专题1 化学家眼中的物质世界
第三单元 人类对原子结构的认识
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一、原子结构模型的演变
对于多电子原子，可以近似认为原子核外电子是分层排布的；在化学反应中，原子核不发生变化，但原子的最外层电子会发生变化。
二、原子的构成
1．原子的构成
| 电量 | 相对质量 | 实际体积 | 占据体积 | |||
| 原子
| 原子核 | 质子Z | +1 | 1 | 小 | 小 |
| 中子N | ―― | 1 | 小 | 小 | ||
| 核外电子e- | －1 | 1/1836 | 小 | 相对很大 | ||
2．几个概念：
原子质量：即原子的真实质量也称原子的绝对质量。单位 kg
粒子相对质量：
注：①单位 1（一般不写出）
②粒子：可以原子、质子、中子、电子、微观粒子
③质子、中子的相对质量约为1
质量数：原子中质量数与质子数得和
3. 有关原子结构常用规律总结
⑴ 质量关系：质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
⑵ 电性关系：原子：核电荷数=质子数=核外电子数
阴离子：质子数=核外电子数－电荷数
阳离子：质子数=核外电子数+电荷数
4. 核素、同位素
核素：具有一定质子数和一定中子数的某种原子
同位素：质子数相同而质量数（或中子数）不同原子的互称
H：
H 
H(D) 
H(T) 氢元素有三种核素，三种核素间互称同位素。
元素的相对原子质量：
=A1×a1%+A2×a2%+……
A1、A2……为核素的相对原子质量
a1%、a2%……为核素的原子百分数或核素原子的物质的量分数
例题解析
例1 下列关于原子的说法中，正确的是 ( )
A. 原子不显电性，说明原子内的质子数等于中子数
B. 同种原子内的质子数相同
C. 含有相同中子数的原子，一定是同一类的原子
D. 原子是最小的粒子
分析：原子只是化学变化中的最小粒子，而构成原子的质子、中子和电子都比原子小，故D错。原子之所以不显电性，是由于原子核内的质子数等于核外电子数，故A错。原子的种类由质子数决定，同种原子当然具有相同数目的质子数，而如果只知中子数相同，不知质子数相同，则无法判断是否为同一类原子。故B对C错。
例2 某元素一种同位素原子的质子数为m，中子数为n，则下述论断正确的是
A.不能由此确定该元素的相对原子质量
B.这种元素的相对原子质量为m+n
C.若碳原子质量为Ｗ克；此原子的质量为(m+n)W克
D.核内中子的总质量小于质子的总质量
分析：本题设置的意图在于考查对相对原子质量的认识。相对原子质量是化学科学中最基本的概念之一，要学会区分元素的相对原子质量与原子的(核素)相对原子质量；同位素的相对原子质量与同位素的质量数等概念的差异性。相对原子质量全称是元素的平均相对原子质量，不是某一个原子的相对原子质量，因此选项B看上去似乎是正确的，实际是错误的。任一原子的质量不可能是碳原子质量与此原子质子与中子数之和的乘积，而且碳原子有多种同位素，选项C中的W是没有被指定的数值，只从这一点来看，选项C也不能成立。题目没有指明是哪种核素，无法确切知道此核内质子数与中子数的相对多少，故选项D也不对。答案为A。
例3 （1）原计划实现全球卫星通讯需发射77颗卫星，这与铱(Ir〕元素的原子核外电子数恰好相等,因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素是
,则其核内的中子数是
A.77 B.114 C.191 D.268
（2）已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素，而铱的平均相对原子质量为192.22，这两种同位素的原子个数比应为
A.39∶61 B.61∶39 C.1∶1 D.39∶11
分析：本题将以当年科技界的一个惨痛的焦点问题：“铱星计划”因缺乏市场需求，曲高和寡，不得不宣布破产为背景，对考生进行有关原子结构知识的考查，使学生在解答问题的同时也在深深的思考“科技应如何转化为生产力”，对学生将来进入社会更好的发挥能力起到很好的警示作用。
第1问，由质量数＝质子数＋中子数 得：其核内的中子数＝191－77＝114，B正确；
第2问，常见的解法：设的原子个数百分比为x％，则有：
191×x％＋193×（1－x％）＝192.22，
解得：x％＝39％
故答案为 1、B 2、A
