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高中化学苏教版 (2019)必修 第一册专题2 研究物质的基本方法第三单元 人类对原子结构的认识课时作业
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这是一份高中化学苏教版 (2019)必修 第一册专题2 研究物质的基本方法第三单元 人类对原子结构的认识课时作业，共7页。试卷主要包含了了解原子结构模型的演变，02×1023) g等内容，欢迎下载使用。
第三单元 人类对原子结构的认识
目标与素养：1.了解原子结构模型的演变。(科学态度与社会责任)2.了解原子核外电子排布及其表示。(宏观辨识与微观探析)3.掌握原子核的构成、核素、同位素的含义。(宏观辨识与微观探析)
一、原子结构模型的演变
微点拨
原子结构模型的演变过程反映了科学家具有质疑、创新、求实等良好的科学品质，随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识还会不断深化。
二、原子核外电子排布
1．原子核外电子排布
(1)原子结构
(2)表示方法：原子结构示意图
如O： ；Mg： 。
2．元素的化学性质与原子核外电子排布的关系
(1)化学反应的特点：原子核不发生变化，但最外层电子数可能发生变化。
(2)化合价和核外电子排布的关系
①活泼金属在反应中，一般失去电子，表现正化合价；
②活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价。
③化合价与得失电子的关系：失去的电子数＝正价的数值；得到的电子数＝负价的数值。
微点拨
原子的最外层电子数决定了元素的化学性质，一般说来，最外层电子数小于4易失电子，最外层电子数大于4易得电子，最外层电子数等于4，既不易得也不易失电子。
三、原子核的组成
1．原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电。
2．质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数值，加起来所得的数值。
3．原子的表示符号：AZX表示质子数是Z，质量数为A的一种X原子，X中含有的中子数为A－Z。
4．元素、核素、同位素的关系
微点拨
原子中一定有质子和电子，不一定有中子，如eq \\al(1,1)H，没有中子。阳离子eq \\al(1,1)H＋中只有质子，没有中子和电子。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)道尔顿的原子学说、汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型均是不完善的，对科学发展毫无疑义(×)
(2)最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子(×)
(3)H2、D2、T2互称为同位素(×)
(4)原子eq \\al(89,39)中子数与质子数之差为50(×)
2．下列说法中正确的是( )
A．40K与40Ca原子中的中子数相等
B．互为同位素的两种核素，它们原子核内的质子数一定相等
C．人们发现了112种元素，即共有112种核素
D．原子结构模型演变历史可以表示为：
B [A项，前者中子数为21，后者为20，错误；C项，一种元素可以有多种核素，错误；D项，顺序错误。]
1.构成原子的微粒及作用
原子(eq \\al(A,Z)X)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原子核\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(质子Z个——决定元素的种类,中子[A－Z个]\f(在质子数确定后,决定原子种类)同位素)),核外电子Z个——最外层电子数决定元, 素的化学性质))
2．微粒之间的关系
(1)原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
(3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
3．微粒符号周围数字的含义
某元素的一个原子形成的离子可表示为eq \\al(b,a)Xn－，下列说法正确的是( )
A.eq \\al(b,a)Xn－含有的中子数为a＋b
B.eq \\al(b,a)Xn－含有的电子数为a－n
C．X原子的质量数为a＋b＋n
D．1个X原子的质量约为eq \f(b,6.02×1023) g
D [A项，中子数为b－a；B项，电子数为a＋n；C项，质量数为b。]
1．已知某离子的结构示意图为。试回答：
(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、__________、
________、________、________。
[解析] (1)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当y＝8时，为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。
[答案] (1)原子 (2)氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子(或其他合理答案)
特别提示：同位素原子具有相同的质子数和相同的核外电子排布，所以具有相同的化学性质；由于中子数不同，所以物理性质不同。
元素、原子、核素、同位素都是重要的基本概念，原子的构成是重要的化学基本理论。根据下列8种化学符号：eq \\al(1,1)H2、eq \\al(2,1)H2、eq \\al(14, 6)C、eq \\al(6,3)Li、eq \\al(23,11)Na、eq \\al(14, 7)N、eq \\al(7,3)Li、eq \\al(24,12)Mg回答问题：
(1)表示核素的符号共________种。
(2)互为同位素的是________和________。
(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是________和________。
(4)中子数相等，但质子数不相等的是________和________。
