，最多的有七层。
（1）核外电子总是尽先排在能量最低的电子层里，第一层排满才能排第二层，第二层排满才能排第三层；
（2）每个电子层最多能容纳2n2个电子（n为层序数，第一层n=1，第二层n=2），如第一层不超过2个；第二层不超过8个；……
（3）最外层电子数不超过8个（第一层为最外层时，不超过2个）
（4）1-18号原子结构示意图
核外电子排布的规律：同一列的规律最外层电子数相同；同一行的规律是电子层数相同。
（5）原子的最外层电子数与化学性质的关系
①原子的最外层电子数决定元素原子的化学性质
②原子最外层电子数为8（氦为2）的结构称为稳定结构
3.离子
典型例题3：下列结构示意图中，能表示阳离子的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】B
【解析】A、质子数＝核外电子数＝17，为原子，错误；
B、质子数＝12，核外电子数＝10，质子数＞核外电子数，为阳离子，正确；
C、质子数＝核外电子数＝16，为原子，错误；
D、质子数＝9，核外电子数＝10，质子数＜核外电子数，为阴离子，错误。
典型例题4：我们考试填涂答题卡专用的2B铅笔如图甲，其笔芯主要成分是石墨和黏合剂，石墨由碳原子直接构成，碳原子结构模型如图乙所示，下列有关说法正确的是（ ）
A．电子在离核远近不同的区域中运动
B．所有原子中，质子数＝中子数＝核外电子数
C．质子和中子由更小的、不能再分的夸克构成
D．中子的质量相对于带电的质子和电子，可以忽略
【答案】A
【解析】A、核外电子在离核远近不同的区域中运动，通常能量高的离核远，能量低的离核近，正确；
B、原子中：质子数＝核电荷数＝电子数，错误；
C、原子不是最小的微粒，它由质子、中子和电子构成，这三种微粒又是由更小的微粒夸克构成，但是夸克也不一定是最小的微粒，能再分，错误；
D、中子质量和质子质量大约相等，电子质量比它们小的多，电子质量相对于质子和中子质量可忽略，错误。
【巩固提升】
1. 如图为硫原子的原子结构示意图。下列说法不正确的是（ ）
A．硫原子的质子数为16
B．硫原子在化学变化中易失电子
C．硫原子的第二层电子数为8
D．硫原子核外有3个电子层
【答案】B
【解析】A、由硫原子的原子结构示意图可知，硫原子的质子数为16，正确；
B、硫原子的最外层电子数是6，大于4，在化学反应中容易得到电子，错误；
C、由硫原子的原子结构示意图可知，硫原子的第二层电子数为8，正确；
D、由硫原子的原子结构示意图可知，硫原子核外有3个电子层，正确。
2. 一种原子变成离子，发生的变化是（ ）
A．得到电子
B．失去电子
C．电子层改变
D．可能得到电子，也可能失去电子
【答案】D
【解析】A、原子得失电子后都可以成为离子；
B、原子得失电子后都可以成为离子；
C、一般的来说原子得到电子时，电子层数一般不会变化，失去电子时往往伴随电子层的减小；
D、原子得失电子后都可以成为离子。
3.下面表示镁条在空气中燃烧时，由镁原子变成镁离子的卡通图．请写出从图中获取的两点信息：
（1） ；（2） ．
【答案】（1）化学反应中镁原子易失去两个电子而成为镁离子 （2）镁离子带两单位正电荷
【解析】由图示可以看出化学反应中镁原子易失掉最外层的两个电子而成为镁离子，同时也可以看出镁离子带两单位正电荷而原子不带电以及化学反应前后元素的种类不变等信息（合理即可）。
（三）相对原子质量
国际上是以一种碳原子（碳12，其原子核内有6个质子和6个中子）的质量的1/12作为标准，其他原子的质量跟它相比较所得的数值，就是这种原子的相对原子质量。
相对原子质量是一个比值，不是原子的实际质量
原子的质量主要集中在原子核上，相对原子质量≈质子数＋中子数
典型例题5：关于相对原子质量，下列叙述错误的是（ ）
A．相对原子质量与原子质量没有什么差别
B．由于原子的质量太小，使用不方便，所以采用相对原子质量
C．两种原子的质量之比等于它们的相对原子质量之比
D．电子的质量很小，整个原子的质量主要集中在原子核上
【答案】A
【解析】A、相对原子质量与原子质量有差别，相对原子质量是原子的相对质量，原子质量是原子的实际质量，错误；
B、由于原子的质量太小，使用不方便，所以采用相对原子质量，正确；
C、两种原子的质量之比等于它们的相对原子质量之比，正确；
D、1个质子的质量约等于1个中子的质量，约等于1个电子质量的1836倍，所以原子的质量主要集中在原子核上，正确。
典型例题6：假设1个甲原子的质量为Akg，1个标准的碳原子的实际质量Bkg，则甲原子的相对原子质量可以表示为（ ）
A． 12B/A千克 B．12 C．B/24A D．12A/B
【答案】D
【解析】已知标准碳原子的质量为Bkg，则实际质量为Akg的另一原子的相对原子质量为
【巩固提升】
