人类对原子结构的认识(解析版)(苏教版2019必修第一册).docx

2.3 人类对原子结构的认识
【学习目标】
1.了解原子结构模型的演变，体会从宏观和微观相结合的视角提出原子结构模型的证据。
2.熟知原子的构成，会正确计算微粒的质量数、质子数、中子数。
3.知道元素、核素、同位素的概念，并了解它们之间的关系。
4.了解原子核外电子的运动特点。
5.掌握1—18号元素的原子核外电子分层排布的规律，培养宏观辨识与微观探析的化学学科素养。
6.能用原子(离子)结构示意图表示常见原子(离子)的核外电子排布，掌握元素性质与原子核外电子排布的关系。

【知识梳理】
一、人类认识原子结构的历程
1．古希腊哲学家德谟克利特——原子论。
2．19世纪初，英国科学家道尔顿——原子学说，他认为原子是实心球体。
3．1904年，英国物理学家汤姆生——葡萄干面包式原子模型，他在1897年发现了原子中存在电子。
4．1911年，英国物理学家卢瑟福——有核模型或行星模型。
他通过“α粒子散射实验”，推测原子中心存在原子核，带正电。电子带负电，在其周围高速运行，就像行星围绕太阳运转一样。
5．1913年，丹麦物理学家玻尔——引入量子论观点。
他提出了新的原子结构模型：原子核外，电子在一系列稳定的轨道上运动，每个轨道都具有一个确定的能量值；核外电子在这些稳定的轨道上运动时，既不放出能量，也不吸收能量。
6．20世纪末和21世纪初——新的飞速发展(量子力学模型)。
【能力达成】
1．人们对原子结构的认识是一个不断深入的过程，下列先后顺序符合史实的是(　　)
①道尔顿提出原子学说　②卢瑟福提出带核的原子结构模型　③玻尔研究氢原子光谱，提出电子分层排布模型　④汤姆生提出被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型
A．①②④③　　　　 B．①④②③
C．②①④③ D．①③②④
答案：B
解析：19世纪初，道尔顿提出原子学说，1897年汤姆生提出了被称为“葡萄干面包式”的原子结构模型，1911年卢瑟福提出了带核的原子结构模型，1913年玻尔提出电子分层排布模型，B正确。
2．人类对原子结构的认识经历了漫长的历史阶段。下列实验事实与原子结构模型建立的关系正确的是(　　)
A．电子的发现：道尔顿的原子结构模型
B．α粒子散射：卢瑟福原子结构模型
C．α粒子散射：玻尔原子结构模型
D．氢原子光谱：卢瑟福原子结构模型
答案：B
解析：道尔顿的原子结构模型是道尔顿通过对大气的物理性质进行研究而提出的；卢瑟福原子结构模型是通过α粒子散射实验提出的；玻尔原子结构模型是玻尔在牛顿力学的基础上吸收了量子论和光子学说的思想建立起来的。
3．如图所示的原子结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型，(2)为卢瑟福行星运转式原子模型，(3)为汤姆生葡萄干面包式原子模型，(4)为近代量子力学原子模型，(5)为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变的顺序的一组为(　　)

A．(1)(3)(2)(5)(4) B．(1)(2)(3)(4)(5)
C．(1)(5)(3)(2)(4) D．(1)(3)(5)(4)(2)
答案：A

【知识梳理】
二、原子核的构成
1．原子的组成
(1)原子
(2)质量数：将原子核内所有的质子和中子的相对质量取整数加起来所得的数值，用A表示。
(3)构成原子的微粒间的两个关系
①质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)
②质子数＝核外电子数＝核电荷数＝原子序数。
(4)原子组成的表示方法

如作为相对原子质量标准的C表示质子数为6，质量数为12的碳原子。
2．元素、核素、同位素
(1)概念辨析

(2)氢元素的三种核素

H(氕)
H(氘)
H(氚)
俗称
－
重氢
超重氢
符号
H
D
T
质子数
1
1
1
中子数
0
1
2

(3)同位素的应用
①14C在考古工作中用于测定文物的年代；
②U用于制造原子弹、核发电；
③H、H用于制造氢弹；
④放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。
[辨析]　
1．构成原子的微粒及作用
原子(X)
2．微粒之间的关系
(1)原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；
(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；
(3)阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数；
(4)阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
3．微粒符号周围数字的含义

4.元素、核素、同位素
1.区别

元素
核素
同位素
同素异形体
本质
质子数相同的一类原子
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的核素
同种元素形成的不同单质
范畴
同类原子
原子
原子
单质
特性
只论种类，不论个数
—
化学性质几乎完全相同
组成元素相同、性质不同
决定因素
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、结构
举例
H、C、O三种元素
H、H、H三种核素
H、H、H互称同位素
O2与O3互为同素异形体
2.联系

