【本讲教育信息】
一、教学内容
人类对原子结构的认识
二、考点清单
（1）了解原子结构模型演变的历史；知道化学学科的主要研究对象，了解化学学科的发展趋势；
（2）了解钠、镁、氧等常见元素原子的核外电子排布情况；
（3）认识原子核结构，理解质量数和
的含义；
（4）掌握构成原子的微粒间的关系；
（5）知道元素、核素、同位素概念的含义。
三、全面突破
知识点1、原子结构模型的演变
1. 原子结构模型的演变
（1）道尔顿原子模型（1803年）“实心球式”原子结构模型→
思考：道尔顿的原子学说曾经起了很大的作用，他的学说中，包含下列四个论点：①所有物质都是由非常微小的物质粒子即原子组成的；②原子不能被分割；③同种原子具有相同的质量和性质，不同原子的质量和性质不同；④不同的原子结合形成化合物，在化学变化中，原子仅仅是重新排列，而不会被创造或消失 。从现代的观点看，你认为这四个论点中，不确切的是（D ）
A．①②③④ B．只有①②
C．只有②③
D．只有①②③
（2）汤姆生原子模型（1904年）“葡萄干面包式”或“西瓜瓤式”原子结构模型→
（3）卢瑟福原子模型（1911年）
根据粒子散射现象，提出了“行星绕太阳式的”原子核式结构模型→
（4）玻尔原子模型（1913年）
根据氢原子光谱，引入量子力学观点，在“核式”结构模型的基础上，大胆提出新的原子结构模型：电子运动的分层结构模型→
（5）原子的量子力学模型（1927年—1935年）——电子云模型
2．原子核外电子排布
现代理论认为，原子核外电子是分层排布的，我们通常用原子结构示意图来表示原子的核外电子排布。
排布规律：
（1）每层最多容纳电子数目为2n2（n表示电子层数）个
（2）最外层电子数目不超过8个（第一层不超过2个）
（3）次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。
原子结构示意图
为了形象地表示原子的结构，人们就创造了“原子结构示意图”这种特殊的图形
原子结构与元素性质的关系
结构决定性质
（1）金属元素原子最外层一般少于4个电子，在反应中易失去电子，形成与稀有气体元素原子相同的电子层排布的阳离子（稳定结构）。
（2）非金属元素原子最外层一般超过4个电子，在反应中易得到电子，形成与稀有气体元素原子相同的电子层排布的阴离子（稳定结构）。
（3）原子核在反应中不发生变化，原子的最外层电子数可能发生变化，元素的化学性质取决于原子的最外层电子。
元素化合价与得失电子数目的关系：
（1）金属元素为正化合价，失去电子的数目即为化合价的数值。
（2）非金属元素既可以为正化合价也可以为负化合价，活泼非金属元素的最低负化合价的数值即为得到电子的数目。
元素化合价与最外层电子数目的关系：
①活泼金属元素化合价=__原子最外层电子数
②非金属元素的最低价=_原子最外层电子数－8
【典型例题】
例1. 根据硫元素的原子结构，推测硫元素的最高正价和最低负价分别为（ ）
A. +2、－2
B. +6、－
解析：元素的最高正价一般为该元素的最外层电子数，非金属元素的最低价=_原子最外层电子数－8
答案：B
例2. 已知最外层电子数相等的元素的原子有相似的化学性质。氧元素原子核外电子分层排布示意图：
下列原子中，与氧原子的化学性质相似的是（ ）
解析：由氧的原子结构示意图可知，氧原子最外层有6个电子，D选项最外层也有6个电子。
答案： D
例3． 某原子的核外M层上有3个电子，那么其L层上的电子数是
（ ）
A、2
B、
解析：根据核外电子的排布规律：内层电子排满后再排外层电子，所以L层为8个电子
答案：B
例4. 根据下列几种粒子的结构示意图，回答问题：（填编号）
（1）其中属于阴离子的是
，
（2）属于金属元素的是
，
（3）具有相似化学性质的是 。
解析：在一个中性原子内，核外电子数等于核内质子数，在化学反应中阴离子得到电子，所以核外电子数大于核内质子数；阳离子失去最外层电子，核外电子数小于核内质子数；最外层电子数相等的原子化学性质相似；金属元素最外层电子数一般小于4
答案：（1）B （2） D （3） A C
知识点2：原子的构成
（一）原子的特点
①原子存在原子核和核外电子
②原子核体积很小
③原子核质量很大
④原子核带正电
（二）原子核 核素
1、原子核的构成：
原子是由原子核和核外电子构成的，绝大多数原子的原子核由质子和中子构成。质子、中子和电子是构成原子的三种微粒。
（1）质量数：原子核中质子数和中子数之和。
（2）组成原子各微粒数的关系：
①质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
②核电荷数=质子数=核外电子数（中性原子）
（3）原子组成的表示方法为，其中X为元素符号，A为质量数，Z为质子数。
（4）构成原子或离子的各粒子之间的数量关系。
①核内质子数=核电荷数=原子的核外电子数=原子序数
②质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
③阳离子核外电子数=核内质子数－电荷数
④阴离子核外电子数=核内质子数+电荷数
2、核素
概念：
（1）元素：具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。
