八下尖子生培優(yōu)2.3原子結構的模型（解析）

原子結構的模型考點目錄：考點一、原子結構的認識歷程，盧瑟福模型等考點二、原子結構考點三、離子的形成考點四、元素與同位素習題訓練：考點一、原子結構的認識歷程，盧瑟福模型等1.（2020八下·蕭山期末）1909年盧瑟福領導的團隊用一束α粒子(帶正電荷)轟擊金箔時發(fā)現(xiàn)了如圖所示的實驗現(xiàn)象。由實驗得出的結論合理的是(

)A.多數(shù)α粒子直接穿過，說明原子核外是空的，不存在其他粒子

B.少數(shù)α粒子發(fā)生偏移，說明原子核外電子質量較大且?guī)ж撾?/p>

C.極少數(shù)α粒子被反彈，說明原子核體積很小、質量較大

D.該實驗說明α粒子無法穿透原子與原子間的空隙【答案】C【解析】A.多數(shù)α粒子直接穿過，這說明原子核外絕大部分空間是空的，但是還有電子的存在，故A錯誤；

B.少數(shù)α粒子發(fā)生偏移，是因為受到原子核內質子所帶正電荷的排斥作用，這說明原子核的質量很大，幾乎占據(jù)了整個原子的全部質量，故B錯誤；

C.極少數(shù)α粒子被反彈，說明原子核體積很小、質量較大，故C正確；

D.該實驗說明α粒子可以穿透原子與原子間的空隙，故D錯誤。

2.（2019八下·樂清期末）我們所知的原子結構，是經(jīng)過科學家上百年的不懈努力探究得知的。（1）盧瑟福核式結構模型是在利用α粒子轟擊金箔實驗的基礎上提出的。仔細觀察圖甲、乙、丙三圖，能正確反映他的實驗結果的示意圖是圖________。（2）圖丁為原子模型，如果內圈表示原子核，則外圈上的小球表示________?！敬鸢浮浚?）乙（2）核外電子【解析】1、盧瑟福核式結構模型認為原子是空心的，原子核很小集中了幾乎所有的質量，原子核帶正電。α粒子帶正電，根據(jù)正電荷間的相互作用和原子核的特點可以確定實驗結果的示意圖；

2、原子核由帶正電的質子和不帶電的中子構成，電子在原子核外繞核運動?！窘獯稹浚?）根據(jù)盧瑟福的原子核式結構可知，α粒子不可能穿過原子核，甲不可能。α粒子與原子核帶同種電荷，距離較近時會受到相斥的力的作用，丙不可能。乙圖符合實驗結果；

（2）圖丁為原子模型，如果內圈表示原子核，則外圈上的小球表示核外電子。

3.（2020八下·臺州月考）在α粒子散射實驗中，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但是有少數(shù)α粒子卻發(fā)生了較大的偏轉，甚至有極少數(shù)α粒子幾乎達到180°，像是被金箔彈了回來。α粒子遇到電子后，就像飛行的子彈碰到灰塵一樣運動方向不會發(fā)生明顯的改變，而結果卻出乎意料。盧瑟福推測：除非原子的大部分質量集中到了一個很小的結構上，否則大角度的散射是不可能的。（1）支持盧瑟福推測的依據(jù)是________。（2）1um金箔包含了3000層金原子，絕大多數(shù)α粒子穿過后方向不變，說明

。A.原子的質量是均勻分布的

B.原子內部絕大部分空間是空的（3）1919年，盧瑟福用加速了的高能α粒子轟擊氮原子，結果有種微粒從氮原子被打出，而α粒子留在了氮原子中，使氮原子變成了氧原子，從現(xiàn)代觀點看，被打出的微粒是________?！敬鸢浮浚?）少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉，甚至有極少數(shù)α粒子幾乎達到180°