[解析] (1)核素是具有一定质子数和一定中子数的某种元素的原子，一种原子即为一种核素，eq \\al(1,1)H2和eq \\al(2,1)H2都是分子，不属于核素，其余6种全部表示核素。 (2)同位素是具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子，所以eq \\al(6,3)Li和eq \\al(7,3)Li互称为同位素。 (3)eq \\al(14, 6)C和eq \\al(14, 7)N的质量数都是14，但质子数分别为6和7，属于不同元素的原子，不能互称为同位素。 (4)eq \\al(23,11)Na和eq \\al(24,12)Mg的中子数都是12，但质子数分别为11和12。
[答案] (1)6 (2)eq \\al(6,3)Li eq \\al(7,3)Li (3)eq \\al(14, 6)C eq \\al(14, 7)N (4)eq \\al(23,11)Na eq \\al(24,12)Mg
易错警示
同位素、核素概念理解的易错点
(1)一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。
(2)不同的核素可能具有相同的质子数，如eq \\al(1,1)H与eq \\al(3,1)H；也可能具有相同的中子数，如eq \\al(14, 6)C与eq \\al(16, 8)O；也可能具有相同的质量数，如eq \\al(14, 6)C与eq \\al(14, 7)N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如eq \\al(1,1)H与eq \\al(12, 6)C。
(3)化学变化中原子不发生变化，不同核素之间转化时原子发生变化，非化学变化。
2．下列说法正确的是( )
A．同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同
B．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子构成的
C．钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子相同，所以变成氖原子
D.eq \\al(40,18)Ar、eq \\al(40,19)K、eq \\al(40,20)Ca的质量数相同，所以它们互为同位素
A [A选项中的各核素属同一元素，这些核素间必定互为同位素，同位素的化学性质几乎完全相同，A正确；B选项中描述的只是原子构成的一般规律，而忽视了氕原子(eq \\al(1,1)H)的原子核内只有质子而无中子这个特例，B错误；C选项中原子种类是由质子数和中子数共同决定的，若原子核不改变，仅核外发生电子得失，不会发生由一种原子转变为另一种原子的现象，而只能由原子变为离子，C错误；D选项中互为同位素的不同原子质子数相同，中子数不同，因而其质量数必然不等，D错误。]
1．下列叙述正确的是 ( )
A．电子的能量越低，运动区域离原子核越远
B．核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动
C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D．当N层是最外层时，最多可排布18个电子
B [原子核外区域能量不同，距核由近到远，能量由低到高，故A错误；电子在核外是分层排布的，故B正确；He最外层电子数为2，其他元素最外层电子数为8，故C错误；由电子排布规律可知，N层最多容纳18个电子，但为最外层时最多容纳8个电子，故D错误。]
2．下列数字为几种元素的核电荷数，其中原子核外最外层电子数最多的是( )
A．8 B．14
C．16D．17
D [选项中各原子的最外层电子数分别为6、4、6、7，D项正确。]
3.eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H、H＋、H2是( )
A．氢的5种同位素B．5种氢元素
C．氢的5种核素D．氢元素的5种不同微粒
D [eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H是三种不同的核素，是氢元素的三种同位素，H＋是一种阳离子，H2是氢元素形成的单质，构成上述物质微粒的元素原子具有相同的核电荷数，属于同种元素，故可称之为氢元素的五种不同微粒。]
4．(双选)eq \\al(13, 6)C－NMP(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析。eq \\al(13, )6C表示的碳原子( )
A．该原子的化学性质较稳定，不易发生得失电子
B．核内有6个质子，核外有7个电子
C．质量数为13，核电荷数为6，核内质子数为7
D．质子数为6，核外电子数为6，核内中子数为7
AD [eq \\al(13, 6)C的质量数为13，质子数＝核电荷数＝核外电子数＝6，中子数为13－6＝7，最外层电子有4个，不易得失电子。]
5．(1)eq \\al(34,16)S2－中的质子数是________，中子数是________，核外电子数是________，质量数是________。
(2)微粒“AXn－”核外有18个电子，则它的核电荷数为________，核内中子数为________。
(3)由1Heq \\al(16,2)O与2Heq \\al(17,2)O所代表的物质中，共有________种元素，________种原子，________种分子，互为同位素的原子有________。
[答案] (1)16 18 18 34 (2)18－n A－(18－n) (3)2 4 2 1H和2H、16O和17O认识原子的构成
元素、核素、同位素的比较
元 素
核 素
同位素
概念
具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称，与核外电子数无关
具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子或同一种元素的不同核素
范围
宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态
微观概念，对某种元素的一种原子而言
微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类
特性
主要通过形成的单质或化合物来体现
不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同