（2）核素：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。
（3）同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。
【典型例题】
例1. 我国“嫦娥工程”探月计划的一个重要目标是开发月球新能源
，10t就能满足我国一年所有的能源需求。下列关于说法正确的是（
）
A、质子数为3，电子数为3
B、质子数为2，电子数为2
C、质子数为2，电子数为3
D、质子数为3，电子数为2
解析：原子组成的表示方法为，其中X为元素符号，A为质量数，Z为质子数。
答案：B
例2. 填表
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微粒 |
电子数 |
质子数 |
中子数 |
质量数 |
最外层电子数 |
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解析：构成原子或离子的各粒子之间的数量关系。
（1）核内质子数=核电荷数=原子的核外电子数=原子序数
（2）质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
（3）阳离子核外电子数=核内质子数－电荷数
（4）阴离子核外电子数=核内质子数+电荷数
答案：
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微粒 |
电子数 |
质子数 |
中子数 |
质量数 |
最外层电子数 |
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17 |
17 |
20 |
37 |
7 |
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8 |
8 |
10 |
18 |
6 |
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13 |
13 |
14 |
27 |
3 |
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18 |
16 |
18 |
34 |
8 |
例3.有五种微粒
、
、
、
、
，它们属于几种元素（
）
A、2
B、
解析：元素：具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称
答案：B
例4. 某元素B的核电荷数为Z，已知Bn－和Am+的核外具有相同的电子数，则A元素的原子序数用Z、n、m来表示，应为（ ）
A、Z+n－m
B、Z－n+m
C、Z－n－m D、Z+m+n
解析：阳离子核外电子数=核内质子数－电荷数；阴离子核外电子数=核内质子数+电荷数。所以：Z+ n =
X–m，则X= Z+n+m。
答案：D
例5. 有相对原子质量均大于10的A、B两种元素，A和B的原子核内质子数都等于中子数，它们之间可形成化合物x和y。已知等物质的量的x和y的混合气体的密度是相同条件下H2密度的18.5倍，其中x和y的质量比为3：4.4，经测定x的组成为AB，y的组成为A2B，试通过计算确定A、B的原子量。
解析：设x的相对分子质量为3n，y的相对分子质量则为4.4n，则：
x与y在组成上相差一个A原子，A的相对原子质量则为：44－30＝14
B的相对原子质量为30－14＝16
则：A、B应分别为N元素和O元素，x、y分别为NO和N2O。
答案：14，16
四、应考锦囊
本单元的知识将在必修2与物质结构中继续涉及，如核外电子的排布规律等知识在《化学2》和《物质结构与性质》才有要求。所以本单元只要求了解原子核的构成、核外电子的分层排布、最外层电子与化学性质的关系等最基础的内容，而对原子结构方面的其他知识则在《化学2》和《物质结构与性质》等高中化学其他模块才进行教学。通过本单元的学习要求了解人类认识原子结构的历程，学习有关原子构成的基础知识，形成原子核外电子是分层排布的等初步概念，了解原子的构成，了解核素、同位素的概念，了解质子数、中子数和质量数之间的关系，了解原子核外电子分层排布、化学反应中原子外层电子排布的变化等，为后续单元、后续专题的学习打下理论基础。
五、本讲小结：
1、原子结构模型的演变
道尔顿原子模型（1803年）“实心球式”原子结构模型→汤姆生原子模型（1904年）“葡萄干面包式”或“西瓜瓤式”原子结构模型→卢瑟福原子模型（1911年）根据粒子散射现象，提出了“行星绕太阳式的”原子核式结构模型→玻尔原子模型（1913年）根据氢原子光谱，引入量子力学观点，在“核式”结构模型的基础上，大胆提出新的原子结构模型：电子运动的分层结构模型→原子的量子力学模型（1927年—1935年）——电子云模型
2、原子核外电子排布
排布规律：
（1）每层最多容纳电子数目为2n2（n表示电子层数）个
（2）最外层电子数目不超过8个（第一层不超过2个）
（3）次外层电子数目不超过18个，倒数第三层电子数目不超过32个。
3、原子核构成：
（1）
（2）质量数：原子核中质子数和中子数之和。
（3）组成原子各微粒数的关系：