（2）B

（3）質子【解析】（1）如果原子的質量平均分布，那么幾乎所有的α粒子都會受到碰撞，都會發(fā)生偏轉，且偏轉的角度大致相同，不會出現(xiàn)少數(shù)粒子大幅度偏轉的情況；

（2）α粒子穿過后方向不變，說明沒有受到碰撞，即它們所經(jīng)過的位置都是空的；

（3）元素是具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的統(tǒng)稱，因此決定元素種類的是質子數(shù)?！窘獯稹浚?）支持盧瑟福推測依據(jù)是少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉，甚至有極少數(shù)α粒子幾乎達到180°

（2）1um金箔包含了3000層金原子，絕大多數(shù)α粒子穿過后方向不變，說明原子內部絕大部分空間是空的，故選B；

（3）1919年，盧瑟福用加速了的高能α粒子轟擊氮原子，結果有種微粒從氮原子被打出，而α粒子留在了氮原子中，使氮原子變成了氧原子，即原子的種類發(fā)生改變，變成了兩種不同元素的原子，從現(xiàn)代觀點看，被打出的微粒是質子。

4.（2016八下·浙江期中）1803年，英國科學家道爾頓提出了近代原子學說，他認為一切物質是由原子構成的，這些原子是微小的不可分割的實心球。1911年，英國科學家盧瑟福用一束平行高速運動的α粒子（α粒子是帶兩個單位正電荷的氦原子）轟擊金箔時（金原子的核電荷數(shù)為79，相對原子質量為197），發(fā)現(xiàn)大多數(shù)α粒子能穿透金箔，而且不改變原來的運動方向，但是也有一小部分α粒子改變了原來的運動路徑，甚至有極少數(shù)的α粒子好像碰到了堅硬不可穿透的質點而被彈了回來（如圖）。有一小部分粒子改變了原來的運動路徑．原因是粒子途徑金原子核附近時，受到斥力而稍微改變了運動方向。（1）大多數(shù)α粒子不改變原來的運動方向，原因是________（2）極少數(shù)α粒子被彈了回來，原因是________（3）按現(xiàn)在對原子、分子的認識，你認為道爾頓提出的近代原子學說中不確切的地方是：________?！敬鸢浮浚?）α粒子通過原子內、原子間空隙

（2）α粒子撞擊了金原子核而彈回（或α粒子撞擊了帶正電核、質量大、體積很小的金原子核而被彈回）

（3）道爾頓提出的近代原子學說中不確切的地方：一切物質是由原子構成的，這些原子是微小的不可分割的實心球【解析】根據(jù)該實驗的三種現(xiàn)象來分析：大多數(shù)α粒子能穿過金箔且不改變原來的前進方向，但也有一小部分改變了原來的方向，甚至有極少數(shù)的α粒子被反彈了回來，每一種現(xiàn)象說明了什么問題．按現(xiàn)在對原子、分子的認識，你認為道爾頓提出的近代原子學說中不確切的地方可以根據(jù)物質的構成、原子的構成、原子的性質等方面進行分析、判斷，從而得出正確的結論．通過回答本題知道了原子中，原子核的體積很小，但質量很大，帶正電荷，核外電子的質量很?。窘獯稹浚?）有極少數(shù)的α粒子被反彈了回來，說明遇到了質量很大的東西，即原子核質量很大；大多數(shù)α粒子能穿過金箔且不改變原來的前進方向，說明原子核的體積很小，原子核外空間很大；（2）一小部分改變了原來的方向，又因為α粒子帶正電，所以遇到了帶正電的微粒才改變了方向；（3）①構成物質的微粒有三種：分子、原子和離子；并不是所有物質都由原子構成；②原子可以分為原子核和核外電子；并不是不可分割的實心球體；以上都與現(xiàn)代科學實驗證明的事實不相符合．考點二、原子結構1.法國里昂的科學家發(fā)現(xiàn)一種只由四個中子構成的粒子，這種粒子稱為“四中子”，也有人稱之為“零號元素”。它與天體中的中子星構成類似。有關該粒子的說法不正確的是（