1. “氧的相对原子质量为16”的意义是（ ）
A．一个氧原子的质量是16g
B．一个氧原子有16个质子
C．一个氧原子的质量是一个碳原子质量的16倍
D．一个氧原子的质量是相当于16个“相对原子质量标准”的质量
【答案】D
【解析】国际上是以一种碳原子的质量的 作为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比值，就是该原子的相对原子质量，氧的相对原子质量为16，含义是一个氧原子的质量是相当于16个“相对原子质量标准”的质量。
2. 原子、分子质量很小，为计算和使用方便引入相对原子质量，下列说法错误的是（ ）
A．相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理
B．相对原子质量是一个原子质量与一个碳﹣12原子质量 的比值
C．相对分子质量等于组成它的所有原子的相对原子质量之和
D．1个分子质量一定大于1个原子质量
【答案】D
【解析】A、相对原子质量是采用以小比小使数值变大的计量原理，正确；
B、相对原子质量是一个原子质量与一个碳﹣12原子质量 的比值，正确；
C、相对分子质量等于组成它的所有原子的相对原子质量之和，正确；
D、1个分子质量不一定大于1个原子质量，比如一个氢分子的质量远远小于一个铁原子的质量，错误。
3. 已知氧原子的相对原子质量为16，银原子的相对原子质量为108，若银原子的实际质量为m，则氧原子的实际质量可以表示为 。
【答案】4m/27
【解析】已知氧原子的相对原子质量为16，银原子的相对原子质量为108，若银原子的实际质量为m，设氧原子的实际质量是x，根据原子的相对质量之比等于原子的实际质量成之比，则16/108=x/m x＝4m/27。
【课后练习】
1. 对于Fe、Fe2+、Fe3+三种微粒的判断，正确的是（ ）
①核电荷数相同 ②核外电子数相同 ③质量几乎相等 ④等质量的三种微粒所含的质子数相同 ⑤三种粒子的化学性质相似
A．①③④ B．①③⑤ C．②③④ D．①②③④⑤
【答案】A
【解析】铁原子在一定条件下失去2个、3个电子就转变成了Fe2+、Fe3+，Fe3+，Fe2+，Fe三种微粒的核外电子数一定不相等，电子层结构不同。但核内的质子数没有发生变化，故三种微粒核内质子相等，属于同种元素的粒子；由于电子的质量很小，可以忽略不计。所以，三种微粒的质量质量几乎相等。等质量的三种微粒所含的质子数相等，因为微粒发生电子得失的情况不同，所以三种粒子的最外层电子数不同，其化学性质一定不同。A正确。
2.下列粒子中质子数与电子数都相等的一组是（ ）
A．Cl-与S2- B．Na与NH4+ C．Mg2+与Al3+ D．Ne与H2O
【答案】D
【解析】A、氯离子质子数为17，电子数为18，硫离子质子数为16，电子数为18，质子数不相等，错误；
B、钠原子质子数为11，电子数为11，铵根离子质子数为11，电子数为10，错误；
C、镁离子质子数为12，电子数为10，铝离子质子数为13，电子数为10，错误；
D、氖原子质子数与电子数都是10，水分子中质子数与电子数也为10，正确。
3. 原子变成离子后，一定会引起改变的是（ ）
A．化学性质 B．原子质量 C．电子层数 D．质子数
【答案】A
【解析】A、元素的化学性质与原子的最外层电子数密切相关，原子变为离子是原子得失电子的结果，因此核外电子总数一定发生改变，从而导致其最外层电子数发生改变，所以其化学性质一定改变，正确；
B、电子的质量很小，可以会略不计，所以，原子得失电子变成离子后，原子的质量不变，错误；
C、当原子得到电子时其核外电子层数不会变化，其核外电子层数不变，错误；
D、原子变为离子是原子得失电子的结果，所以原子核并没有改变，因此其质子数不变，错误。
4. 下列关于相对原子质量的叙述，正确的是（ ）
A．相对原子质量就是原子质量
B．两种原子的质量比等于它们的相对原子质量之比
C．碳12原子质量的1/12是1
D．相对原子质量基准是人为规定的，会影响原子的实际质量
【答案】B
【解析】A、相对原子质量不是原子质量，是以一种碳原子的质量的十二分之一作为标准，其他原子的质量跟它相比较所得到的比值，错误；
B、原子的相对原子质量与原子的质量成正比，两种原子的质量比等于它们的相对原子质量之比，正确；
C、碳12原子质量的1/12不可能是1，错误；
D、相对原子质量基准是人为规定的，不会影响原子的实际质量，错误。
5.等数目的下列粒子，含有电子数目最多的是（ ）
A．F﹣B．NaC．H2OD．Mg2+
【答案】B
【解析】A、F﹣的电子数为9+1＝10，电子数目为10；错误
B、Na原子的电子数＝质子数＝11，电子数目为11，正确；
C、H2O的电子数为2×1+1×8＝10，电子数目为10，错误；
