2.3.1 原子結(jié)構(gòu)的模型-原子的結(jié)構(gòu)（解析版）

2020年浙教版八年級(jí)下科學(xué)同步學(xué)習(xí)精講精練第2章微粒的模型與符號(hào)2.3-1原子結(jié)構(gòu)的模型——原子的結(jié)構(gòu)目錄 1 2 3 6 8一、原子結(jié)物模型的建立1.道爾頓的實(shí)心球模型(1)模型建立的時(shí)間和依據(jù)1803年，英國(guó)科學(xué)家道爾頓提出了原子的概念，他認(rèn)為原子是構(gòu)成物質(zhì)的最小單位。(2)當(dāng)時(shí)對(duì)原子的認(rèn)識(shí)認(rèn)為原子是個(gè)實(shí)心球體。(3)模型建立的意義道爾頓的原子理論開辟了從微觀世界認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化的新紀(jì)元。2.湯姆生的棗糕模型(又叫西瓜模型)1897年，英國(guó)科學(xué)家湯姆生發(fā)現(xiàn)電子后，提出了二個(gè)原子模型：原子是一個(gè)球體，正電荷均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子像面包里的葡萄干那樣鑲嵌在其中。該模型很快被實(shí)驗(yàn)否定了。3.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型(又叫行星模型)1911年，英國(guó)科學(xué)家盧瑟福用帶正電的α粒子轟擊金屬箔的實(shí)驗(yàn)。在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個(gè)很小的原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部的質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核運(yùn)動(dòng)，就像行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)那樣。原子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代模型就這樣問(wèn)世了。4.玻爾的分層模型1913年，丹麥科學(xué)家玻爾改進(jìn)了盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型，認(rèn)為電子只能在原子內(nèi)的一些特定的穩(wěn)定軌道上運(yùn)動(dòng)。【注意】建立模型往往需要有一個(gè)不斷完善、不斷修正的過(guò)程，以使模型更接近事物的本質(zhì)。二、原子的構(gòu)成1.原子的結(jié)構(gòu)。原子是由居于原子中心的帶正電荷的原子核和帶負(fù)電荷的核外電子構(gòu)成，電子在原子核周圍高速運(yùn)動(dòng)，一個(gè)電子帶一個(gè)電荷。并且原子核和核外電子所帶的電荷總數(shù)相等，電性相反，整個(gè)原子顯電中性。2.原子核的秘密通過(guò)用高能量的粒子撞擊核的方法得出：（1）原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成，其中質(zhì)子帶正電，中子不帶電。（2）原子中電子的質(zhì)量在整個(gè)原子質(zhì)量中所占比例極小，可忽略不計(jì)，因而原子的質(zhì)量主要集中在原子核上。（3）質(zhì)子和中子又是由更小的微?！淇藰?gòu)成。一杯水的微觀層次的分析：（4）核電荷數(shù)(原子核所帶的電荷)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)?！菊f(shuō)明】①原子是“空心球體”，原子里有“很大”的空間，電子在繞核做高速運(yùn)動(dòng)。②原子核所帶的電量和核外電子的電量相等，但電性相反，因此整個(gè)原子不顯電性。對(duì)原子而言，核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。③一般地，原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)小于或等于中子數(shù)。④原子的質(zhì)量主要集中在原子核上。⑤原子符號(hào)()中X——原子種類，Z——質(zhì)子數(shù)，A——質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。原子核的撞擊實(shí)驗(yàn)原子是由原子核和電子構(gòu)成，原子核在原子中所占體積極小，其半徑約為原子半徑數(shù)的十萬(wàn)分之一，因此相對(duì)而言，原子里有很大的空間，α粒子是帶兩個(gè)單位正電荷數(shù)的氦原子。