）A.不顯電性B.相當于一個氦(He)原子的質量

C.失去一個中子后也不顯電性

D.在周期表中與氫元素占同一位置【答案】D【解析】根據(jù)元素周期表中原子序數(shù)＝質子數(shù)及中子呈中性分析。

A、中子呈中性，只由四個中子構成的粒子也呈中性，不符合題意；

B、氦的相對原子質量為4，該粒子的相對原子質量也為4，所以質量當于一個氦原子的質量，不符合題意；

C、中子呈中性，失去一個中子后也不顯電性，不符合題意；

D、該元素為零號元素，在周期表中與氫元素不占同一位置，符合題意；

2.下列說法錯誤的是（

）A.原子不顯電性B.在化學變化中能否再分是原子和分子的本質區(qū)別

C.原子的質量主要集中在原子核上

D.所有原子的原子核都含有中子和質子【答案】D【解析】A.一般情況下，原子核帶的正電荷數(shù)和核外電子帶的負電荷數(shù)相等，因此原子不顯電性，故A正確不合題意；

B.在化學變化中，分子可以再分，而原子不能再分，故B正確不合題意；

C.原子的質量主要集中在原子核上，核外的電子幾乎沒有質量，故C正確不合題意；

D.有一種氫原子就只有質子而沒有中子，故D錯誤符合題意。

3.地球上99%的溴元素存在于海水中，所以人們也把溴稱為“海洋元素”。已知一種溴原子核內含有35個質子和45個中子，則該溴原子的核外電子數(shù)為（

）A.80

B.45

C.35

D.5【答案】C【解析】在原子中，原子序數(shù)=質子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)，據(jù)此分析解答。

【解答】根據(jù)核外電子數(shù)=質子數(shù)得到，溴原子的核外電子數(shù)為35，故C正確，而A、B、D錯誤。

4.（2020八下·溫州期中）月球氦3是宇航員在采集到的月球巖石樣本中發(fā)現(xiàn)的一種儲量驚人的新物質，該物質可以與氛一同參與核聚變反應堆反應，釋放出大量能量。如圖是氦3原子結構的模型圖，以下說法錯誤的是(

)A.質子和中子可分，它們由更小的微粒構成

B.氦3原子由原子核和核外電子構成

C.氦3原子核內有2個質子和一個中子

D.氦元素在周期表中的原子序數(shù)為3【答案】D【解析】A.質子和中子可分，它們由更小的微粒構成，故A正確不合題意；

B.氦3原子由原子核和核外電子構成，故B正確不合題意；

C.氦3原子核內有2個質子和一個中子，故C正確不合題意；

D.氦元素在周期表中的原子序數(shù)為2，故D錯誤符合題意。

5.（2019八上·溫州開學考）已知微觀粒子π+介子、π介子都是由一個夸克（夸克u或夸克d）和一個反夸克（反夸克u或反夸克d）組成的，它們的帶電量如下表所示，表中e表示一種電量單位，稱為元電荷。

π+πud

u

d帶電量+ee+231323+13下列說法正確的是（

）A.π+由u和d組成

B.π+由d和u組成

C.π由u和d組成

D.π由d和u組成【答案】A【解析】根據(jù)表格中各種粒子帶的電荷量，對各個選項中組成離子的電荷量相加，哪個與前面離子的電荷量相等，哪個就是正確選項。

【解答】因為：（+

23

e）+（+

13

e）=+e，所以π+由u和d-

組成，故A正確，而B錯誤；

因為：（

23

e）+（

13

e）=e，所以π由uA.質子由1個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成

B.質子由1個u夸克和1個d夸克組成，中子由2個u夸克和1個d夸克組成

C.質子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成

D.質子由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和1個d夸克組成【答案】C【解析】根據(jù)一個質子帶一個單位正電荷，中子不帶電荷分析。