D、Mg2+的电子数为12﹣2＝10，电子数目为10，错误。
6.根据下列粒子的结构示意图，回答问题：
（1）具有相对稳定结构的原子是 （填字母，下同）；属于阴离子的是 ；属于金属元素的离子是 ；
（2）E所示粒子在化学反应中容易 电子（填“得到”或“失去”）。
【答案】（1）C B D （2）得到
【解析】（1）C中，质子数＝核外电子数，且最外层有8个电子，所以是具有相对稳定结构的原子；阴离子中的质子数小于核外电子数，所以B是阴离子；D的质子数为12，是金属元素——镁元素，该粒子的质子数小于核外电子数，所以是金属阳离子；
（2）E所示粒子的最外层上有7个电子，在化学反应中容易得到电子。
7.北斗导航系统采用我国自主研发的铷原子钟提供精确时间，铷原子结构示意图如图，铷原子（Rb）属于 （填“金属”或“非金属”）元素的原子，铷原子的核内质子数为 ，X＝ ，铷原子在化学反应中 （填“易得”或“易失”）子，铷离子的符号为 。
【答案】金属 37 8 易失 Rb+
【解析】我们判断一种元素的种类，通常可以根据其名称的偏旁来判断，“钅”字旁的为金属元素，所以铷原子为金属元素的原子；根据原子结构示意图各部分的含义：圆圈表示原子核，圈内的数字表示质子数，所以铷原子的核内质子数为37；在原子中，质子数＝核外电子数，所以37＝2+X+18+8+1，X＝8，铷原子的最外电子层上的电子数为1，易失去电子而带一个单位的正电荷，变成阳离子，其符号为：Rb+。
8.（1）假设可作确定相对原子质量标准的碳原子的质量为b克，一个X原子的质量为m克，则X的相对原子质量为 。
（2）锰原子的质子数为25，中子数比质子数多5个，则锰原子的相对原子质量为 ，该原子中的微粒总数为 个。
【答案】（1）12m/b （2）55 80
【解析】（1）假设可作确定相对原子质量标准的碳原子的质量为b克，一个X原子的质量为m克，则X的相对原子质量为。
（2）锰原子的质子数为25，中子数比质子数多5个，因此中子数25+5＝30，根据相对原子质量＝质子数+中子数可知，则锰原子的相对原子质量为25+30＝55；核内质子数＝核外电子数，因此锰原子的核外电子数为25，则该原子中粒子总数为质子数+中子数+电子数＝25+30+225＝80。
9．见微知著，掌握微粒结构，了解其性质和变化。
（1）微粒A最外层电子数是 ，在化学反应中容易 （填“得”或“失”）电子；
（2）微粒A、B、C、D、E中，属于稳定结构的是 （填编号，下同）；
（3）微粒C的离子符号 。
【答案】（1）7 得 （2）B C （3）Mg2+
【解析】（1）由图示可知，微粒A最外层电子数是7，在化学反应中易得到电子；
（2）微粒B和C的最外层均为8个电子，均属于稳定结构；
（3）微粒C的质子数为12，核外有10个电子，所以是带有两个单位正电荷的镁离子，其离子符号为Mg2+。
10. 钠与氯气反应生成氯化钠，钾和氟气的反应与其相似．
（1）根据原子结构示意图分析：
钠原子结构示意图中的X=______。
②分析钾原子与氟原子结合的原因并将分析过程填写在图中：______。
a：______；b：______；c：______；d：______。
（2）对比分析钾原子在反应前后微粒结构上的不同之处是（至少答两点）______。
【答案】（1）①8 ②a：我易失电子形成相对稳定结构；b：我易得电子形成相对稳定结构；c：我是K+，d：我是F- （2）核外电子总数不同；最外层电子数不同
【解析】（1）①核内质子数=核外电子总数，所以X=11-1-2=8；
②钾原子的最外层电子数是1，在反应时易失去最外层电子而形成稳定结构，得到钾离子，氟原子最外层电子数为7，在反应时易得到电子而形成稳定结构，得到氟离子，两种离子靠静电作用形成稳定的化合物；
（2）比较钾原子和钾离子的结构示意图，得出两者的不同之处：核外电子总数不同；最外层电子数不同。原子种类
核电荷数
原子核
核外电子数
质子数
中子数
氢
1
1
0
1
碳
6
6
6
6
氧
8
8
8
8
钠
11
11
12
11
氯
17
17
18
17
原子的分类
最外层电子数
得失电子趋势
化学性质
稀有气体原子
8个（氦为2个）
相对稳定，不易得失电子
稳定
金属原子
一般少于4个
易失去最外层电子，次外层成为最外层，形成稳定结构
不稳定
非金属原子
一般多于4个
易得到电子，最外层形成稳定结构
不稳定
定义
带电的原子或原子团
表示方法
在表示该离子的元素符号（或原子团）右上角，标出该离子所带的正负电荷数，数字在前，正负符号在后，带1个电荷时，1省略不写
分
类
带正电荷的原子叫做阳离子，质子数＞核外电子数
带负电荷的原子叫做阴离子，质子数＜核外电子数
元素名称
钠
钾
氟
氯
元素符号
Na
K
F
Cl
原子结构示意图