第3节 原子结构的模型

第3节原子结构的模型要点详解知识点1 原子结构模型的建立1．汤姆生的模型（又叫西瓜模型）1897年，英国科学家汤姆生发现了电子（电子带负电），而原子是呈电中性的，即原子内还有带正电的物质。

因此，他提出：原子是一个球体，正电荷均匀分布在整个球体内，电子像面包里的葡萄干那样镶嵌在其中。

有人形象地把该模型称为“枣糕模型”或“西瓜模型”。

2．卢瑟福的模型（又叫行星模型）1911年，英国科学家卢瑟福用带正电的α粒子轰击金属箔，实验发现多数α粒子穿过金属箔后仍保持原来的运动方向，但有α粒子发生了较大角度的偏转，甚至有极个别的α粒子被（如图所示）。

在分析实验结果的基础上，卢瑟福提出了原子的核式结构模型（即行星模型）：在原子的中心有一个很小的，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核运动，就像行星绕太阳运动那样。

3．玻尔的分层模型1913年，丹麦科学家玻尔改进了卢瑟福的原子核式结构模型，认为电子只能在原子内的一些特定的稳定轨道上运动（如图所示）。

4．原子的构成原子核相对于原子来说，体积很小，但质量却很大，它几乎集中了原子的全部质量。

由于原子核和核外电子所带电量相等，电性相反，所以整个原子不显电性。

例1 （绍兴中考）人类对原子结构的认识，经历了汤姆生、卢瑟福和玻尔等提出的模型的过程。

（1）卢瑟福核式结构模型是利用α粒子轰击金箔实验的基础上提出的。

下列能正确反映他的实验结果的示意图是（选填序号）。

（2）从原子结构模型建立的过程中，我们发现（选填序号）。

A．科学模型的建立是一个不断完善、不断修正的过程B．模型在科学研究中起着很重要的作用C．玻尔的原子模型建立，使人们对原子结构的认识达到了完美的境界D．人类借助模型的建立，对原子的认识逐渐接近本质知识点2 揭开原子核的秘密1．原子核的构成（1）原子核是由更小的两种粒子——和中子构成的。

（2）一个质子带一个单位的正电荷，中子，一个电子带一个单位的负电荷。

2．构成原子的各种粒子之间的关系（1）核电荷数＝＝核外电子数。

如氧原子核内有8个质子，则氧原子核带8个单位正电荷，科学上把原子核所带的电荷数称为核电荷数，故氧原子的核电荷数为8，其核外电子数也为8。

（2）中子数不一定等于质子数。

如钠原子的质子数为11，而中子数为12，两者并不相等；而普通氧原子的质子数和中子数均为8，两者相等。

（3）原子核内一定有质子，但不一定有。

如普通氢原子核内只有1个质子而没有中子。

3．质子、中子和电子的质量比较（1）原子的构成及各微粒的质量：（2）一个质子和一个中子的质量几乎相等。

一个质子的质量约为一个电子质量的1834倍，电子的质量在整个原子质量中所占的比重极小，所以原子的质量主要集中在原子核上。

说明科学家们又对质子和中子的构成进行了研究，发现质子和中子都是由更微小的基本粒子——夸克构成的。

例2 （威海中考）如图为某原子结构模型的示意图，其中a、b、c是构成该原子的三种不同粒子，下列说法正确的是（）A．决定该原子种类的粒子是bB．原子中b与c的数目一定相同C．原子中a与c的数目一定相同D．原子的质量集中在a和c上知识点3 带电的原子——离子（1）离子：带电的原子或。

说明原子团是由两种或两种以上元素的原子结合而成的原子集团。

在许多化学反应中作为一个整体参加反应。

（2）离子分类①阳离子：带电荷的原子或原子团。

②阴离子：带电荷的原子或原子团。

（3）离子的形成：一般来说，金属原子容易最外层电子变成阳离子，非金属原子容易电子变成阴离子。

说明①离子同分子、原子一样，也是构成物质的一种微粒。

②原子变为离子后元素种类不变。

因为其质子数不变，改变的是电子的数目。

即在离子中，核电荷数＝质子数≠核外电子数。

③离子形成化合物的过程：原子在一定的条件下，发生电子的得失，从而形成阴、阳离子，阴、阳离子因所带电荷不同而相互吸引形成化合物。

④原子的化学性质主要是由最外层电子数决定的，在化学反应中，原子核不变，改变的只是核外电子。

（4）原子与离子的比较例3 元素X的核电荷数为a，它的阳离子Xm+与元素Y的阴离子Yn-电子层结构相同，则元素Y的核电荷数是（）A．a+m+n B．a-m-n C．m+n-a D．m-n-a知识点4 元素和同位素1．元素科学上把具有相同（即质子数）的一类原子总称为元素。

