人教版（2024）九年级上册（2024）课题2 原子结构导学案及答案

这是一份人教版（2024）九年级上册（2024）课题2 原子结构导学案及答案，共23页。学案主要包含了离子，相对原子质量等内容，欢迎下载使用。
第2课时 离子的形成、相对原子质量
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01/学习目标 明确内容要求，落实学习任务
02/思维导图 构建知识体系，加强学习记忆
03/知识导学 梳理教材内容，掌握基础知识
04/效果检测 课堂自我检测，发现知识盲点
05/问题探究 探究重点难点，突破学习任务
06/分层训练 课后训练巩固，提升能力素养
一、离子
1．离子概念：带电的原子或原子团
2．离子形成及分类：
（1）阳离子：原子失去电子而形成阳离子，质子数＞电子数，所以阳离子带正电，如Na+
一般地，阳离子所带正电荷数目=原子失去的电子数目=原子的最外层电子数目
（2）阴离子：原子得到电子而形成阴离子，质子数＜电子数，所以阴离子带负电，如O2-
一般地，阳离子所带负电荷数目=原子得到的电子数目=原子的最外层电子数目
3．离子构成物质
（1）阴阳离子由于静电作用形成不显电性的离子化合物。如：氯化钠、硫酸铜
（2）离子化合物不是由一种离子构成的，离子化合物中必须既有阳离子，也有阴离子，且阴阳离子所带电荷总数相等。
（3）氯化钠的形成过程：
4．常见金属原子和非金属原子形成离子的过程
（1）金属原子失去最外层电子形成阳离子，电子层数减少1层；
（2）非金属原子得到电子形成阴离子，电子层数不改变。
（3）离子形成过程中，原子质子数不变，所以原子的种类不变；核外电子数改变，最外层电子数改变，化学性质改变。
5．离子表示方法
（1）离子结构示意图
离子所带电荷数 = 核内质子数 - 核外电子数，数值为正，是阳离子；数值为负，是阴离子
【易错提醒】
在结构示意图中：离子所带电荷数 = 圆圈内数字 - 弧线上数字之和
（2）离子符号
= 1 \* GB3 ①离子符号写法：在元素符号右上角标明离子的电荷数和电性（用+、-表示），数字在前，“+、-”在后。若数字为1时，可省略不写。
例如：钠离子Na+；硫离子S2-。
= 2 \* GB3 ②离子符号读法：“××离子”或“带×个单位×电荷的×离子”
例如S2-读作“硫离子”或“带两个单位负电荷的硫离子”
Al3+读作“铝离子”或“带两个单位正电荷的铝离子”
= 3 \* GB3 ③离子符号表示的意义：表示一个离子；表示带n个单位电荷的离子。
例如：Fe3+ 表示一个铁离子;表示带3个单位正电荷的铁离子
= 4 \* GB3 ④离子符号右上角的数字的含义：表示一个离子所带的电荷数。
例如：Fe3+：3表示一个铁离子带3个单位的正电荷
= 5 \* GB3 ⑤离子符号前面的数字表示离子个数。例如：2个钠离子：2Na＋

6．原子与离子的区别与联系
二、相对原子质量：
1．概念：以一种碳原子（C-12原子）质量的1/12为标准，
其他原子质量跟它相比较所等到的比。
2．符号：Ar
3．相对原子质量的表达式：
4．相对原子质量不是实际质量，实际质量之比等于相对原子质量之比。
5．质子、中子的质量大约相等（相对质量都约等于1），电子的质量很小，可忽略不计，故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
6．中国科学院院士张青莲教授为相对原子质量的测定作出了卓越贡献。
1．判断题
（1）原子通过得失电子形成离子，但离于不能转化为原子。( )
（2）同种元素的原子和离子（如钠原子和钠离子）核外电子数相等( )
（3）钙原子失去两个电子形成的钙离子用 Ca2+ 表示。( )
（4）带电的微粒都是离子( )
（5）粒子得到或失去电子都能变成离子( )
（6）离子是带电荷的粒子，则带电荷的粒子一定是离子( )
（7）构成物质的微粒有分子、原子和离子。例如：水是由水分子构成的；铁是由铁原子构成的；氯化钠是由钠离子和氯离子构成的。( )
（8）2O2-表示2个氧离子( )
（9）卢瑟福在测定原子构成时做了如下实验：用粒子(带正电荷的氦核)轰击一张极薄的金箔，结果发现绝大多数粒子通过了金箔，极少数粒子发生偏转或被弹回。根据上述现象得出金原子带正电性( )
（10）质子数相同的两种粒子其核外电子数一定相等( )
（11）某种粒子的核电荷数少于核外电子数，这种粒子是分子( )
