文档文本内容
第04 节 原子
内容导航
01 预习航标 → 析目标·明方向：预习导航精准定向
02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构
情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣
深研精炼：聚焦常考要点，学会解题思路
即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容
03 过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提
预习目标
1. 了解原子结构模型的演变历程，识记道尔顿、汤姆孙、卢瑟福三位科学家提出的原子
模型及对应的实验依据；
2. 掌握原子的整体构成，分清原子核、质子、中子、核外电子的电性、质量特点，熟记
原子内部各微粒之间的数量关系；
3. 理解α 粒子轰击金箔实验的现象与实验结论，能结合实验推理原子的结构特点；
4. 掌握相对原子质量的定义、计算公式，牢记相对原子质量≈质子数+中子数这一规律，
会进行简单计算；
5. 认识核外电子的分层排布规律，掌握原子结构示意图的画法、各部分含义，能根据原
子结构示意图区分金属、非金属、稀有气体原子；
6. 理解原子最外层电子数与元素化学性质的关系，知晓相对稳定结构的概念；掌握离子
的形成过程，区分阳离子、阴离子，学会书写离子符号并理解其含义；
7. 明确分子、原子、离子都是构成物质的基本微观粒子，能判断常见物质的构成微
粒。。
预习重点
1. 原子的内部构成、各微粒的电性与数量关系；α粒子轰击金箔实验的现象、分析与实
验结论；
2. 相对原子质量的概念、计算及相关规律。
3. 原子结构示意图的识别、绘制与解读；原子得失电子规律，离子的形成与离子符号书
写；原子、离子、分子三者的联系与区别。
预习难点
1. 结合α粒子散射实验，从微观角度推理原子的结构特征；
2. 区分原子实际质量与相对原子质量，灵活运用微粒数量关系、相对原子质量公式解题。
3. 依据原子最外层电子数判断原子的化学性质、得失电子趋势；结合微观变化分析原子
与离子的相互转化；准确区分不同微粒，判断物质的构成粒子。
广袤无垠的宇宙诞生于 138 亿年前的宇宙大爆炸。爆炸之初，宇宙只是一团炽热、密集的能量与基本
粒子，随着空间不断膨胀、温度逐步下降，零散的微观粒子开始相互吸引、结合，一步步聚合形成原子。
无数原子再继续组合、演变，才有了星云、恒星、行星，也最终造就了地球上千姿百态的物质世界。从遥
远的星际天体，到我们身边的金属、岩石、生活用品，万事万物都与原子息息相关。这个诞生于宇宙之初
的微小粒子，肉眼无法观测，却构建起了整个物质世界。在漫长的科学探索中，科学家们不断发问、反复
实验，一点点揭开原子内部的神秘面纱。请大家带着下面问题，开启本节课的学习：
早期科学家认为原子是不可分割的实心球体，结合现代科学结论，原子能否再分？它的内部由哪些微
粒构成？原子内部存在带正电和带负电的微观粒子，为何整体原子不显电性？原子的实际质量小到难以书
写和计算，化学领域使用什么方法简化原子质量的计量工作？
原子核外的电子是杂乱无章运动的吗？我们用什么化学符号可以直观表示原子的核外电子排布？金属
钠和氯气能够发生反应生成食盐，从微观角度分析，钠原子和氯原子发生了怎样的变化？分子、原子、离
子都能构成物质，如何判断一种物质是由哪种微观粒子构成？
知识点01 原子的结构
1.原子结构模型的演变
（1)道尔顿——
模型（1803 年）
观点：原子是
球体，是构成物质的最小粒子，在化学变化中原子不能再分。
局限：未发现原子内部的更小微粒，认为原子不可分割。
情｜境｜启｜思
深｜研｜精｜炼
(2)汤姆孙——
模型（西瓜模型）（1897 年）
实验依据：通过阴极射线管实验发现了
，证明原子可分。
观点：原子整体呈球形，正电荷均匀分布在原子内部，带负电的电子镶嵌在正电荷区域中，如同葡萄干嵌
在布丁里。
局限：没有发现体积很小、质量集中的原子核。
(3)卢瑟福——
模型（核式结构模型）（1911 年）
实验依据：