如氧元素就是所有核电荷数为8的原子的总称。

说明①一类原子是指质子数相同，中子数不同的原子。

②质子数相同的微粒（或粒子）不一定是同种元素。

如水分子和氖原子的质子数都为10，但它们不是同种元素。

③元素的种类由核电荷数（即质子数）决定。

2．同位素（1）定义：原子中核内质子数相同、的同类原子统称为同位素原子。

说明①元素是同位素原子的总称，同位素原子是一种元素的不同种原子；②大多数元素都有同位素原子，如汞元素就有七种稳定的同位素原子。

（2）同位素原子的表示方法：为了区分元素的同位素原子，常用原子符号（）表示，其中X表示原子种类，Z表示质子数，A表示质子数和中子数之和。

如氢有氕（■■11H）、氘（■■21H）、氚（■■31H）三种同位素原子。

（3）同位素原子的应用：同位素原子在工业、农业、医疗、国防等方面有着广泛的应用。

如喂含有同位素的饲料，跟踪牛的消化吸收情况；化学分析（中子法）；用于古董鉴定（如用碳-14同位素测定年代）；金属厚度侦测器等。

例4 据科学家预测，月球的土壤中吸附着数百万吨的32He，每百吨32He核聚变所释放的能量相当于人类一年消耗的能量。

在地球上，氦元素主要以42He的形式存在。

下列有关说法正确的是（）A. 32He和42He是两种不同的元素B. 32He和42He互为同位素C. 32He原子核内有3个中子D. 42He的原子核外有4个电子易错点拨易错点原子由原子核和核外电子构成，原子核由质子和中子构成例5 法国科学家最近发现了一种只由4个中子构成的粒子，这种粒子称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”。

下列有关“四中子”粒子说法正确的是（）A．该粒子不显电性B．该粒子是一种特殊的氢分子C．在周期表中它与氢元素占有同一位置D．该粒子失去一个中子后显正电综合应用例6 探究原子结构的奥秘。

【情景提供】19世纪以前，人们一直以为原子是不可分的，直到1897年，汤姆生发现了带负电的电子后，才引起人们对原子结构模型的探索。

【提出问题】电子带负电，原子不带电，说明原子内存在着带正电荷的部分，它们是均匀分布还是集中分布的呢？【进行实验】1911年英国科学家卢瑟福进行了著名的α粒子轰击金箔实验。

实验做法如图：（1）放射源——放射性物质放出α粒子（带正电荷），质量是电子质量的7000倍。

（2）金箔——作为靶子，厚度1μm，重叠了3000层左右的原子。

（3）荧光屏——α粒子打在上面发出闪光。

（4）显微镜——通过显微镜观察闪光，且通过360度转动可观察不同角度α粒子的到达情况。

【收集证据】绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子却发生了较大的偏转，并且有极少数α粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°，像是被金箔弹了回来。

【猜想与假设】α粒子遇到电子后，就像飞行的子弹碰到灰尘一样运动方向不会发生明显的改变，而结果却出乎意料，除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上，否则大角度的散射是不可能的。

【解释与结论】（1）若原子质量、正电荷在原子内均匀分布，则极少数α粒子就（填“会”或“不会”）发生大角度散射。

卢瑟福所说的“除非原子的大部分质量集中到了一个很小的结构上”中的“很小的结构”指的是。

（2）1μm金箔包含了3000层金原子，绝大多数α粒子穿过后方向不变，说明。

A．原子的质量是均匀分布的B．原子内部绝大部分空间是空的（3）科学家对原子结构的探究经历了三个过程，通过α粒子散射实验，你认为原子结构为以下的（）巩固提升1．月球上存在着一种丰富的新能源氦3。

已知氦3的原子核是由一个中子和两个质子构成的，其原子核外电子数和相对原子质量分别为（）A．1和2 B．2和3 C．3和1 D．3和32．（威海中考）C－12和C－14是碳元素的两种不同的原子，二者的不同点有（）①原子中的电子数；②原子核内的中子数；③原子核内的质子数；④原子的质量。

A．①②B．③④C．①③D．②④3．下列关于Mg、Mg2+两种粒子的判断中正确的是（）A．质子数相同B．质量不相等C．Mg2+比Mg活泼D．电子层数相同4．在化学发展史上，道尔顿提出的近代原子学说对化学的发展起着十分重要的作用，因而拥有“原子之父”的美誉。

在他的学说中有下述三个主要论点：①原子是不能再分的粒子；②质子数相同的原子的各种性质和质量都相同；③原子是微小的实心球体。

从现代的观点看，你认为这三点中不确切的是（）A．③B．①③C．②③D．①②③5. （毕节中考）原子、分子、离子、元素等概念的学习有助于我们认识物质构成的奥秘。

下列叙述错误的是（）A．原子是化学变化中的最小粒子，一切变化中，原子都不能再分B．由分子构成的物质，分子是保持其化学性质的最小粒子C．带电的原子或原子团叫做离子，离子也是构成物质的微粒D．元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称6．微粒模型观察与比较。

如图所示，在钠与氯气的反应中，每个钠原子失去1个电子，成为1个钠离子；每个氯原子得到1个电子，成为1个氯离子；钠离子与氯离子结合形成氯化钠。

因为1个电子的质量大约为1个质子或中子质量的1/1836，故原子的质量几乎都集中在原子核上。

若用r、m分别表示微粒的半径和质量，以“＜”、“＞”或“≈”填空。

（1）m（Na）m（Na＋）。

（2）r（Cl）r（Cl－）。

（3）r（Na）r（Cl）。

（4）r（Na＋）r（Cl－）。

参考答案第3节原子结构的模型【要点详解】知识点1：枣糕核式结构少数弹回原子核正负例1 （1）乙（2）ABD知识点2：质子不带电质子数中子例2 C知识点3：原子团正负失去得到例3 B知识点4：核电荷数中子数不相同例4 B【易错点拨】例5 A【综合应用】例6 （1）不会原子核（2）B（3）C【巩固提升】1—5. BDADA6. （1）≈（2）＜（3）＞（4）＜。