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人教版九年级上册课题2 原子的结构导学案及答案
展开【学习目标】
1、了解原子是由质子、中子和电子构成的;知道不同种类原子的区别。
2、初步了解核外电子是分层排布的;能画出1~18号元素的原子结构示意图。
3、掌握离子的形成和离子的表示方法;认识离子也是构成物质的一种粒子。
4、能根据粒子结构示意图判断粒子的种类;了解核外电子排布规律及其与元素化学性质的关系。
5、初步了解相对原子质量的概念,并能利用相对原子质量进行简单的计算。
6、记住两个等量关系:核电荷数=质子数=核外电子数;相对原子质量≈质子数+中子数。
【知识点梳理】
知识点一、原子的构成
1.原子是由下列粒子构成的:
原子由原子核和核外电子(带负电荷)构成,原子核由质子(带正电荷)以及中子(不带电)构成,但并不是所有的原子都是由这三种粒子构成的。例如:普通的氢原子核内没有中子。
2.原子中的等量关系:核电荷数=质子数=核外电子数
在原子中,原子核所带的正电荷数(核电荷数)就是质子所带的电荷数(中子不带电),每个质子带1个单位正电荷,每个电子带一个单位负电荷,原子整体是呈电中性的粒子。
3.原子内部结构揭秘—散射实验(如下图所示):
1911年,英国科学家卢瑟福用一束平行高速运动的α粒子(α粒子是带两个单位正电荷的氦原子)轰击金箔时,发现大多数α粒子能穿透金箔,而且不改变原来的运动方向,但是也有一小部分α粒子改变了原来的运动路径,甚至有极少数的α粒子好像碰到了坚硬不可穿透的质点而被弹了回来。实验结论:
(1)原子核体积很小,原子内部有很大空间,所以大多数α粒子能穿透金箔;
(2)原子核带正电,α粒子途经原子核附近时,受到斥力而改变了运动方向;
(3)金原子核的质量比α粒子大得多,当α粒子碰到体积很小的金原子核被弹了回来。
【重点解析】
1.原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成,原子核又是由质子和中子构成,质子带正电,中子不带电;原子核所带正电荷(核电荷数)和核外电子所带负电荷相等,但电性相反,所以整个原子不显电性。
2.区分原子的种类,依据的是原子的质子数(核电荷数),因为不同种类的原子,核内的质子数不同。
知识点二、核外电子的分层排布
1.电子层
核外电子运动有自己的特点,在含有多个电子的原子里,电子的能量是不相同的,能量低的电子通常在离核较近的区域运动,能量高的电子通常在离核较远的区域运动,科学家形象地将这些区域称为电子层。
核外电子是在不同的电子层内运动的,人们又把这种现象叫做核外电子的分层排布。离原子核较近的第一层不超过2个电子,第二层不超过8个电子……最外层不超过8个电子。
2.原子结构示意图
原子结构示意图可简明、方便地表示原子的结构(如下图所示)。小圈和圈内的数字表示原子核和核内质子数(即核电荷数),弧线表示电子层,弧线上面的数字表示该层的电子数。
【重点解析】
1.在原子结构示意图中,每层最多容纳电子数为2n2个(n代表电子层数),即第一层不超过2个,第二层不超过8个,第三层不超过18个;最外层电子数不超过8个(只有1个电子层时,最多可容纳2个电子)。
2.把原子最外电子层有8个电子(只有一个电子层的具有2个电子)的结构,称为相对稳定结构。稀有气体元素,如氖、氩等,它们的最外层电子都是8个(氦为2个),属于相对稳定结构(不易与其他物质发生化学反应)。金属元素和非金属元素的原子在化学反应中有通过得失电子或共用电子,趋向达到相对稳定结构。
3.元素的化学性质主要由最外层电子数决定。
知识点三、离子
1.概念:带电荷的原子(或原子团)叫离子,如Na+、、等。
2.离子的分类:
3.离子的形成:阳离子原子阴离子
(1)阳离子:金属元素的原子易失去最外层电子,使原子核外电子所带的负电荷比原子核带的正电荷少,原子带上正电荷,变成了阳离子。(阳离子中:核电荷数=质子数>核外电子数)
(2)阴离子:非金属元素的原子易得到电子,使原子核外电子所带的负电荷比原子核带的正电荷多,原子带上负电荷,变成了阴离子。(阴离子中:核电荷数=质子数<核外电子数)
4.离子符号及其意义(数字“2”的意义):
【重点解析】
1.原子得失电子变成离子,元素的种类、质子数、相对原子质量都不变。
2.离子和原子的比较:
知识点四、化合物的形成过程(以钠与氯气反应生成NaCl为例)