①质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）
②核电荷数=质子数=核外电子数（中性原子）
4、核素：
概念：
（1）元素：具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。
（2）核素：把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子称为核素。
（3）同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互为同位素。
六、超前思维：（专题二 第一单元 氯、溴、碘及其化合物（一）
）
1、氯气的物理性质：
色： ，态： ，味：
，密度比空气 ，易液化，有毒，
（填能或不能）溶于水， 溶于饱和食盐水。
2、实验室里闻Cl2的方法是
。
3、氯水的性质：
氯气的 称为氯水。氯水因溶有氯气而显 色。溶解在水中的部分氯气能跟水发生反应，生成 和 ，反应方程式为
。
4、次氯酸的性质和氯气的用途
（1）次氯酸 （填稳定或不稳定），容易分解放出 。在 条件下分解速率加快。反应方程式为
（2）次氯酸 （填能或不能）杀菌。自来水常用氯气来消毒（目前已逐步用ClO2代替氯气）。实质就是利用 的 性。
（3）次氯酸能使某些有机色素和染料 。因此，将Cl2通入石蕊试液中，看到的现象是
。氯气是一种重要的
，在生产和生活上应用十分广泛。比如①
②
③
写出Cl2与NaOH反应的方程式
氯气与石灰水反应的方程式
【模拟试题】（答题时间：30分钟）
1、提出近代原子学说的科学家是有“近代化学之父”美称的（ ）
A．道尔顿 B．拉瓦锡 C．汤姆生 D．卢瑟福
2、就原子结构模型的演变历史给我们的启迪的一些说法，错误的是（ ）
A．继承、积累、突破和革命是化学认识发展的形式
B．道尔顿的原子学说存在缺陷和错误，因而意义不大
C．实验手段的不断进步是化学发展的一个关键，没有科学实验，就没有科学发现
D．科学研究、科学发现是无止境的
3、不直接构成物质的是（ ）
A．原子 B．离子 C．分子 D．电子
4、在化学反应中不可能实现的是（ ）
A．一种原子变成另一种原子
B．一种分子变成另一种分子
C．一种离子变成另一种离子
D．一种单质变成另一种化合物
5、下列微粒中，电子层结构完全相同的是（ ）
A．S2－、Cl－、K+ B．Cl－、Br－、I－
C．Na+ 、Mg2+ 、F－
D．O2－、Mg2+ 、Cl－
6、核电荷数小于或等于18的元素中，原子的最外层电子数是其余电子总数一半的元素种
类有（ ）
A．1种 B．2种 C．3种 D．4种
7、下列微粒中，最外层是8个电子，并与Li+ 相差两个电子层的是 （ ）
A．F－ B．Mg2+ C．S2－ D．Na +
8、有A、B两种原子，A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰好为A原子L层电子数的2倍。A和B分别是 （ ）
A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氦原子
C．氯原子和碳原子 D．碳原子和铝原子
二、填空题：
9、在1—18号元素中,电子总数是最外层电子数两倍的元素是 ；最外层电子数是次外层电子数两倍的元素是 ；次外层电子数是最外层电子数两倍的元素是 ；内层电子总数是最外层电子数两倍的元素是 。
10、A元素原子M电子层有6个电子，B元素与A元素原子具有相同电子层数，B元素的原子最外层上只有1个电子。
（1）画出B元素的原子结构示意图： 。
（2）A、B两元素形成的化合物的名称是 ，该化合物在无色火焰上灼烧时，火焰呈 色。
11、与氖原子核外电子数相同的双原子分子是 ；与氖原子核外电子数相同的三原子分子是 ；与氖原子核外电子数相同的四原子分子是 ；与氖原子核外电子数相同的五原子分子是 ；
12、画出下列各微粒的结构示意图：
（1）与氖原子电子层结构相同的－2价阴离子： 。
（2）最外层电子数为次外层电子数2倍的原子： 。
（3）L层电子数为K层、M层电子数之和的原子： 。
（4）与氩原子电子层结构相同的+1价阳离子 ： 。
13、某元素原子的核电荷数是电子层数的5倍，其质子数是最外层电子数的3倍，该元素的原子结构示意图为 。
三、计算题
14、某金属若干克，其原子核外共有2mol电子，核内共有1.204×1024个中子；同质量的该金属跟足量稀盐酸反应，有0.2mol电子发生转移，生成6.02×1022个阳离子，试回答：
（1）该金属元素的原子符号为 ，摩尔质量为 。
（2）原子核的组成中，中子有 个，质子有 个。
【试题答案】
1．A 2．B 3．D 4．A 5．AC 6．B 7．C
8．D
解析：由B原子的L层电子数为A原子L层电子数的2倍，可知A结构为
，再根据A的M层比B的M层少3个电子得B结构
。
9．Be C
Li、Si P、Li
10．（1）
（2）硫化钠 黄
11．HF H2O NH3 CH4
12．（1）
（2）
（3）
（4）
13．
14．解：由题意知生成0.1mol的金属阳离子需转移0.2mol电子，且0.1mol金属共有20mol电子，所以该元素有20个质子，20个中子。
（1）Ca，