【解答】A、一個質子帶一個單位正電荷，中子不帶電荷，所以質子是由2個u夸克和1個d夸克組成，中子由1個u夸克和2個d夸克組成；

7.（2019八下·嘉興月考）德國科學家埃特爾對一氧化碳在金屬鉑表面催化下的氧化反應的研究，催生了汽車尾氣凈化裝置，實現(xiàn)了汽車尾氣中一氧化碳的清潔排放。（1）78202Pt（2）下圖是汽車尾氣凈化裝置里，一氧化碳和二氧化氮在金屬鉑表面催化下反應的微粒變化過程，則其先后順序為________。（用圖中的序號排列）【答案】（1）4（2）①④⑤③②【解析】（1）首先根據(jù)中子數(shù)=相對原子質量質子數(shù)計算出兩種原子的中子數(shù)，然后再將它們相減即可；

（2）化學變化的本質就是分子分解為原子，原子再重新組合成新分子的過程，據(jù)此進行排序即可?！窘獯稹浚?）78202Pt的中子數(shù)為：20278=124；78198Pt

是的中子數(shù)為：19878=120；那么這兩種原子的中子個數(shù)相差：124120=4個。

（2）先后順序為：①一氧化碳和二氧化氮分子靠近金屬鉑；

④兩種分子被吸附在金屬鉑表面；

⑤兩種分子在金屬鉑表面分解為C、O和N原子；8.（2018八下·杭州月考）如圖是三種粒子的結構示意圖，請通過比較回答下列問題：（1）三種粒子相對原子質量不同的原因________。（2）由此你可以得出的結論是________?！敬鸢浮浚?）中子數(shù)不同（2）同類原子中子數(shù)可以不同【解析】（1）原子的質量有核外電子、原子核內的質子和中子三部分組成。在同位數(shù)原子中質子的數(shù)量與核外電子數(shù)量一致，中子數(shù)量不同。核外電子的質量很小可忽略，質子與中子的質量近似相等；

（2）根據(jù)碳的同位數(shù)原子，中子數(shù)的變化對應相對原子質量的變化關系可得出結論?！窘獯稹浚?）三種原子是碳元素的同位素原子，質子數(shù)相同中子數(shù)不同，所以三種粒子相對原子質量不同的原因是：中子數(shù)不同；

（2）由三種粒子的結構示意圖可知同類原子中子數(shù)可以不同。

9.（2020八下·長興期末）11H、12H、13H分別表示氫元素的三種原子，其上、下標的意義如圖所示。11H、12H、13H可簡寫成1（1）1H、2H、3H三種原子中，________數(shù)目不等(選填“質子”或“中子”或“電子”)；（2）相同分子數(shù)的2H2和3H2分別與足量O2反應全部轉化成H2O，生成的質量前者________(選填“大于”或“等于"或“小于”)后者?！敬鸢浮浚?）中子（2）小于【解析】（1）原子的質量數(shù)=質子數(shù)+中子數(shù)，首先判斷三種原子的質子數(shù)是否相等，然后再對三種原子的中子數(shù)計算比較即可；

（2）首先比較一個水分子質量的大小，然后再比較最終生成水的質量的大小?！窘獯稹浚?）在1H、2H、3H三種原子中，質子數(shù)都是1，那么中子數(shù)分別為：11=0，21=1，31=2，因此中子數(shù)目不等；

（2）因為2H的原子質量小于3H，所以它們構成的水分子H2O的質量也是前者小于后者。相同的分子數(shù)的2H2和3H2生成的水分子的個數(shù)相同，所以最終生成H2O的質量也是前者小于后者。10.（2019八下·樂清月考）下表是某位同學收集的一些微粒的資料，請根據(jù)表格數(shù)據(jù)回答下列問題。粒子名稱質子數(shù)中子數(shù)電子數(shù)帶電性A141414不帶電B263024帶2個單位正電荷C141416D141614不帶電（1）上述粒子中屬于原子的是________。（2）根據(jù)表格信息可知C的帶電性為________。（3）表格中互為同位素的粒子是________。（4）比較C與D兩種粒子，其中質量較大的是________?！敬鸢浮浚?）AD