（12）科学家通过测定古生物遗骸的碳14含量，确认重庆市九龙波区冬笋坝遗址是我国最早的巴文化遗址。碳14原子的核电荷数为6，相对原子质量为14。关于碳14原子，它的质子数为6( )
（13）某种粒子的核电荷数少于核外电子数，这种粒子是阴离子( )
（14）原子内质子和中子的相对质量均约等于1。( )
（15）氮元素的相对原子质量为14g( )
（16）相对原子质量是原子质量跟一种碳原子质量的比值。( )
（17）相对原子质量就是原子质量。( )
（18）相对原子质量：以碳12原子质量的 作为标准，其他原子的质量跟它的比值。相对原子质量的单位是g。( )
（19）原子的质量主要集中在原子核上，相对原子质量的近似值为质子数和中子数之和。( )
（20）科学家通过测定古生物遗骸的碳14含量，确认重庆市九龙波区冬笋坝遗址是我国最早的巴文化遗址。碳14原子的核电荷数为6，相对原子质量为14。关于碳14原子，它的相对原子质量为14( )
（21）在相对原子质量测定方面做出卓越贡献的我国的科学家是屠呦呦( )
【答案】(1) × (2) × (3) √ (4) × (5) × (6) × (7)√ (8) √ (9) × (10) × (11) × (12) √ (13) √ (14) √ (15) × (16) × (17) × (18) × (19)√ (20) √ (21) ×
2．根据钠原子和氯原子的原子结构示意图和它们在元素周期表中所在的周期和族，判断这两种原子得失电子的情况。
钠原子的原子结构示意图；氯原子的原子结构示意图
(1)钠原子容易 电子，钠离子的符号是 ，像这种带正电的离子称为 离子；氯原子容易 电子，氯离子的符号 ，像这种带负电的离子称为 离子。
(2)规律总结：一般情况下，金属原子容易 电子变成 离子，带 电荷。非金属原子容易 电子变成 离子，带 电荷。 元素的原子既不易失电子也不易得电子。
【答案】(1) 失去 Na+ 阳 得到 Cl- 阴
(2) 失去 阳 正 得到 阴 负 稀有气体
【详解】（1）根据钠原子的原子结构示意图可知，钠原子有3个电子层，最外层1个电子，在化学反应中容易失去1个电子，变成阳离子，离子符号为Na+；根据氯原子的原子结构示意图可知，氯原子有3个电子层，最外层7个电子，在化学反应中容易得到1个电子，变成阴离子，离子符号为Cl－。
（2）根据多种元素的原子在化学变化中的得失电子情况，可以得到以下规律：一般情况下，金属元素的原子最外层电子数小于4，容易失去最外层上的电子，形成带正电的阳离子；非金属元素的原子最外层电子数大于4，一般容易得到电子，形成带负电的阴离子。阴阳离子相互吸引就形成了化合物。稀有气体元素的原子最外层电子已达到稳定结构，既不易失电子也不易得电子，化学性质稳定。
3．如图是A、B、C、D四种粒子的结构示意图,请回答下列问题:
(1)图中四种粒子中属于同种元素的是 (填字母)。
(2)D 中x= 。
(3)A、B、C、D四种粒子中具有稳定结构的原子是 (填字母)。
(4)表示阳离子的是 ，表示阴离子的是 。
【答案】(1)A、B
(2)8
(3)D
(4) A C
【详解】（1）依据质子数相同的元素是同种元素，由图示可知四种微粒中A、B质子数相同是同种元素；
（2）由于原子中质子数与核外电子数相等，观察可知该微粒的质子数是18，是具有稳定结构的氩原子，所以核外电子数也应为18，所以x为8；
（3）根据核外电子层排布，最外层为电子数为8属于稳定结构，由粒子结构示意图可知具有稳定结构的原子是D；
（4）A的质子数＞电子数是阳离子；C的质子数＜电子数是阴离子。
4．下列数据中属于原子质量的 属于原子的相对原子质量的 。
A．18g B．21 C．1.6×10-26 D．3.2×10-26 kg
【答案】 D B
【详解】原子质量的单位可以为kg，属于原子质量的数据是3.2×10-26 kg，原子的相对原子质量是指该原子的实际质量与碳原子质量的的比值，相对原子质量是一个比值，单位是“1”，常省略不写，属于原子的相对原子质量的的数据是21。
5．已知氧的相对原子质量为16，硫的相对原子质量为32，则氧原子的实际质量与硫原子的实际质量之比为 。
【答案】1：2
【分析】相对原子质量是以一个碳-12原子质量的作为标准，一个原子的质量跟一个碳-12原子质量的的比值，为该原子的相对原子质量；相对原子质量与真实质量成正比，相对原子质量之比等原子质量之比，据此进行分析解答。