实验，该实验彻底推翻了汤姆孙的模型。
实验现象：少部分α粒子在中间位置发生偏转，说明这部分遇到了带
的微粒，由于同性相斥发生偏转。
极少数α 粒子被金原弹了回去，说明这部分α 粒子遇到了位于原子中间质
、体积
、带
的微
粒
绝大多数α 粒子穿过金原子，说明原子内部有较大的
。
核心观点：原子中心有一个
、
、
的
；电子在原子核外广阔的空间中绕核高
速运动，类似行星绕太阳运转。
【特别提醒】
1.模型是基于当时实验证据提出的科学猜想，随着新实验、新现象的出现，原子模型会不断完善，目前卢瑟
福核式模型也并非终极模型。
2.区分三位科学家的核心贡献：道尔顿提出近代原子论；汤姆孙发现电子；卢瑟福发现原子核，这是考试高
频识记考点。
3.α粒子本质是带正电的高速粒子，这是分析散射实验现象的前提。
2.原子的结构
（1）原子中有：
原子核的特点：
（2）请同学们总结下列原子结构
原子核（带
）
（带正电）
原子（
） 中子（
）
核外电子（
）
（3）阅读课本并回答下列问题：e&p#.com^]
①原子为什么不显电性？
原子不显电性是因为
所带的
，
。
②原子的质量几乎全部集中在
上，
和
的质量差不多，
的质量可忽略不计。
③ 核外电子数与质子数之间什么关系？
在原子中，质子数=
=
=
④是所有的原子中都有中子吗？
不是所有的原子都含有中子，
。
⑤质子数和中子数之间什么关系？
质子数不一定等于
。
（4）原子的基本性质
原子和分子一样，属于微观粒子，具备三大基本性质：
① 质量和体积都
；② 原子之间有
；③ 原子在不断
应用：水银温度计受热示数上升，是因为温度升高，
之间的间隔变大。
（5）由原子直接构成的物质
金属单质（铁、铜、汞等）、部分固态 单质（金刚石、石墨、硅等），这类物质的化学性质由构
成它的原子保持。
【特别提醒】
1.电性辨析：原子不显电性的原因是原子核所带正电荷总数 = 核外电子所带负电荷总数，电性相反、电量
相等，并非原子内部没有带电微粒。
2.区分概念：核电荷数 = 原子核所带的电荷数，数值上等于质子数，做题时可直接等价替换。
3.易错点：氢原子无中子是常考陷阱，审题时注意区分普通氢原子与其他原子。
4.微观性质应用：利用原子间有间隔、原子不断运动的性质，解释生活中的热胀冷缩、物质扩散等现象。
【例1】科学家运用了模型建构的方法探索原子的结构。下列对原子结构模型演变过程的认识，不正确的是
A．图 I 为道尔顿提出的不可再分的实心球原子模型
B．图Ⅱ为汤姆孙葡萄干面包式原子模型，且“镶嵌”的正负电荷电量相等
C．图Ⅲ为卢瑟福核式模型说明电子在原子核外“很大”的空间里运动
D．卢瑟福核式模型是最完善的原子结构模型，不会被替代
【即练1】卢瑟福用一束高速运动的α 粒子（带正电且质量比电子大很多）轰击金箔，发现多数a 粒子穿过
金箔后仍保持原来的运动方向，有少数α 粒子发生了较大角度的偏转，极少数a 粒子被反弹了回来。根据
这一实验现象不能得出的结论是
A．原子核质量较大
B．原子核体积很小
C．原子核带有正电荷
D．核外电子带有负电荷
【即练2】根据某种碳原子的部分数据及其表示方法(如下表)，推测2
1 H 的原子结构模型示意图为
表示方法
质子数
中子数
质子数+中子数
14
6 C
6
8
14
A．
B．
C．
D．
知识点02 相对原子质量
1.相对原子质量的由来
原子的实际质量数值极小（如1 个氧原子质量约2.657×10−26kg），书写、记忆、计算都极为不便，因此国
际统一采用
来计量原子质量。
2. 定义与计算公式
以
原子（含有6 个质子、6 个中子的碳原子）实际质量的
1
12作为标准，其他原子的实际质量与它相
比较所得到的
，就是该原子的
。
公式：
相对原子质量=
原子的实际质量
碳−12原子实际质量× 1
12
3. 关键说明
（1）相对原子质量是比值，国际单位为“1”，单位通常省略不写，不是实际质量，也不以“kg、g”为单位；
（2）拓展推导公式（必考规律）：相对原子质量≈ + ；
（3）原子的实际质量之比 = 相对原子质量之比。
4. 科学拓展
我国化学家
主持测定了铟、铱等多种元素的相对原子质量，其数据被国际原子量委员会采用，为