（2）帶兩個單位的負電荷

（3）AD

（4）D【解析】（1）A和D中質子數(shù)＝電子數(shù)，為原子；

（2）C質子數(shù)為14，電子數(shù)為16，所以為帶兩個單位負電荷的陰離子；

（3）A和D質子數(shù)相同，但中子數(shù)不同，屬于同位素的粒子；

（4）D中中子數(shù)大于C，質子數(shù)相同，所以D質量較大；

考點三、離子的形成1.（2019八下·樂清月考）思維導圖是學習科學知識的一種重要方法。小明在學習了原子的構成相關知識后繪制了一張思維導圖，如下圖所示，但是他有幾個地方不完善，請幫他完成相應的部分。（1）已知原子可以通過得失電子的方式變成微粒B，故微粒B是________。（2）通過研究得知乙物質為正電，那么丙物質的帶電情況為________（填正電、負電或不帶電）?！敬鸢浮浚?）離子（2）不帶電【解析】（1）原子正電荷數(shù)和負電荷數(shù)相等，一般情況下不顯電性；而離子是帶有電荷的粒子，據(jù)此回答；

（2）根據(jù)思維導圖可知，原子由帶負電的電子和帶正電的原子核組成，而原子核由帶電的質子和不帶電的中子構成，據(jù)此判斷。【解答】（1）原子一旦得失電子后就會對外顯電性，就變成離子，所以微粒B是離子；

（2）通過研究得知乙物質為正電，即質子，而丙就是中子，所以丙不帶電。2.請寫出下列符號所表示的意義。（1）2Fe3＋：________。（2）3SO32－：________。（3）2OH－：________。（4）5CO32－：________?！敬鸢浮浚?）2個鐵離子

（2）3個亞硫酸根離子

（3）2個氫氧根離子

（4）5個碳酸根離子【解析】離子是原子得失電子形成的；【解答】由于題干中沒有非常明確的說明是哪個數(shù)字的含義，就是針對的是整個化學式；

3.構建知識網(wǎng)絡是一種重要的學習方法。小李同學對物質組成和結構方面的知識進行了歸納，請你將其補充完整。（1）概念間的相互關系(如圖所示)。（2）概念的辨析和應用。A.①2N、②Mg

2+

、③H、④Cu、⑤SO

2

、⑥Ca2+B.科學研究證實，物質是由微粒構成的，例如鐵是由鐵原子構成的。請你填寫構成下列物質的具體微粒的名稱。體溫計中的汞是由________構成的；用于人工降雨的干冰是由________構成的；用于配制生理鹽水的氯化鈉晶體是由________構成的?！敬鸢浮浚?）

（2）⑥；②；⑤；汞原子；二氧化碳分子；鈉離子和氯離子【解析】物質由原子、分子、離子構成；而原子可以構成分子，也可以形成離子；【解答】(1)分子由原子構成，原子得失電子可形成離子，分子、原子、離子都可構成物質。(2)“2N”表示兩個氮原子；“Mg2＋”表示帶兩個單位正電荷的鎂離子；“Ca+2”表示鈣元素的化合價為＋2價；“H”表示氫元素或一個氫原子；“Cu”表示銅元素或一個銅原子或銅這種物質；“SO2”表示二氧化硫這種物質或一個二氧化硫分子等。體溫計中的汞是金屬，由汞原子構成；干冰由二氧化碳分子構成；氯化鈉晶體由鈉離子和氯離子構成。4.（2019八下·衢州期中）如圖是1～18號元素原子最外層電子數(shù)與原子核電荷數(shù)的關系圖。試回答：（1）一個Mg2+核外共有________個電子；Cl－的最外層電子數(shù)和________原子的最外層電子數(shù)相同；（2）通過對該圖的分析，你能發(fā)現(xiàn)哪些規(guī)律？請寫出其中一個________?！敬鸢浮浚?）10；Ar（或Ne）