1911年，科學(xué)家用一束平行高速運(yùn)動(dòng)的α粒子轟擊金箔發(fā)現(xiàn)了三種實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①有一小部分α粒子改變了原來(lái)的運(yùn)動(dòng)路徑，原因是α粒子途經(jīng)原子核附近時(shí)，受到斥力而稍微改變了方向，說(shuō)明原子核很??；②大多數(shù)α粒子不改變?cè)瓉?lái)的運(yùn)動(dòng)方向，原因是α粒子通過(guò)原子內(nèi)、原子間空隙；③極少數(shù)α粒子被彈回來(lái)，原因是α粒子撞擊了帶正電荷、質(zhì)量大、體積很小的金原子核而被彈回來(lái)?！痉治觥吭邮怯删佑谥行牡膸д姾傻脑雍撕蛧@核做高速運(yùn)動(dòng)的帶負(fù)電荷的核外電子構(gòu)成的；原子很小，但原子核更小，原子是一空心球體，原子核半徑只有原子半徑的十萬(wàn)分之一。依題意，a粒子穿透金原子時(shí)會(huì)出現(xiàn)三種情形：①一部分α粒子穿過(guò)原子“巨大空間”，而不發(fā)生偏移；②接近金原子核的a粒子，由于受到金原子核的斥力而發(fā)生偏移；③正面撞擊金原子核的α粒子受到斥力而被彈回?！纠?】盧瑟福在α散射實(shí)驗(yàn)中(α粒子帶正電荷)斷定原子中的絕大部分空間是空的，他的依據(jù)是（）A.α粒子受到金原子的作用，改變了原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向B.a粒子受到金原子內(nèi)的電子吸引，改變了原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向C.儀.粒子中的絕大多數(shù)通過(guò)金箔并按原來(lái)方向運(yùn)動(dòng)D.α粒子會(huì)激發(fā)金原子釋放出原子內(nèi)的電子【答案】C【解析】盧瑟福在α散射實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后仍保持原來(lái)的運(yùn)動(dòng)方向，有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，由此可說(shuō)明絕大多數(shù)α粒子通過(guò)金箔時(shí)，幾乎是沒有障礙的，據(jù)此可推斷出原子內(nèi)幾乎是“空”的，從而可得出“原子中的絕大部分空間是‘空’的”結(jié)論，所以本題的正確答案為C?！境？?】原子結(jié)構(gòu)模型【例1】(2018威海中考)征服原子——揭開原子的神秘面紗偉大的科學(xué)家費(fèi)曼說(shuō)：“假如只允許把人類的科學(xué)史壓縮成一句話，它就會(huì)是--切東西都是由原子構(gòu)成”。人類在探索物質(zhì)是由什么構(gòu)成的歷史長(zhǎng)河中，充滿了智慧。(1)1803年，近代化學(xué)之父，英國(guó)科學(xué)家道爾頓在前人研究的基礎(chǔ)上，提出“道爾頓原子論”：一切物質(zhì)都由原子構(gòu)成，原子很小、呈圓球狀、不可再分…但由于受當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)條件限制，道爾頓無(wú)法用事實(shí)證明自己的觀點(diǎn)。1811年，意大利化學(xué)家阿伏伽德羅提出：有些物質(zhì)也是由分子構(gòu)成，原子的基本工作形式是分子。1897年，湯姆生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了，進(jìn)一步發(fā)展了原子一分子論。湯姆生主要是糾正了“道爾頓原子論”中的觀點(diǎn)。1911年，盧瑟福又通過(guò)實(shí)驗(yàn)，推測(cè)原子是由構(gòu)成，并提出了沿用至今的現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)理論。(2)道爾頓的原子論，不是事實(shí)的歸納，而是思維的產(chǎn)物，體現(xiàn)了直覺和想象在科學(xué)創(chuàng)造中的作用。在科學(xué)研究中，像湯姆生和盧瑟福這樣。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋的過(guò)程叫作原子是一種看不見、摸不著的微粒，為了幫助人們理解原子的結(jié)構(gòu)，這三位科學(xué)家都運(yùn)用了來(lái)表達(dá)他們的理論成果?！