相对原子质量的测定作出了卓越贡献。
【特别提醒】
1.概念区分：相对原子质量≠原子实际质量，相对原子质量是一个相对比值，数值简化，这是最易混淆的考
点。
2.公式使用：“相对原子质量≈质子数+中子数”是近似公式，日常计算、考题中可直接使用。
3.单位陷阱：选择题、填空题中若出现“相对原子质量为XX g/ kg”，该说法一定错误。
4.等量延伸：已知相对原子质量和质子数，可快速求出中子数：中子数=相对原子质量−质子数。
【例2】20 世纪90 年代以来，我国化学家系统地进行了相对原子质量的精确测定工作，该化学家是
A．徐寿
B．张青莲
C．闵恩泽
D．徐光宪
【即练3】科学家用钙原子（质子数为20）轰击镅原子（质子数为95），成功合成了新原子。经测定，新
原子的核电荷数为114，相对原子质量为289，其中子数为
A．175
B．114
C．61
D．289
【即练4】下列关于相对原子质量的说法中，不正确的是
A．相对原子质量与原子的实际质量成正比
B．原子质量是相对原子质量的简称，它的单位是1
C．采用不同的相对原子质量基准，会得到不同的相对原子质量
D．相对原子质量的数值约等于质子数加中子数
知识点03 原子与离子、分子
1.核外电子排布规律
在含有多个电子的原子中，核外电子的能量高低不同：能量较低的电子，在离原子核较近的区域运动；能
量较高的电子，在离原子核较远的区域运动。电子在原子核外不同远近的区域运动，这一现象叫做电子
的
。
排布基本规则：
① 第一层（离核最近）最多容纳
电子；
② 第二层最多容纳
电子；
③ 最外层电子数不超过
（只有一层时，不超过
）。
2. 原子结构示意图
原子结构示意图是用来简明表示原子构成和核外电子排布的专用化学符号。
各部分含义：
圆圈：代表
；
圆圈内数字+“+”：“+”表示原子核带
，圈内数字代表
（核电荷数）；
弧线：代表
，有几条弧线就代表有几个电子层；
弧线上的数字：代表该电子层上排布的
。
3.原子分类与最外层电子数、化学性质的关系
我们根据原子最外层电子数，将原子分为三类，其结构稳定性和化学性质差异明显：
原子种类
最外层电子数
结构稳定性
化学性质
金属原子
一般
4 个
不稳定
易
电子
非金属原子
一般
4 个
不稳定
易
电子
稀有气体原子
8 个（He 为 2 个）
难得失电子
【特别提醒】
1.元素的化学性质主要由原子的最外层电子数决定，质子数决定元素种类，二者注意区分。
2.相对稳定结构判定：粒子最外层有8 个电子（只有1 个电子层时，为2 个电子），该结构化学性质稳定。
3.绘制原子结构示意图时，必须严格遵循电子排布规则，电子由内向外依次排布，不能跳层。
4.同一横行元素原子电子层数相同，同一纵行元素原子最外层电子数相同，这也是元素周期表的排布依据。
4. 离子的形成、分类与符号
（1）离子的概念
原子在化学反应中，原子核保持不变，仅核外电子发生得失。
（或原子团）叫做离子。
（2）离子的分类
①阳离子：原子
电子后，质子数＞核外电子数，整体带
。
例：钠原子失去1 个电子，形成钠离子（Na+）。
②阴离子：原子
电子后，质子数＜核外电子数，整体带
。
例：氯原子得到1 个电子，形成氯离子（Cl−）。
（3）典型实例：氯化钠的形成
钠原子最外层有1 个电子，易 电子变为带1 个单位正电荷的钠离子；氯原子最外层有7 个电子，
易 电子变为带1 个单位负电荷的氯离子。带相反电荷的钠离子和氯离子相互吸引、结合，形成氯
化钠（食盐的主要成分）。
（4）离子符号
①书写规则：在元素符号
标注电荷，数字在
，正负号在
；若电荷数为1，数字省略不写。
举例：镁离子
、氧离子O2−、钾离子K+。
②符号含义
o 单独离子符号（如Mg2+）：表示
；右上角数字“2”表示
。
o 离子符号前加数字（如3 Mg2+）：数字“3”表示
，离子右上角的电荷含义不变。
【特别提醒】
1.原子得失电子数目 = 离子所带电荷数；原子最外层电子数决定得失电子的数目。
2.离子符号书写易错点：电荷标在元素符号右上角，不要标在正上方、右下角；电荷数为1 必须省略。
3.金属元素原子易失电子形成阳离子，非金属元素原子易得电子形成阴离子。