【能力达成】
1．H、D、T、H＋可以用来表示(　　)
A．同一种原子　　 B．化学性质不同的氢原子
C．氢元素 D．氢的四种核素
答案：C　
解析：H、D和T是氢原子，H＋是离子，它们都是氢元素。
2．简单原子的原子结构可用如图形象地表示：

其中表示质子或电子，表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是(　　)
a．①②③互为同位素
b．①②③表示三种化学性质不同的粒子
c．①②③具有相同的质量数
d．①②③具有相同的质量
e．①②③是三种不同的原子
A．a、e　　　　 B．b、c
C．d、e D．a、c
答案：A　
解析：①表示的是H，②表示的是H，③表示的是H，它们的质子数相同，核外电子数相同，中子数不同，故互为同位素；同位素的化学性质非常相似；它们的中子数不同，所以质量数不同，原子的质量也不相同，是三种不同的原子。
3．13C­NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析，15N­NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，下列有关13C、15N的叙述正确的是(　　)
A．13C与15N具有相同的中子数
B．13C与14C的核外电子排布不同
C．15N与14N互为同位素
D．15N的核外电子数与中子数相同
答案：C
解析：13C有7个中子，15N有8个中子，A错误；13C与14C的核外电子排布相同，B错误；15N与14N质子数相同，中子数不同，互为同位素，C正确；15N有7个质子、7个电子、8个中子，D错误。
4．下列离子中电子数大于质子数且质子数大于中子数的是(　　)
A．DO＋ B．Li＋
C．16OD－ D．16OH－
答案：D　
解析：电子数大于质子数的粒子必为阴离子，排除A、B两项。C项，16OD－中质子数为9，中子数为9；D项，16OH－中质子数为9，中子数为8，符合题意。
5. 某金属原子的符号为Ho，该原子核内的中子数与核外电子数之差为(　　)
A．32 B．67 C．99 D．166
答案：A
解析：由题意知，Ho核外电子数等于核电荷数，为67，原子核内的中子数为166－67＝99，其与核外电子数之差为99－67＝32。
6.已知R2－有b个中子，核外有a个电子。表示R的原子符号正确的是(　　)
A．R B．R
C．R D．R
答案：B
解析：模型：　R＋2e－―→R2－
电子数 a－2 a
由上述模型可知，R原子核外有(a－2)个电子，则其核内质子数是(a－2)，又知其核内有b个中子，则R原子的质量数是(a－2＋b)，所以表示R的原子符号为R
7．某微粒用Rn＋表示，下列关于该微粒的叙述正确的是(　　)
A．所含质子数＝A－n　　 B．所含中子数＝A－Z
C．所含电子数＝Z＋n D．所含质子数＝Z＋A
答案：B
解析：Rn＋中“A”表示质量数，“Z”表示质子数，“n”表示该离子所带的电荷数。由此可知，该离子中，质子数＝Z，故A、D项错误；中子数(N)＝质量数(A)－质子数(Z)，故B项正确；阳离子核外电子数＝质子数(Z)－离子所带电荷数(n)，故C项错误。
8．重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是(　　)
A．氘(D)原子核外有1个电子
B．1H与D互为同位素
C．H2O与D2O相对分子质量相同
D．1H218O与D216O的相对分子质量相同
答案：C
解析：氘(D)原子的质子数为1，核外有1个电子，A正确；1H与D的质子数相同而中子数不同，互为同位素，B正确；H2O与D2O的相对分子质量分别为18和20，不相同，C错误；1H218O与D216O的相对分子质量相等，D正确。
9.科学家发现两种微粒：第一种是由四个中子构成的微粒“四中子”；第二种是由四个氧原子构成的分子。下列关于这两种微粒的说法不正确的是(　　)
A．“四中子”不显电性
B．“四中子”的质量数为4
C．第二种微粒是氧元素的另一种同位素
D．第二种微粒的化学式为O4
答案：C
解析：中子是不带电的微粒，所以“四中子”不显电性，A正确；根据质量数与中子数、质子数的关系知“四中子”质量数为4，B正确；四个氧原子构成的分子是一种氧单质，化学式为O4，C错误，D正确。
10.现有下列几种微粒：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、14N、14C。请回答下列问题：
(1)以上微粒中包含________种元素，属于铀元素的核素有________种，互为同位素的核素分别为____________、______________。
(2)质量数相等的微粒为________、________、________。
(3)可用作制造氢弹的核素为________、________。
(4)氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合成水，可得________种原子构成不同的水分子。
答案：　(1)7　3　1H、2H、3H　234U、235U、238U
(2)1H、1H＋　40K、40Ca　14N、14C
(3)2H　3H　(4)18
解析：　(1)从题给微粒元素，包含H(氢)、U(铀)、K(钾)、Ca(钙)、Cl(氯)、N(氮)、C(碳)7种元素。(4)氢的同位素与16O形成的水分子有以下6种1H1H16O、2H2H16O、3H3H16O以及1H2H16O、1H3H16O、2H3H16O，同理可得，含17O、18O的水分子也分别各有6种，故共有18种水分子。