同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同
实例
氢元素、氧元素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(14, 7)N、eq \\al(14, 6)C、eq \\al(24,12)Mg是不同的核素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H为氢元素的同位素
第三单元 人类对原子结构的认识
目标与素养：1.了解原子结构模型的演变。(科学态度与社会责任)2.了解原子核外电子排布及其表示。(宏观辨识与微观探析)3.掌握原子核的构成、核素、同位素的含义。(宏观辨识与微观探析)
一、原子结构模型的演变
微点拨
原子结构模型的演变过程反映了科学家具有质疑、创新、求实等良好的科学品质，随着现代科学技术的发展，人类对原子的认识还会不断深化。
二、原子核外电子排布
1．原子核外电子排布
(1)原子结构
(2)表示方法：原子结构示意图
如O： ；Mg： 。
2．元素的化学性质与原子核外电子排布的关系
(1)化学反应的特点：原子核不发生变化，但最外层电子数可能发生变化。
(2)化合价和核外电子排布的关系
①活泼金属在反应中，一般失去电子，表现正化合价；
②活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价。
③化合价与得失电子的关系：失去的电子数＝正价的数值；得到的电子数＝负价的数值。
微点拨
原子的最外层电子数决定了元素的化学性质，一般说来，最外层电子数小于4易失电子，最外层电子数大于4易得电子，最外层电子数等于4，既不易得也不易失电子。
三、原子核的组成
1．原子是由带正电的原子核和带负电的核外电子构成的，原子核又是由质子和中子构成的，质子带正电，中子不带电。
2．质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数值，加起来所得的数值。
3．原子的表示符号：AZX表示质子数是Z，质量数为A的一种X原子，X中含有的中子数为A－Z。
4．元素、核素、同位素的关系
微点拨
原子中一定有质子和电子，不一定有中子，如eq \\al(1,1)H，没有中子。阳离子eq \\al(1,1)H＋中只有质子，没有中子和电子。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)道尔顿的原子学说、汤姆生的“葡萄干面包式”原子结构模型均是不完善的，对科学发展毫无疑义(×)
(2)最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子(×)
(3)H2、D2、T2互称为同位素(×)
(4)原子eq \\al(89,39)中子数与质子数之差为50(×)
2．下列说法中正确的是( )
A．40K与40Ca原子中的中子数相等
B．互为同位素的两种核素，它们原子核内的质子数一定相等
C．人们发现了112种元素，即共有112种核素
D．原子结构模型演变历史可以表示为：
B [A项，前者中子数为21，后者为20，错误；C项，一种元素可以有多种核素，错误；D项，顺序错误。]
1.构成原子的微粒及作用
原子(eq \\al(A,Z)X)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(原子核\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(质子Z个——决定元素的种类,中子[A－Z个]\f(在质子数确定后,决定原子种类)同位素)),核外电子Z个——最外层电子数决定元, 素的化学性质))
2．微粒之间的关系
(1)原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
(3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
3．微粒符号周围数字的含义
某元素的一个原子形成的离子可表示为eq \\al(b,a)Xn－，下列说法正确的是( )
A.eq \\al(b,a)Xn－含有的中子数为a＋b
B.eq \\al(b,a)Xn－含有的电子数为a－n
C．X原子的质量数为a＋b＋n
D．1个X原子的质量约为eq \f(b,6.02×1023) g
D [A项，中子数为b－a；B项，电子数为a＋n；C项，质量数为b。]
1．已知某离子的结构示意图为。试回答：
(1)当x－y＝10时，该粒子为________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)。
(2)当y＝8时，粒子可能为(填名称)：________、__________、
________、________、________。
[解析] (1)当x－y＝10时，x＝10＋y，说明核电荷数等于核外电子数，所以该粒子应为原子。(2)当y＝8时，为有18个电子的粒子，所以可能为氩原子、氯离子、硫离子、钾离子、钙离子等。
[答案] (1)原子 (2)氩原子 氯离子 硫离子 钾离子 钙离子(或其他合理答案)
特别提示：同位素原子具有相同的质子数和相同的核外电子排布，所以具有相同的化学性质；由于中子数不同，所以物理性质不同。
元素、原子、核素、同位素都是重要的基本概念，原子的构成是重要的化学基本理论。根据下列8种化学符号：eq \\al(1,1)H2、eq \\al(2,1)H2、eq \\al(14, 6)C、eq \\al(6,3)Li、eq \\al(23,11)Na、eq \\al(14, 7)N、eq \\al(7,3)Li、eq \\al(24,12)Mg回答问题：
(1)表示核素的符号共________种。
(2)互为同位素的是________和________。
(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是________和________。
(4)中子数相等，但质子数不相等的是________和________。
[解析] (1)核素是具有一定质子数和一定中子数的某种元素的原子，一种原子即为一种核素，eq \\al(1,1)H2和eq \\al(2,1)H2都是分子，不属于核素，其余6种全部表示核素。 (2)同位素是具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子，所以eq \\al(6,3)Li和eq \\al(7,3)Li互称为同位素。 (3)eq \\al(14, 6)C和eq \\al(14, 7)N的质量数都是14，但质子数分别为6和7，属于不同元素的原子，不能互称为同位素。 (4)eq \\al(23,11)Na和eq \\al(24,12)Mg的中子数都是12，但质子数分别为11和12。