【例3】如图为氯原子的结构示意图，下列说法错误的是
A．核内中子数为17
B．核外有3 个电子层
C．最外层有7 个电子
D．能量低的电子在离核较近的区域运动
【即练5】下列各粒子中，属于阴离子的是
A．
B．
C．
D．
【即练6】氮化镓是第三代半导体材料，常用于高频高速器件。下图是镓元素的原子结构示意图及元素周期
表的部分信息，下列说法中不正确
．．．的是
A．镓原子的结构示意图中m=3
B．X 原子第二层有8 个电子
C．Z 原子在化学反应中易失去电子
D．一个Y 原子的相对原子质量为65.38 g
1．α 粒子散射实验如图所示。该实验可得结论是
A．原子是镶嵌许多电子的带正电荷粒子
B．原子核的质量几乎等于原子的全部质量
C．原子核与核外电子体积接近
D．原子是不可再分的实心球体
2．下列有关原子的说法正确的是
A．原子中不存在带电微粒，因而整个原子不显电性
B．原子中一定含有质子、中子、电子三种粒子
C．原子是实心球体，质量主要集中在原子核上
D．原子在化学变化中不能再分，只能重新组合
3．2025 年11 月，中国空间站第九批空间科学实验样品随神舟二十一号飞船顺利返回地球。其中“月壤砖”
受到外界高度关注。月壤砖以二氧化硅为主要成分，也含有钛铁矿。钛原子的质子数为22，相对原子质量
为48，则钛原子的中子数为
A．22
B．26
C．48
D．70
4．日本福岛核废水中含有大量的氚，氚会对人体产生一定的辐射损害。氢原子和氚原子结构如图所示，下
列说法正确的是
A．氚原子与氢原子的核外电子数相同
B．氚原子与氢原子的核电荷数不同
C．氚原子与氢原子的中子数相同
D．氚原子与氢原子的质量相同
5．如图是某微粒的结构示意图，下列有关说法错误的是
A．该微粒的质子数是12
B．该微粒表示的是阴离子
C．该微粒的符号为Mg2+
D．该微粒电子层结构属于稳定结构
6．以下是四种原子的结构示意图，下列说法不正确的是
A．①在反应中易得到电子
B．②的核电荷数为17
C．③的最外层上有8 个电子
D．④中X=1
7．下列说法中，错误的是
A．非金属元素的原子最外层电子数目一般多于或等于4 个
B．任何原子核中都有质子和中子
C．钠离子的结构示意图为
D．原子是由原子核和核外电子构成的
8．如图为金属钠与氯气反应生成氯化钠的示意图，下列说法错误的是
A．每个钠离子带一个单位负电荷
B．氯原子在该反应中形成了阴离子
C．钠原子和钠离子的质子数相同
D．氯化钠是由钠离子和氯离子构成的
9．我国鹊桥二号中继通信卫星使用镀金钼丝天线，搭建了地面与嫦娥六号的通信桥梁。钼元素在元素周期
表中的相关信息如下图所示。下列说法不正确的是
A．n=13
B．钼的相对原子质量是42
C．1 个
2
Mo + 中含有的电子数为40
D．钼在化学反应中易失去电子
10．有下列六种微粒的结构示意图，说法不正确的是
A．①表示阴离子，④表示原子
B．②表示的元素在周期表中第二周期
C．③表示的粒子符号为
3
Al +
D．⑤⑥化学性质相似
11．原子
（1）原子是化学变化中的最小粒子，由原子构成的物质有金属（Fe、Cu 等）、金刚石等。
特别提醒
原子不显电性，是因为原子核内质子所带的正电荷与核外电子所带的负电荷数量相等、电性相反。
（2）原子的结构
把上面的填空补充完整：①________；②________。
原子中：核电荷数=________=核外电子数
（3）原子结构示意图（以镁原子为例）
备考补充：核外电子排布规律：第一层最多2 个电子，第二层最多8 个电子，最外层一般不超过8 个电子。
（4）原子化学性质与核外电子的关系
原子种类
最外层电子
化学性质
金属
一般少于4 个
不稳定，易失电子，形成________离子
非金属
一般多于4 个
不稳定，易得电子，形成________离子
稀有气体
一般有8 个（He 为2）相对稳定
特别提醒
一般情况下，原子最外层电子数相同的元素，化学性质________。
（5）相对原子质量
①概念：以一种碳原子（碳-12）质量的1
12 为标准，其他原子的质量与它相比，得到相对原子质量。
②计算公式：相对原子质量