【重点解析】
分子、原子、离子三者的关系:
知识点五、相对原子质量
1.概念:以一种碳原子质量的1/12为标准,其他原子的质量跟它相比较所得到的比,就是这种原子的相对原子质量(符号为Ar)。根据这个标准,氢的相对原子质量约为1,氧的相对原子质量约为16。
2.计算式:
【重点解析】
1.相对原子质量只是一个比值,单位是“1”(一般不读也不写),不是原子的实际质量。
2.每个质子和每个中子的质量都约等于1个电子质量的1836倍,即电子质量很小,跟质子和中子相比可以忽略不计。原子的质量主要集中在质子和中子(即原子核)上。
3.在相对原子质量计算中,所选用的一种碳原子是碳12,是含6个质子和6个中子的碳原子,它的质量的1/12约等于1.66×10-27 kg。
4.几种原子的质子数、中子数、核外电子数及相对原子质量比较:
通过分析上表,得到以下结论:
(1)质子数=核外电子数;
(2)相对原子质量≈质子数+中子数;
(3)原子核内质子数不一定等于中子数;
(4)原子核内质子数不同,原子的种类不同;
(5)不是所有的原子核内都有中子(或普通的氢原子核内无中子)。
【典型例题】
类型一、考查原子的构成
例1.原子是由居于原子中心的带 电的 和核外带 电的 构成。由于原子核所带电量和核外电子所带的电量 ,但电性 ,因此原子 电性。
【答案】正 原子核 负 电子 相等 相反 不显
【解析】原子是由居于原子中心带正电的原子核和核外带负电的电子构成,原子核又是由质子和中子构成,质子带正电,中子不带电;原子核所带正电荷(核电荷数)和核外电子所带负电荷相等,但电性相反,所以整个原子不显电性。
【总结升华】要了解原子的构成。
例2.(荆州模拟)下列关于原子的叙述中,错误的是( )
A.原子呈电中性
B.原子核都是由质子和中子构成
C.原子由原子核与核外电子构成
D.原子可构成分子,有的也可直接构成物质
【思路点拨】根据原子的构成分析,根据原子能构成分子,也能构成物质分析判断即可。
【答案】B
【解析】原子呈电中性,A正确;氢原子的原子核只有一个质子,没有中子,故B说法错误;原子由原子核与核外电子构成,C正确;原子可构成分子,有的也可直接构成物质,D正确;故选B。
【总结升华】原子由原子核和核外电子构成,电子质量和体积都很小;其中原子核由质子和中子构成的,质子带正电荷,中子不带电;只要形成微观想象能力不难解答这类题目。
举一反三:
【变式1】(北京二模)下列原子中的粒子,带负电荷的是( )
A.原子核 B.电子 C.质子 D.中子
【答案】B
【变式2】已知某一原子的核电荷数,可以确定它的( )
A.相对原子质量 B.质子数 C.中子数与质子数的和 D.中子数
【答案】B
类型二、考查核外电子的排布和离子的形成
例3.(呼和浩特中考)下列关于钠原子和钠离子的说法中,正确的是( )
【思路点拨】钠原子失去1个电子形成钠离子,据此结合题意进行分析解答即可。
【答案】D
【解析】
A、钠原子失去最外层的1个电子形成钠离子,则钠原子和钠离子的核外电子数不同,故A选项说法错误;
B、决定元素化学性质的是最外层电子数,钠原子失去最外层的1个电子后变为钠离子,最外层电子数发生了改变,钠原子和钠离子的化学性质不同,故B选项说法错误;
C、钠原子失去最外层的1个电子形成钠离子,电子的质量很小,可以忽略不计,故C选项说法错误;
D、钠原子失去最外层的1个电子形成钠离子,质子数、中子数不变,它们的质子数和中子数都相同,故D选项说法正确。
【总结升华】掌握原子和离子的相互转化、决定元素化学性质的因素是正确解答本题的关键。
例4.下列粒子结构示意图中,表示阳离子的是( )
【答案】B
【解析】在原子中:核内质子数=核外电子总数;在阳离子中:核内质子数﹥核外电子总数;在阴离子中:核内质子数﹤核外电子总数。分析图示知:A为氧原子;B为镁离子,是阳离子;C为氖原子;D为氟离子,是阴离子。
【总结升华】根据粒子结构示意图判断粒子是原子、阳离子还是阴离子。
例5. 下图中的①、②分别是氟元素、钙元素在元素周期表中的信息,A、B、C、D是四种粒子的结构示意图。
请你回答:
(1)氟元素的相对原子质量为 ,钙元素的原子序数为 ;
(2)D图所示是一种原子,则X= ;
(3)A、B、C、D属于同种元素的粒子是 (填序号);
(4)A粒子的化学性质与B、C、D中哪一种粒子的化学性质相似 (填序号)。
【答案】(1)19.00 20 (2) 8 (3) B C (4) B