【详解】相对原子质量是以一个碳-12原子质量的作为标准，一个原子的质量跟一个碳-12原子质量的的比值，为该原子的相对原子质量；相对原子质量与真实质量成正比，已知氧原子的相对原子质量与硫原子的相对原子质量之比为16：32=1：2，则氧原子的实际质量与硫原子的实际质量之比也为1：2。
►问题一 离子的概念及形成
【典例1】如图表示氯化钠微观形成过程。该过程说明原子通过 电子形成离子，其中阴离子是 离子(写出离子符号)，最终形成的物质不显电性，原因是 。
【答案】 得失 Cl- 电荷数相等，电性相反
【详解】如图表示氯化钠微观形成过程，该过程说明原子通过得失电子形成离子的，其中氯原子得到电子形成阴离子，符号为：Cl-；两种离子所带电荷数相等，电性相反，所以最终形成氯化钠不显电性；故答案为：得失；Cl-；电荷数相等，电性相反。
【解题必备】
能金属原子最外层电子数一般小于4，在化学反应中容易失去最外层电子成为相对稳定结构，形成阳离子，带正电荷。
非金属原子最外层电子数一般大于4，在化学反应中容易得到电子成为相对稳定结构，形成阴离子，带负电荷。
【变式1-1】微粒a在一定条件下可转化为微粒b，过程如下图所示，变化前后保持不变的是
A．核电荷数B．化学性质C．核外电子数D．最外层电子数
【答案】A
【详解】A、由图可知，变化前后，核电荷数不变，均是17，符合题意；
B、变化过程中，a粒子得到1个电子变为b粒子，故最外层电子数发生了改变，化学性质发生了改变，不符合题意；
C、由图可知，核外电子数发生了改变，微粒a中核外电子数为17，微粒b中核外电子数为18，不符合题意；
D、由图可知，最外层电子数发生了改变，微粒a中最外层电子数为7，微粒b中最外层电子数为8，不符合题意。
故选A。
【变式1-2】如图是某粒子的结构示意图，请回答下列问题。
(1)若x=18，则该粒子是 (填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
(2)若x=17，则该粒子的符号为 。
(3)若该粒子符号为X2+，则该粒子的核电荷数为 。
【答案】(1)原子
(2)Cl-
(3)20
【详解】（1）若x=18。质子数=核外电子数，则该粒子是原子；
（2）若x=17，质子数=17，核外电子数=2+8+8=18，质子数＜核外电子数，则该粒子表示氯离子，符号为Cl-；
（3）若该粒子符号为X2+，表示该原子失去2个电子形成的阳离子，则该粒子的原子的核外电子数为2+8+8+2=20，根据在原子中，质子数=核外电子数=核电荷数，则该粒子的核电荷数为20。
►问题二 离子中各类微粒之间的关系
【典例2】某元素原子A的质子数为z，已知B3-和A2+具有相同的核外电子数，则B元素的质子数为
A．z-2+3B．z-2-3C．z+2+3D．z+2-3
【答案】B
【详解】在原子中，质子数=核外电子数，设元素B的质子数是y，某元素原子A的质子数为z，则A原子的核外电子数为z，所以阳离子A2+为A原子失去两个电子形成的，则A2+的核外电子数等于z-2，同理阳离子B3-是B原子得到3个电子形成的，则B3-的核外电子数为y+3，因为B3+和A2+具有相同的电子层结构，即核外电子数相同；所以z-2=y+3，即y=z-2-3；
故选：B。
【解题必备】
阳离子比形成它的原子少一个电子层，所带电荷数等于失去的电子数。
阴离子离子与形成它的原子电子层数相同，所带电荷数等于得到的电子数。
离子所带电荷数的简单计算方法：用核内质子数减去核外电子数，所得数值为正，是阳离子；数值为负，是阴离子。
相对原子质量约等于质子数加中子数
【变式2-1】已知一种氧原子的原子核内含有8个质子和9个中子，则一个该种氧原子形成的阴离子(O2-)的核外电子数为
A．8B．9C．10D．17
【答案】C
【详解】原子中质子数=核外电子数，则该种氧原子的核外电子数为8，O2-是氧原子得到2个电子形成的，则核外电子数为8+2=10，故选C。
【变式2-2】某阳离子A3+的核外有10个电子，核内有14个不带电的粒子，则A原子的质子数和相对原子质量分别是
A．10、24B．13、26C．13、27D．7、21
【答案】C
【详解】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，其中质子带正电，电子带负电，中子不带电，某阳离子A3+的核外有10个电子，且A3+是由A原子失去3个电子形成的，则A原子的核外电子数为10+3=13，又由于原子的质子数=核外电子数，则A原子的质子数为13；核内有14个不带电的粒子，则中子数为14，由于原子的相对原子质量≈质子数+中子数，则A原子的相对原子质量为13+14=27，故选C。