敬鸢浮?1)電子原子不可再分原子核和核外電子(2)推理模型【解析】(1)1897年，湯姆生通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了電子，糾正了“道爾頓原子論”中原子不可再分的觀點(diǎn)；盧瑟福推測(cè)原子是由原子核和核外電子構(gòu)成的；(2)在科學(xué)研究中，像湯姆生和盧瑟福這樣。對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行解釋的過(guò)程叫作推理；為了幫助人們理解原子的結(jié)構(gòu)，這三位科學(xué)家都運(yùn)用了模型進(jìn)行演示?！境？?】原子的構(gòu)成【例2】(2018重慶中考)碳12是指含6個(gè)中子的碳原子。下列對(duì)氧16和氧18兩種氧原子的說(shuō)法正確的是（）A.質(zhì)子數(shù)相同B.質(zhì)量相同C.電子數(shù)不相同D.16和18表示原子個(gè)數(shù)【答案】A【解析】氧16和氧18兩種氧原子的質(zhì)子數(shù)相同，屬于同種元素，故A正確；氧16和氧18兩種氧原子的質(zhì)子數(shù)相同，但中子數(shù)不同，質(zhì)量不同，故B錯(cuò)誤；氧16和氧18兩種氧原子的質(zhì)子數(shù)相同，因此電子數(shù)相同，故C錯(cuò)誤；16和18表示原子中質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和，故D錯(cuò)誤。【點(diǎn)撥】對(duì)于原子而言，在同一原子中，原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)；原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，原子核的質(zhì)量≈質(zhì)子質(zhì)量+中子質(zhì)量，電子的質(zhì)量很小，可忽略不計(jì)?！纠?】完成下列表格：原子核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)碳66氧88氮77硫1616【答案】原子核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核外電子數(shù)碳6666氧8888氮7777硫16161616【解析】本題是利用原子的結(jié)構(gòu)知識(shí)確定原子中的微粒個(gè)數(shù)。規(guī)律：核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)?！纠?】在分子、原子、質(zhì)子、中子、電子、原子核這些粒子中，(1)能直接構(gòu)成物質(zhì)的粒子有；(2)能保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的粒子有；(3)顯示電中性的粒子有；(4)帶正電荷的粒子有；(5)帶負(fù)電荷的粒子有；(6)質(zhì)量最小的粒子有；(7)參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)，一定發(fā)生變化的粒子有；(8)在同一原子里數(shù)目相等的有；(9)質(zhì)量與氫原子質(zhì)量近似相等的是；(10)決定原子質(zhì)量大小的一種粒子是?！敬鸢浮?1)分子、原子(2)分子、原子(3)分子、原子、中子(4)原子核、質(zhì)子(5)電子(6)電子(7)分子(8)質(zhì)子、電子(9)質(zhì)子、中子（10）原子核【解析】本題綜合考查了學(xué)生對(duì)微觀粒子性質(zhì)的掌握程度。能直接構(gòu)成物質(zhì)的粒子有分子(如氫氣)、原子(如汞)；由分子直接構(gòu)成的物質(zhì)，分子能保持物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，由原子直接構(gòu)成的物質(zhì)，原子能保持物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，如汞原子能保持汞的化學(xué)性質(zhì)，因此能保持物質(zhì)化學(xué)性質(zhì)的微觀粒子有分子和原子；分子、原子不顯電性，而中子本身就不帶電；質(zhì)子和原子核帶正電荷；電子帶負(fù)電荷；質(zhì)量最小的微觀粒子是電子；只有分子在化學(xué)變化中可分為原子，原子再重新組合成新的分子，因此參加化學(xué)反應(yīng)時(shí)，一定變化的粒子只有分子；在原子中質(zhì)子帶的正電荷數(shù)與核外電子帶的負(fù)電荷數(shù)相等，電性相反，所以原子才能不顯電性；在原子中質(zhì)子的質(zhì)量和中子的質(zhì)量近似相等，都約等于氫原子的質(zhì)量。