（2）隨著核電荷數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)呈周期性變化【解析】根據(jù)核內質子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)，再結合圖像進行分析即可。

【解答】（1）根據(jù)核內質子數(shù)=核外電子數(shù)=核電荷數(shù)可知，一個Mg的核外電子數(shù)為12，失去兩個電子形成Mg2+，因此Mg2+的核外電子數(shù)=122=10.Cl－由Cl得到一個電子而形成，則其核外電子數(shù)=17+1=18，因此最外層電子數(shù)為8，與Ar（或Ne）的相同。

（2）通過對圖像的分析，可得出規(guī)律：隨著核電荷數(shù)的遞增，最外層電子數(shù)呈周期性變化

。

考點四、元素與同位素1.（2020八下·臺州月考）用“”“”和“●”分別表示質子、中子和電子，如圖表示四種原子結構模型，下列有關說法正確的是(

)A.甲、乙互為同位素

B.甲、丙為同一種原子

C.甲、丙的核電荷數(shù)不同

D.乙、丁為同一種元素【答案】D【解析】（1）具有相同的質子數(shù)和不同中子數(shù)的原子稱為同位素原子；

（2）同一種原子中，質子數(shù)和中子數(shù)應該都是相同的；

（3）核電荷數(shù)=質子數(shù)；

（4）元素是具有相同的質子數(shù)的同一類原子的總稱?！窘獯稹緼.甲和乙的質子數(shù)不同，因此不是同位素，故A錯誤；

B.甲和丙的質子數(shù)相同，但是中子數(shù)不同，因此不是同一種原子，故B錯誤；

C.甲和丙的質子數(shù)相同，因為核電荷數(shù)=質子數(shù)，所以它們的核電荷數(shù)相同，故C錯誤；

D.乙和丁的質子數(shù)都為1，因此是同一種元素，故D正確。

2.（2020八上·溫州期中）月球上的23He蘊藏量巨大，地球上的氦元素主要以24He形式存在。從原子的構成來看，23He、24He兩種原子的________數(shù)不同，化學性質基本相同，互稱為________原子?！敬鸢浮恐凶?；同位素【解析】（1）元素是具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的統(tǒng)稱；相對原子質量=質子數(shù)+中子數(shù)；

（2）具有相同質子數(shù)和不同中子數(shù)的原子，稱為同位素原子。

【解答】（1）23He、24He兩種原子，質子數(shù)都是2；根據(jù)質子數(shù)=核電荷數(shù)可知，它們?yōu)橥环N元素的不同原子，因此化學性質基本相同。前者的相對原子質量為3，后者的相對原子質量為4，根據(jù)相對原子質量=質子數(shù)+中子數(shù)可知，兩種原子的中子數(shù)不同；

（2）兩種原子具有相同的質子數(shù)和不同的中子數(shù)，因此互稱同位素原子。3.（2020八下·溫州月考）如圖，其中①②③表示三種原子，“”“O，.“o”表示原子中的不同微粒。②原子中質子數(shù)為________；①②③中屬于同種元素的原子是________?！敬鸢浮?；①②【解析】（1）在正常情況下，原子核所帶的正電荷數(shù)與電子所帶的負電荷數(shù)相等，所以它對外不顯電性；

（2）元素是具有相同核電荷數(shù)的同一類原子的統(tǒng)稱?！窘獯稹浚?）②中有一個核外電子，根據(jù)正電荷數(shù)等于負電荷數(shù)可知，原子核中只含有一個質子；

（2）①中核外只有一個電子，那么原子核內只有一個質子。因為原子序數(shù)等于質子數(shù)，所以①②的原子序數(shù)相同，也就是同一種元素的原子。4.（2019八下·天臺月考）如圖所示代表三種原子的原子核，請回答下列問題：這三種原子的原子核內均含有__