【解析】(1)在元素周期表的每一格中给出了一种元素的以下信息:左上角数字表示原子序数(即核内质子数),右上角符号表示元素符号,中间汉字表示元素名称,正下方数字表示相对原子质量。
(2)在原子中质子数等于电子数,根据2+8+X=18,可知X=8。
(3)质子数相同的原子或离子属于同种元素。
(4)最外层电子数主要决定微粒的化学性质,B与A最外层电子数相同,都是7个电子,二者的化学性质相似。
【总结升华】质子数决定元素种类;最外层电子数决定粒子的化学性质;在原子中质子数等于电子数。
举一反三:
【变式1】写出下列粒子的化学符号:
(1)镁离子 ; (2)2个氧原子 ;
(3)两个氢离子 ; (4)2个亚铁离子 。
【答案】(1)Mg2+ (2) 2O (3)2 H+ (4)2 Fe2+
【变式2】(云南中考)如图是某元素的原子结构示意图。下列说法不正确的是( )
A.该原子的质子数为12
B.该原子的核外有三个电子层
C.该原子的核外电子数为12
D.该原子在化学反应中容易得到2个电子
【答案】D
类型三、考查分子、原子、离子之间的关系
例6.下列关于分子、原子、离子的说法中,错误的是( )
A.分子、原子、离子都能构成物质
B.在化学反应过程中,原子的种类、数目均不改变
C.水是由氢、氧两种原子直接构成的
D.物质的热胀冷缩现象是分子间隔的大小随温度而改变的缘故
【答案】C
【解析】水是由水分子构成的,不是由氢氧两种原子直接构成的。
【总结升华】分子、原子、离子都是构成物质的粒子,都可以保持物质的化学性质。在化学变化中,原子的种类、数目和质量都不改变。
举一反三:
【变式1】分子、原子、离子都是构成物质的微粒。下列物质中由原子直接构成的是( )
A.铜 B.氧气 C.氯化钠 D.二氧化碳
【答案】A
【解析】铜是由铜原子构成的;氧气是由氧分子构成的;氯化钠是由钠离子和氯离子构成的;二氧化碳是由二氧化碳分子构成的。
【变式2】科学研究证明,物质是由微粒构成的。请用原子、分子或离子填空:
(1)铁是由 构成的;
(2)空气中含量最多的氮气是由 构成的;
(3)调味用的氯化钠是由 构成的。
【答案】 (1)原子 (2)分子 (3)离子
类型四、考查相对原子质量的概念及有关计算
例7.据英国《自然》杂志报道,科学家最近研制成了以锶原子做钟摆的“光晶格钟”,成了世界上最精确的钟。已知一种锶原子的相对原子质量为88,其质子数是38,则这种锶原子的核外电子数为( )
A.38 B.50 C.88 D.126
【答案】A
【解析】在原子中,质子数=电子数,锶原子质子数为38,核外电子数也是38。
【总结升华】要记住以下等量关系:核电荷数=核内质子数=核外电子数,相对原子质量≈质子数+中子数。
例8.某原子的质量是2.657×10-26 Kg, 一个碳原子的质量是1.993×10-26Kg, 该原子的相对原子质量是( )
A.16 g B.1/16 C.16 ×10-26 Kg/12
【答案】C
【解析】该原子相对原子质量等于2.657×10-26 Kg除以“一个碳原子的质量的1/12”。相对原子质量的单位是“1”(不写出),“g”是质量单位,故A不正确,C选项正确。
【总结升华】根据相对原子质量计算公式求解。
举一反三:
【变式】已知铁的相对原子质量为56,核电荷数为26,则铁原子中质子数为 个,中子数为 个,核外电子数为 个。
【答案】26 30 26元素分类
金属元素
非金属元素
稀有气体元素
最外层电子数
较少(一般少于4个)
较多(一般4~7个)
8个(氦是2个)
得失电子倾向
易失去最外层电子
易得到电子
相对稳定、不易得失电子
化学性质
不稳定
不稳定
稳定
粒子种类
原子
离子
阳离子
阴离子
区 别
粒子结构
质子数=电子数
质子数>电子数
质子数<电子数
粒子电性
不显电性
显正电性
显负电性
符号
用元素符号表示
用阳离子符号表示
用阴离子符号表示
举 例
联 系
原子种类
质子数
中子数
核外电子数
相对原子质量
氢
1
0
1
1
碳
6
6
6
12
氧
8
8
8
16
钠
11
12
11
23
氯
17
18
17
35.5
铁
26
30
26
56
A.
它们的核外电子数相同
B.
它们的性质完全相同
C.
钠原子的质量比钠离子大的多
D.
它们的质子数和中子数都相同
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