【熱點(diǎn)題型】原子的構(gòu)成【例5】(溫州中考)下圖為某原子的結(jié)構(gòu)示意圖，該原子的原子核中有（）A.6個(gè)質(zhì)子和8個(gè)中子B.8個(gè)質(zhì)子和6個(gè)中子C.6個(gè)質(zhì)子和8個(gè)電子D.8個(gè)質(zhì)子和6個(gè)電子【答案】A【解析】原子是由居于原子中心帶正電荷的原子核和核外帶負(fù)電荷的電子構(gòu)成，原子核是由帶正電荷的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成。題中原子的原子核是由6個(gè)帶正電荷的質(zhì)子和8個(gè)不帶電的中子構(gòu)成。本題應(yīng)選A。1.200多年來(lái)，原子模型已經(jīng)幫助科學(xué)家成功解釋了物質(zhì)具有的各種性質(zhì)，隨著科學(xué)研究的深入，原子模型也不斷改變，下列模型中建立最早的是（）A.盧瑟福(Rutherford)行星模型B.道爾頓(Dalton)實(shí)心球模型C.波爾(Bohr)分層模型D.湯姆生(Thomson)西瓜模型【答案】B【解析】1803年道爾頓模型建立，他認(rèn)為原子是一個(gè)堅(jiān)硬的小球.1897年湯姆生模型建立，他認(rèn)為原子是一個(gè)帶正電荷的小球，電子鑲嵌在里面.1911年盧瑟福模型建立，他通過(guò)實(shí)驗(yàn)推出，原子的大部分體積是空的，電子隨意圍繞著一個(gè)帶正電荷的很小的原子核運(yùn)轉(zhuǎn).1913年波爾模型建立，他認(rèn)為電子不隨意占據(jù)在核的周圍，他用模型表明電子在固定的層面上運(yùn)動(dòng).2．湯姆生最早發(fā)現(xiàn)了原子中存在一種帶負(fù)電荷的粒子，證明了原子是可以再分的。湯姆生發(fā)現(xiàn)的這一粒子是()A．原子核B．質(zhì)子C．電子D．中子【答案】C【解析】湯姆生發(fā)現(xiàn)是帶負(fù)電荷的粒子，可知是電子。3.原子的質(zhì)量主要集中在（）A.質(zhì)子B.原子核C.中子D.電子【答案】B【解析】原子核位于原子中心，原子的質(zhì)量主要集中在原子核上，核外電子質(zhì)量忽略不計(jì).4.下列氫原子的各種模型圖中，正確的是（）【答案】A【解析】原子核位于原子中心且很小，核外電子圍繞原子核高速旋轉(zhuǎn).5.在同種原子中數(shù)目相同的是（）A.中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)B.中子數(shù)和電子數(shù)C.質(zhì)子數(shù)和電子數(shù)D.電子數(shù)和相對(duì)原子質(zhì)量【答案】C【解析】在同一原子中，質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)，不同的原子具有不同的質(zhì)子數(shù).6.鈉原子原子核中有11個(gè)質(zhì)子、12個(gè)中子，則鈉原子的核電荷數(shù)是（）A.1B.11C.12D.23【答案】B【解析】在原子中，核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù).7.知識(shí)梳理有助于我們對(duì)已學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，如圖所示是某同學(xué)學(xué)習(xí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)層次后以氧氣為例進(jìn)行的梳理，下列選項(xiàng)中的粒子與a、b、c相對(duì)應(yīng)的是（）A.原子、原子核、核外電子B.原子核、原子、核外電子C.原子、核外電子、原子核D.核外電子、原子核、原子【答案】A【解析】氧氣是由O2分子構(gòu)成的，O2分子是由氧原子構(gòu)成的，氧原子由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成.8．下列三種粒子：①質(zhì)子、②中子、③電子，在原子中一定存在的是()A．①③B．②③C．①②D．①②③【答案】A【解析】在原子中一定存在①質(zhì)子、③電子；②中子不一定存在，如沒有中子。9．據(jù)科學(xué)家預(yù)測(cè)，月球的土壤中吸附著數(shù)百萬(wàn)噸的氦(He——3的相對(duì)原子質(zhì)量為3)，每百噸氦核聚變所釋放出的能量相當(dāng)于目前人類一年消耗的能量，可用于解決地球能源危機(jī)。氦(He——3)原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)為2，則其原子核內(nèi)中子數(shù)為()A．