【知识梳理】
三、原子核外电子排布
1．电子层
(1)概念：在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。
(2)不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外
电子层数
1
2
3
4
5
6
7
字母代号
K
L
M
N
O
P
Q
离核远近
由近到远
能量高低
由低到高
2.电子分层排布
(1)能量最低原理
核外电子总是优先排布在能量最低的电子层里，然后再由里往外排布在能量逐步升高的电子层里，即按K→L→M→N……顺序排列。
(2)电子层最多容纳的电子数
①各电子层最多容纳2n2个电子。如K、L、M、N层最多容纳电子数分别为2、8、18、32。
②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时，最多只能容纳2个)。
③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。
3．核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
(1)钠原子的结构示意图如下，请注明其意义：

(2)离子结构示意图
①当主族中的金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层，形成与上一周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。

②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，形成和同周期的稀有气体元素原子相同的电子层结构。

[辨析]　
1、原子核外电子排布规律及其之间的关系

2、核外电子排布规律特征
(1)最外层电子数为1的原子有H、Li、Na、K。
(2)最外层电子数为2的原子有He、Be、Mg、Ca。
(3)原子最外层电子数与次外层电子数存在倍数关系
①最外层电子数与次外层电子数相等的原子有Be、Ar。
②最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。
③最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。
④最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。
⑤次外层电子数是最外层电子数2倍的原子有Li、Si。
(4)原子最外层电子数与其他相关数的关系
①内层电子总数是最外层电子数2倍的原子有Li、P。
②电子层数与最外层电子数相等的原子有H、Be、Al。
③电子层数是最外层电子数2倍的原子有Li、Ca。
④电子层数是最外层电子数3倍的原子是Na。
⑤最外层电子数是电子层数2倍的原子有He、C、S。
⑥最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。
3、等电子微粒的判断方法
(1)10电子微粒

(2)18电子微粒

【能力达成】
1．下列粒子的结构示意图中，属于阳离子的是(　　)

答案：D　
解析：阳离子的质子数大于核外电子总数，阴离子的质子数小于核外电子总数。A、B、C、D 4种粒子中，只有选项D中的质子数大于核外电子总数，故D正确。
2．下列原子或离子的结构示意图正确的是(　　)