1
12
12
-
=
´
一个该原子的质量
一个碳
原子的质量
注意：相对原子质量是一个比值。
人物成就：著名无机化学家张青莲院士为相对原子质量的测定作出了卓越贡献。
12．离子
（1）概念：带电荷的原子或原子团。由离子构成的物质有NaOH、NaCl 等。
（2）分类
把上面的填空补充完整：①________；②________；
（3）表示方法：在元素符号的右上角标明电性和电荷数，如Na+ 、
2
O - （注意：先写数字，后写“+”或“-”号，
“1”要省略）。
（4）离子符号的意义（以）
2
Mg + 为例）
把上面的填空补充完整：③________；④________。
特别提醒：
NaCl 的形成过程
13．人类探索原子结构的过程是漫长而艰辛的。阅读下列材料，回答问题。
材料1：1808 年，英国科学家道尔顿在古代原子观点和科学实验的基础上系统地提出了原子论。他提出物
质都是由肉眼看不见的原子构成的，原子是不可分割的实心小球，即原子的“实心球模型”。
材料2：19 世纪末，英国科学家汤姆孙发现了电子。在此基础上，他提出了一种原子模型，认为正电荷均
匀地分布在整个原子内，电子镶嵌其中，即“葡萄干布丁模型”。
材料3：1909 年，英国科学家卢瑟福进行了α 粒子散射实验。1911 年，他提出了原子的“核式结构模型”，
为现代原子理论打下了基础。
(1)汤姆孙发现了电子，主要是纠正了道尔顿原子论中___________的观点。电子带___________电荷。
(2)卢瑟福进行的α 粒子(带正电)散射实验如上图所示，根据实验不能获得的结论是___________(填序号)。
A．金原子核带正电
B．金原子核体积很小
C．金原子核比电子所占空间小得多
D．金原子核外电子带负电
(3)卢瑟福通过实验得出原子是由___________和___________构成的，并提出了沿用至今的现代原子结构理
论。
(4)同学们用橡皮泥、绿豆、铁丝等制作了上述三种原子结构模型，如下图所示。其中能代表汤姆孙原子结
构模型的是___________(填字母)。
A．
B．
C．
(5)科学家探索物质的组成与结构时，可以通过假说、想象、推理、___________、模型等方法。
14．建立宏观、微观和符号之间的相互联系是化学学科的特点。
如图1 是钙（Ca）原子的结构示意图，图2 是几种粒子的结构示意图。结合图回答问题。
(1)图1 中，m = _____。
(2)图2 中，若E 粒子带3 个单位正电荷，则X=______，该粒子符号为_____。
(3)图2 中，与钙原子化学性质相似的原子是_____（填字母）。
(4)A~D 在化学反应中易得电子的是_____（填字母）。
15．根据下列粒子结构示意图，回答问题。
(1)D 所示粒子在化学反应中容易______（填“得到”或“失去”）电子形成离子。其离子符号是______。
(2)A～E 中具有相对稳定结构的粒子是______（填序号）。
(3)钙原子的核外电子分层排布为如图所示，则钙原子与图中______（填序号）粒子具有相似的化学性质。
(4)A～E 所示粒子中属于阳离子的是______（填序号），若F 为原子，m = ______，若F 为离子，其化学符
号为______。
(5)食盐的主要成分是氯化钠，氯化钠是由______构成的。
16．如图中的①、②分别是钠元素、氯元素在元素周期表中的信息，A、B、C 是三种粒子的结构示意图。
试回答下列问题：
(1)钠元素的原子序数为___________，其相对原子质量为___________。
(2)A 的结构示意图中共有___________个电子层，最外层电子数是___________，容易___________(填“得到”
或“失去”)电子。
(3)A、B、C 中属于同种元素的粒子是___________。
(4)A 和B 两种粒子的___________相同，所以它们具有相似的化学性质。
(5)A、B、C 中达到稳定结构的是___________。
(6)氯元素的质子数为___________。
(7)请写出下列离子符号：钠离子___________。