习题精练
1. 元素的种类和原子的种类 （ ）
A．前者大 B．后者大 C．相等 D．不能确定
2.用化学方法不能实现的是 （ ）
A．生成一种新分子 B．生成一种新离子
C．生成一种新原子 D．生成一种新单质
3.1999年度诺贝尔化学奖授予开创“飞秒（10－15s）化学”新领域的科学家泽维尔，诺贝尔奖委员会对该技术的评语是：“使运用激光光谱技术观测化学反应时分子中原子运动成为可能”。你认为该技术不能观测到的是 （ ）
A．原子中原子核的内部结构
B．化学反应中原子的运动
C．化学反应中生成物粒子的形成
D．化学反应中反应物粒子的分解
4.已知最外层电子数相等的元素原子具有相似的化学性质。氧元素原子的核外电子分层排布示意图为
，下列原子中，与氧元素原子化学性质相似的是
（ ）
氖 碳 镁 硫
A B C D
5.（2005年高考全国卷II）分析发现，某陨石中含有半衰期极短的镁的一种放射性同位素28Mg，该同位素的原子核内的中子数是 （ ）
A．12 B．14 C．16 D．18
6. （2005年高考上海卷）据报道，科学家已成功合成了少量N4，有关N4说法正确的是（ ）
A．N4是N2的同素异形体 B．N4是N2的同种物质
C．相同质量的N4和N2所含原子个数比为1:2 D．N4的式量是56g
7.（2005年高考广东卷）Se是人体必需微量元素，下列关于
说法正确的是（ ）
A．互为同素异形体
B．互为同位素
C．分别含有44和46个质子 D．都含有34个中子
8. 已知自然界氧的同位素有16O，17O，18O，若氢的同位素有H、D，从水分子的原子组成来看，自然界的水一共有 （ ）
A 3种 B 6种 C 9种 D 12种
9. 在离子 RO3n- 中, 共有 x 个核外电子, R 原子的质量数为 A, 则 R 原子核内含有的中子数目是 ( )
A. A–x+n+48 B. A–x+n+24
C. A–x-n–24 D. A+x-n–24
10. 下列说法中不正确的是 （ ）
①质子数相同的粒子一定属于同种元素；
②同位素的性质几乎完全相同；
③质子数相同，电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子；
④电子数相同的粒子不一定是同一种元素；
⑤一种元素只能有一种质量数；
⑥某种元素的原子相对原子质量取整数，就是其质量数。
A．①②④⑤ B．③④⑤⑥
C．②③⑤⑥ D．①②⑤⑥
11. 正电子、反质子等都属于反粒子，它们跟普通电子、质子的质量、电量均相等，而电性相反。科学家设想在宇宙的某些区域可能存在完全由反粒子构成的物质——反物质。1998年初和年底，欧洲和美国的科研机构先后宣布：他们分别制造出9个和7个反氢原子，这是人类探索反物质的一大进步。你推测反氢原子是 （ ）
A．由1个带正电的质子和1个带负电的电子构成
B．由1个带负电的质子和1个带正电的电子构成
C．由1个不带电的中子和1个带负电荷的电子构成
D．由1个带负电荷的质子和1个带负电荷的电子构成
12. 为了探索月球上是否有生命存在的痕迹，就要分析月球岩石中是否包藏有碳氢化合物（当然这仅仅是探索的第一步）。科学家用氘盐酸（DCl）和重水（D2O）溶液处理样品，对收集的气体加以分析，结果只发现有一些气体状态的碳氘化合物。这个实验不能用普通盐酸，其理由是 （ ）
A. 普通盐酸的酸性太强
B. 普通盐酸具有挥发性
C. 普通盐酸和月球岩石中的碳化物无法反应
D. 无法区别岩石中原来含有的是含碳而不含普通氢的化合物，还是含碳和普通氢的化合物。
13. “原子结构模型”是科学家根据自己的认识，对原子结构的形象描摹，一种模型代表了人类某一阶段对原子结构的认识。人们对原子结构的描摹，按现代向过去顺序排列为： 原子模型、汤姆生原子模型、 原子模型、电子云模型、玻尔原子模型。
14. 已知1个N2O3分子的质量为akg，1个N2O5分子的质量为bkg，若以1个氧原子(16O)质量的1/16作为相对原子质量的标准，则NO2的式量为_______________。
15. （2005浙江省高考理综）已知Q与R的式量之比为9:22，在反应X+2Y=2Q+R中，当1.6 gX与Y完全反应后，生成4.4 g R，求参与反应的Y和生成物Q的质量之比。
参考答案
单元3 导学答案
1. B 2.C 3.A 4.D 5.C 6.A 7.B 8.C 9.B 10.D 11.B 12.D
13.道尔顿、卢瑟福
14.
15. 16:9