►问题三 离子符号的含义及书写
【典例3】请写出符合题目要求的化学符号或指定数字表示的意义：
(1)钠离子 ；铝离子 ；氯离子 ；氧离子 。
(2) 5个氯离子： ；2个铝离子： 。
(3)Ca2+中数字“2”的意义： 。
【答案】(1) Na+；Al3+； Cl-； O2-
(2) 5Cl－；2Al3+
(3)1个钙离子带2个单位正电荷
【详解】（1）离子的表示方法，在表示该离子的元素符号右上角，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要省略，若表示多个该离子，就在其离子符号前加上相应的数字，则钠离子可表示为Na+，故填：Na+；Al3+；Cl-；O2-
（2）在离子符号前面加数字表示离子的个数。故填：5Cl－；2Al3+。
（3）标在元素符号右上角的数字表示离子所带电荷数，因此Ca2+中“2”的意义：一个钙离子带2个单位的正电荷。故填：一个钙离子带2个单位的正电荷。
【解题必备】
1．常见的离子符号：H+；Na+；Mg2+；Al3+； F-； Cl-；O2-；S2-
2．离子的表示方法，在表示该离子的元素符号右上角，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要省略。
3．离子符号右上角的数字表示离子所带电荷数；
4．离子符号前面的数字表示离子的个数
【变式3-1】爆炸性的高能N5+阳离子（氮元素的原子序数为7）被美国加州爱得华空军基地研究高能材料的化学家合成。关于N5+的说法正确的是 。
A．该粒子的电子数为34
B．该粒子的质子数为34
C．该粒子由5个氮分子构成
D．它是一种由5个氮原子构成的单质分子
【答案】 A
【分析】A、由于氮原子的质子数是7，所以其电子数也为7，则5个氮原子的电子数是35，而N5+是N5失去一个电子得到的微粒，所以N5+的核外电子数为34，故A正确；
B、由于氮原子的质子数是7，所以5个氮原子的质子数是35，而形成N5+后其质子数未变，所以其质子数为35个，故B错误。
C、离子和分子都是构成物质的微粒，在该离子中是由5个原子失去1个电子构成，故C错误；
D、N5+阳离子是一种由5个氮原子构成的离子，而不是单质分子，故D错误。
故选A。
【变式3-2】如图所示，用粒子结构示意图表示粒子，按要求填空：
(1)当X>10时，粒子表示 (填“原子”、“阳离子”“阴离子”)；
(2)当粒子带2个单位正电荷时，X= ，离子符号为 。
(3)当粒子带1个单位负电荷时，X= ，离子符号为 。
【答案】(1)阳离子
(2) 12 Mg2+
(3) 9 F-
【详解】（1）当X>10时，即质子数大于电子数，则该粒子带正电荷，属于阳离子。故填：阳离子。
（2）当粒子带2个单位正电荷时，则说明其是由原子失去2个电子形成的，因此原子的电子数是2+8+2=12，质子数=电子数=12 。12号元素是镁元素，因此镁离子表示为：Mg2+。故填：12；Mg2+。
（3）当粒子带1个单位负电荷时，说明其是由原子得到1个电子形成的，因此原子的电子数是10-1=9。因此质子数=电子数=9，9号元素是氟元素，则带一个负电荷的氟离子表示为：F-。故填：9；F-。
►问题四 原子与离子的比较
【典例4】下列关于Mg、Mg2+两种粒子的判断中，正确的是
①核电荷数相同②核外电子数相同③电子层结构相同④质量几乎相等⑤质子数相等⑥Mg比Mg2+稳定
A．①④⑤B．①③⑤⑥C．①④⑤⑥D．②③④
【答案】A
【详解】①镁原子失去2个电子后形成镁离子，质子数没有发生改变，所以核电荷数相同，正确；
②镁原子失去2个电子后形成镁离子，所以核外电子数不相同，错误；
③镁原子失去2个电子后形成镁离子，它们电子层结构不相同，错误；
④镁原子失去2个电子后形成镁离子，电子的质量很小，所以质量几乎相等，正确；
⑤镁原子失去2个电子后形成镁离子，质子数没有发生改变，所以质子数相等，正确；
⑥镁原子失去2个电子后形成镁离子，镁离子最外层电子数为8，所以Mg2+比Mg稳定，错误。
正确的有①④⑤；
故选A。
【解题必备】
原子不带电荷，阳离子带正电荷，阴离子带负电荷；
2．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
质子数