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第三單元 物質構成的奧秘 課題2 原子的結構
1.原子的構成:
(1)原子
(2)在原子中,核電荷數=質子數=核外電子數
2.核外電子的排布:按能量大小分層排布。
3.原子結構示意圖:圓圈表示原子核;圓圈內的數字表示質子數;圓弧表示電子層;圓弧上的數字表示該層上的電子數。
4.離子的形成:原子得到電子,形成陰離子;原子失去電子,形成陽離子。
5.相對原子質量:以一種碳原子質量的1/12作為基準,其他原子的質量與這一基準相比較所得到的比,稱為這種原子的相對原子質量。其表達式為:Ar=。
知識點1:原子的構成
原子是由居于原子中心帶正電的原子核和核外帶負電的電子構成的,原子核很小,電子在核外較大空間內做高速運動。原子核又是由質子和中子兩種粒子構成的。核內的每一個質子帶一個單位的正電荷,中子不帶電,因此原子核帶正電,且帶的正電荷數(即核電荷數)與核內質子數相等。核外的每一個電子帶一個單位的負電荷,原子核所帶的正電與核外電子所帶負電電量相等,電性相反,所以整個原子不顯電性,核外電子數等于核內的質子數。不同種類的原子,核內質子數不同,核外電子數也不同。
拓展延伸?(1)每個原子中只有一個原子核,核電荷數(即核內質子數)決定原子的種類,所以同一類原子,其核內質子數相同,不同種類的原子,其核內質子數不同。
(2)在原子內部,質子數一定等于電子數,但不一定與中子數相等,如鈉原子中質子數為11,中子數為12。
【例】　下列關于原子結構的說法中,錯誤的是(　　)
? ? ?A.構成原子核不可缺少的粒子是質子 ? ? ? ? ? ? ? ??B.原子核都是由質子和中子構成的
? ? ?C.核電荷數一定等于質子數或核外電子數 ? ? ? ? ? ???D.任何原子中的質子數一定等于中子數
答案:B、D　
點撥：絕大多數原子的原子核是由質子和中子構成的,但普通氫原子的原子核內沒有中子,只有質子,故A正確,B錯誤;在同一原子中,核電荷數一定等于質子數或核外電子數,但不一定等于中子數,故C正確,D錯誤。
知識點2:原子核外電子的分層排布
1.核外電子的分層排布:通常用電子層來形象地表示電子離核遠近的不同,離核越近,電子能量越低;離核越遠,電子能量越高。電子層數、離核遠近、能量高低的關系如下表所示。
電子層數
1
2
3
4
5
6
7
離核遠近
近遠
能量高低
低高
2.核外電子分層排布規律。
(1)核外電子總是首先排在能量較低的電子層。
(2)第一層最多容納2個電子,第二層最多容納8個電子。
(3)最外層電子數不超過8個(第一層為最外層時,不超過2個)。
【例】　某原子的核外電子排布為第二層電子數是第一層與第三層電子數之和的2倍,則該原子是什么原子?