2B．1C．3D．5【答案】B【解析】因?yàn)橄鄬?duì)原子質(zhì)量≈質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，由題意可知該原子的質(zhì)子數(shù)為2，相對(duì)原子質(zhì)量是3，所以中子數(shù)為3－2＝1。1．盧瑟福的α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)推翻了湯姆生在1903年提出的原子結(jié)構(gòu)模型，為建立現(xiàn)代原子結(jié)構(gòu)理論打下了基礎(chǔ)。如圖所示線條中，可能是α粒子(帶正電)在該實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的是()A．a(chǎn)bcdB．a(chǎn)bcC．bcdD．a(chǎn)d【答案】C【解析】由于原子中原子核體積很小，質(zhì)量卻很大，所以α粒子遇到原子核就會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，例如c和d。因?yàn)樵拥暮送怆娮淤|(zhì)量很小，但所占的體積卻很大，電子的質(zhì)量小得可以忽略不計(jì)，所以α粒子可以直接穿過(guò)去，例如b。2．原子結(jié)構(gòu)模型的建立，經(jīng)過(guò)了幾代科學(xué)家艱辛努力，直到現(xiàn)在仍在探索中。其中，行星模型的提出標(biāo)志著原子結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代模型的問(wèn)世，如圖是鋰原子結(jié)構(gòu)的行星模型，圖中原子核內(nèi)有3個(gè)質(zhì)子、4個(gè)中子。不能根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的行星模型得出的結(jié)論是()A．原子始終在做無(wú)規(guī)則的運(yùn)動(dòng)B．原子核體積只占整個(gè)原子體積的很小一部分C．構(gòu)成原子核的粒子之間存在一種互相吸引的力D．原子呈電中性【答案】A【解析】根據(jù)原子結(jié)構(gòu)行星模型圖可以看出原子核的體積占原子的體積很小，原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成的，質(zhì)子帶正電，中子不帶電；原子核上的正電荷和電子所帶的負(fù)電荷相等，整個(gè)原子對(duì)外不顯電性；但是看不出原子始終在做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，但是電子繞原子核沿一定軌道運(yùn)動(dòng)，故A符合題意，BCD不符合題意。本題選擇不能根據(jù)原子結(jié)構(gòu)的行星模型得出的結(jié)論是；A。3．關(guān)于原子的敘述正確的是()A．一切原子的原子核內(nèi)都有質(zhì)子和中子B．原子中沒有帶電荷的粒子，所以原子不顯電性C．原子是不能再分的粒子D．原子是化學(xué)變化中的最小粒子【答案】D【解析】原子的原子核內(nèi)都有質(zhì)子，但不一定有中子；原子中有帶正電荷的質(zhì)子和帶負(fù)電的電子；原子是由帶正電荷的原子核和帶負(fù)電荷的核外電子構(gòu)成；質(zhì)子和中子又是由更小的微?！淇藰?gòu)成。4．已知A原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子，6個(gè)中子；B原子核內(nèi)有6個(gè)質(zhì)子，7個(gè)中子。則它們不相等的是()A．核外電子數(shù)B．核電荷數(shù)C．質(zhì)量數(shù)D．原子的電性【答案】C【解析】質(zhì)量數(shù)即相對(duì)原子質(zhì)量，相對(duì)原子質(zhì)量≈質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)。5．原子的構(gòu)成示意圖如圖所示，下列敘述正確的是()A．原子是實(shí)心球體B．質(zhì)子、中子、電子均勻分布在原子中C．質(zhì)子與電子質(zhì)量相等D．整個(gè)原子的質(zhì)量主要集中在原子核上【答案】D【解析】原子由帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的電子構(gòu)成，原子核又是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子構(gòu)成，原子不是不可分割的實(shí)心球體；質(zhì)子、中子、電子不是均