[答案] (1)6 (2)eq \\al(6,3)Li eq \\al(7,3)Li (3)eq \\al(14, 6)C eq \\al(14, 7)N (4)eq \\al(23,11)Na eq \\al(24,12)Mg
易错警示
同位素、核素概念理解的易错点
(1)一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。
(2)不同的核素可能具有相同的质子数，如eq \\al(1,1)H与eq \\al(3,1)H；也可能具有相同的中子数，如eq \\al(14, 6)C与eq \\al(16, 8)O；也可能具有相同的质量数，如eq \\al(14, 6)C与eq \\al(14, 7)N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如eq \\al(1,1)H与eq \\al(12, 6)C。
(3)化学变化中原子不发生变化，不同核素之间转化时原子发生变化，非化学变化。
2．下列说法正确的是( )
A．同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同
B．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子构成的
C．钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子相同，所以变成氖原子
D.eq \\al(40,18)Ar、eq \\al(40,19)K、eq \\al(40,20)Ca的质量数相同，所以它们互为同位素
A [A选项中的各核素属同一元素，这些核素间必定互为同位素，同位素的化学性质几乎完全相同，A正确；B选项中描述的只是原子构成的一般规律，而忽视了氕原子(eq \\al(1,1)H)的原子核内只有质子而无中子这个特例，B错误；C选项中原子种类是由质子数和中子数共同决定的，若原子核不改变，仅核外发生电子得失，不会发生由一种原子转变为另一种原子的现象，而只能由原子变为离子，C错误；D选项中互为同位素的不同原子质子数相同，中子数不同，因而其质量数必然不等，D错误。]
1．下列叙述正确的是 ( )
A．电子的能量越低，运动区域离原子核越远
B．核外电子的分层排布即是核外电子的分层运动
C．稀有气体元素原子的最外层都排有8个电子
D．当N层是最外层时，最多可排布18个电子
B [原子核外区域能量不同，距核由近到远，能量由低到高，故A错误；电子在核外是分层排布的，故B正确；He最外层电子数为2，其他元素最外层电子数为8，故C错误；由电子排布规律可知，N层最多容纳18个电子，但为最外层时最多容纳8个电子，故D错误。]
2．下列数字为几种元素的核电荷数，其中原子核外最外层电子数最多的是( )
A．8 B．14
C．16D．17
D [选项中各原子的最外层电子数分别为6、4、6、7，D项正确。]
3.eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H、H＋、H2是( )
A．氢的5种同位素B．5种氢元素
C．氢的5种核素D．氢元素的5种不同微粒
D [eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H是三种不同的核素，是氢元素的三种同位素，H＋是一种阳离子，H2是氢元素形成的单质，构成上述物质微粒的元素原子具有相同的核电荷数，属于同种元素，故可称之为氢元素的五种不同微粒。]
4．(双选)eq \\al(13, 6)C－NMP(核磁共振)可以用于含碳化合物的结构分析。eq \\al(13, )6C表示的碳原子( )
A．该原子的化学性质较稳定，不易发生得失电子
B．核内有6个质子，核外有7个电子
C．质量数为13，核电荷数为6，核内质子数为7
D．质子数为6，核外电子数为6，核内中子数为7
AD [eq \\al(13, 6)C的质量数为13，质子数＝核电荷数＝核外电子数＝6，中子数为13－6＝7，最外层电子有4个，不易得失电子。]
5．(1)eq \\al(34,16)S2－中的质子数是________，中子数是________，核外电子数是________，质量数是________。
(2)微粒“AXn－”核外有18个电子，则它的核电荷数为________，核内中子数为________。
(3)由1Heq \\al(16,2)O与2Heq \\al(17,2)O所代表的物质中，共有________种元素，________种原子，________种分子，互为同位素的原子有________。
[答案] (1)16 18 18 34 (2)18－n A－(18－n) (3)2 4 2 1H和2H、16O和17O认识原子的构成
元素、核素、同位素的比较
元 素
核 素
同位素
概念
具有相同核电荷数(质子数)的同一类原子的总称，与核外电子数无关
具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子
质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子或同一种元素的不同核素
范围
宏观概念，对同类原子而言，既有游离态又有化合态
微观概念，对某种元素的一种原子而言
微观概念，对某种元素的原子而言。因同位素的存在而使原子种类多于元素种类
特性
主要通过形成的单质或化合物来体现
不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各数均不相同
同位素(之间)质量数不同，化学性质基本相同
实例
氢元素、氧元素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(14, 7)N、eq \\al(14, 6)C、eq \\al(24,12)Mg是不同的核素
eq \\al(1,1)H、eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H为氢元素的同位素
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