解:設第三層電子數為x。
8=2×(2+x),x=2,質子數=核外電子數=12,所以該原子為鎂原子。
答案:略。
點撥：解答此題時要先明確核外電子的排布規律:第一層最多容納2個電子,第二層最多容納8個電子,再根據題意求出第三層的電子數,然后確定該原子的核外電子總數和質子數,根據質子數判斷原子的種類。
知識點3:原子結構示意圖
原子結構示意圖的含義如圖所示:
【例】?下圖是鈉的原子結構示意圖,下列敘述不正確的是(　　)
A.鈉原子的質子數為11 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B.鈉原子的最外層電子數為1
C.鈉原子有3個電子層 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?D.圓圈中的“+”可以省略
答案:D　
點撥：從圖示可知,鈉原子的質子數為11,原子核外有3個電子層,鈉原子的最外層只有一個電子,圓圈內的“+”不能省略,因為它表示原子核帶正電。
知識點4:原子的最外層電子數與得失電子的關系
原子種類
最外層電子數
得失電子趨勢
稀有氣體原子
8(氦為2)
很難得失電子(相對穩定結構)
金屬原子
一般少于4個
易失去最外層電子
非金屬原子
一般多于4個
易得到電子使最外層達到8個電子的穩定結構
【例】　下列四種粒子的結構示意圖中,屬于金屬原子的是(　　)
答案:A　
點撥：原子結構示意圖中最外層電子數少于4的一般是金屬原子,多于或等于4的一般是非金屬原子。A的最外層電子數是2,是金屬原子。
知識點5:離子
1.概念:帶電荷的原子叫做離子。
2.分類:
離子
拓展延伸?由幾個原子形成的集團帶有電荷,它們也叫離子,如S(硫酸根離子);N(硝酸根離子);N(銨根離子);C(碳酸根離子)等。
3.離子的形成:原子失去電子形成陽離子,核內質子數>核外電子數;原子得到電子形成陰離子,核內質子數<核外電子數。
4.原子和離子的區別和聯系,見下表。
粒子種類
原子
離子
陽離子
陰離子
結構特點
核電荷數(質子數)=核外電子數
核電荷數(質子數)>核外電子數
核電荷數(質子數)<核外電子數
電性
不顯電性
顯正電性
顯負電性
舉例
Na、Cl
Na+
Cl-
聯系
陽離子原子陰離子
【例】　下列有關氯原子和氯離子的敘述不正確的是(　　)
A.核電荷數相同 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? B.核外電子數相同
C.電子層數相同 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? D.氯原子失去一個電子后變成氯離子
答案:B、D　
點撥：一個氯原子變成一個氯離子需要得到1個電子,因此二者核外電子數不同,而核電荷數、電子層數是相同的。
知識點6:相對原子質量
1.概念:以一種碳原子(核內有6個質子和6個中子的碳原子)質量的1/12為標準,其他原子的質量跟它相比較所得到的比,就是這種原子的相對原子質量(符號為Ar)。
2.表達式:Ar=。
3.單位:相對原子質量只是一個比值,單位為“1”,通常省略不寫。
4.與構成原子的粒子之間的關系:在原子中,電子的質量很小,所以原子的質量主要集中在原子核上,又因質子和中子的質量跟相對原子質量標準相比較,均約為1,所以相對原子質量≈質子數+中子數。
易錯警示?相對原子質量只是一個比值,它不是一個原子的實際質量,但能反映出一個原子實際質量的相對大小。
【例】　已知碳-12原子的質量為a kg,則實際質量為b kg的另一種原子的相對原子質量為(　　)
A.12b/a kg　 　 ? 　　 ?B.12b/a　　 ? ? ?　　C.12a/b kg 　 ? ?　　　D.12a/b
答案:B　
點撥：本題考查我們對相對原子質量概念的理解,直接按照概念計算即可,一個原子的質量b kg除以一個碳-12原子質量a kg的1/12,等于12b/a。
考點1:相對原子質量的應用
【例1】　2010年2月19日德國重粒子研究中心宣布一種新原子的中文名稱為。已知的相對原子質量為277,其質子數是112,則這種原子的中子數為(　　)
A.112 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?B.165 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?C.277 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?D.389
答案:B　
點撥：相對原子質量≈質子數+中子數,中子數≈相對原子質量-質子數=277-112=165。
考點2:根據各種結構示意圖判斷陽離子、陰離子、原子等
【例2】　根據如圖所示結構示意圖判斷,屬于原子且容易失去電子的是(　　)
答案:C　
點撥：質子數與核外電子數相等的屬于原子,質子數與核外電子數不相等的屬于離子,故D不符合題意;最外層電子數少于4個的原子一般容易失去電子,故B不符合題意;A項不容易失去電子,故A不符合題意;只有C完全符合要求,故選C。
考點3:對分子、原子、離子的相關知識進行綜合練習
【例3】　某粒子的結構示意圖如圖所示,請完成下列兩題:
(1)若該粒子表示一個原子且n=3時,則m=　　　　。?
(2)若m=17,則n的值可能為　　　　,與值相對應粒子的化學符號為　　　　。?
答案:(1)13　(2)7、8;Cl、Cl-　
點撥：(1)若該粒子表示原子,則質子數=核外電子數, m=2+8+n=2+8+3=13。(2)若m=17,該粒子可能為氯原子(Cl)或氯離子(Cl-),在氯原子中,2+8+n=17,n=7;在氯離子中,2+8+n=18,n=8。

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