①磷原子　②碳原子　③钠原子　 ④氧离子
A．①② B．②③
C．③④ D．①④
答案：D
解析：依据核外电子排布的一般规律可知，②违反每个电子层最多只能容纳2n2个电子，③违反最外层电子数不能超过8个。
3.下列元素原子的核外电子排布中，最外层与次外层上的电子数相等的是(　　)
A．氦 B．氩 C．镁 D．氧
答案：B
解析：氦原子只有1个电子层，电子数为2，A错误。氩原子的最外层与次外层上的电子数均为8，B正确。镁原子的最外层与次外层上的电子数分别为2和8，C错误。氧原子的最外层与次外层上的电子数分别为6和2，D错误。
4.下列说法正确的是(　　)
A．同一原子中，在离核较远的区域运动的电子能量较高
B．原子核外电子排布，先排满K层再排L层、先排满M层再排N层
C．质子数为17，中子数为20的氯原子：Cl
D．硫离子的结构示意图：
答案：A
解析：B错，电子在原子核外排布并不是一定先排满内层再排外层，还应遵循最外层不超过8个(K层为最外层时不超过2个)，次外层不超过18个等规律。C错，质子数为17、中子数为20的氯原子的质量数为17＋20＝37，该原子表示为Cl。D错，硫原子核外有16个电子，其原子结构示意图为；S原子获得2个电子使最外层达到8电子稳定结构形成S2－，故S2－的结构示意图为。
5．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有(　 )
A．1种　　B．2种
C．3种 D．4种
答案：B
解析：若该原子有两个电子层，内层只有一个电子层，电子数为2，最外层电子数为1，为锂元素；若该原子有三个电子层，内层有两个电子层，电子数为10，最外层电子数为5，为磷元素。
6．在第n电子层中，当它作为原子的最外电子层时，最多容纳的电子数与(n－1)层相同；当它作为原子的次外层时，其最多容纳的电子数比(n＋1)层最多容纳的电子数多10个，则此电子层是(　　)
A．K层 B．L层
C．M层 D．N层
答案：C
解析：n层为最外层时，最多只能容纳8个电子，所以(n－1)层应最多容纳8个电子，为L层，则n层应为M层；若n层为次外层，则(n＋1)层为最外层，次外层电子数最多为10＋8＝18，则进一步证明n层为M层，C正确。
7．国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)公布了118号元素符号为Og，至此元素周期表的七个周期均已填满。下列关于Og的说法错误的是(　　)
A．原子序数为118
B．中子数为179
C．核外电子数为118
D．Og的相对原子质量为297
答案：D
解析：Og的质量数为297，质子数为118，质子数＝核外电子数＝原子序数，中子数＝质量数－质子数，据此分析Og的原子序数为118，故A正确；中子数＝297－118＝179，故B正确；核外电子数＝质子数＝118，故C正确；Og的质量数为297，相对原子质量≈质子数＋中子数，但不能将此式子作为计算公式，故D错误。
8．放射性同位素在能源、农业、医疗、考古等方面有着广泛的应用。下列关于同位素的说法正确的是(　　)
A．H、H、H各为一种核素，它们在周期表中占有不同的位置
B．O为氧元素的一种核素，其质子数为8，中子数为18
C．铀元素有U、U、U等核素，它们互称同位素
D．考古工作者利用C衰变测定装置对文物进行年代测定和研究
答案：C
解析：H、H、H各为一种核素，质子数相同，它们在周期表中占有相同的位置，A错误；O为氧元素的一种核素，其质子数为8，中子数为10，B错误；铀元素有U、U、U等核素，它们互称同位素，C正确；C具有放射性，考古工作者利用C衰变测定装置对文物进行年代测定和研究，D错误。
9．与OH－具有相同电子总数和质子总数的微粒是(　　)
A．K＋ B．Na＋ C．F－ D．Ne
答案：C
解析　K＋的质子总数为19，电子总数为18，故A错误；Na＋的质子总数为11，电子总数为10，故B错误；F－的质子总数为9，电子总数为10，故C正确；Ne的质子总数为10，电子总数为10，故D错误。
10．核外电子层结构相同的一组粒子是(　　)
A．Mg2＋、Al3＋、Cl－、Ar B．Na＋、F－、S2－、Ne
C．K＋、Ca2＋、S2－、Ar D．Mg2＋、Na＋、Cl－、K＋
答案：C
11．下列分子中所有原子最外层都满足8电子结构的是________(填序号)。
①BeCl2　②PCl5　③SF6　④CS2　⑤CH4　⑥SiO2　⑦CF2Cl2
答案：④⑥⑦
12．A＋、B＋、C－、D、E五种粒子(分子或离子)中，每个粒子均有10个电子。已知：
①A＋＋C－===D＋E↑；②B＋＋C－===2D。
请回答：
(1)写出B＋和E反应的离子方程式：__________________________________。
(2)除D、E外，请再写出两种含10个电子的分子：________(写分子式)。
(3)除A＋、B＋外，请再写出两种含10个电子的阳离子：________。
答案：(1)H3O＋＋NH3===NH＋H2O　(2)CH4、HF(答案合理即可)　(3)Na＋、Mg2＋(答案合理即可)
解析：本题中五种粒子均有10个电子是解题的突破口。依据已有的元素与化合物知识可知，10电子的粒子中，原子有Ne；阴离子有N3－、O2－、F－、OH－、NH，阳离子有Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH、H3O＋；分子有CH4、NH3、H2O、HF。根据题意有：①A＋＋C－===D＋E↑，推知A＋应为NH、C－为OH－、D为H2O、E为NH3，将其结果代入②B＋＋C－===2D，推知B＋应为H3O＋。

【知识梳理】
四、元素性质与核外电子排布的关系
元素的性质与原子的核外电子排布密切相关，元素的化学性质主要取决于原子的最外层电子排布，元素的化合价的数值也与原子的电子层结构特别是最外层电子数有关。
1．化学反应的特点：原子核不发生变化，但最外层电子数可能发生变化。
2．化合价和核外电子排布的关系
(1)活泼金属在反应中，一般失去电子，表现正化合价。
(2)活泼非金属在反应中，一般得到电子，表现负化合价。
(3)化合价与得失电子的关系：失去的电子数＝正价的数值；得到的电子数＝负价的数值。
3．稳定结构与不稳定结构
(1)稳定结构：原子最外层有8个电子(He为2)处于稳定状态，既不容易失去电子又不容易得到电子，化学性质稳定(如He、Ne、Ar)。
(2)不稳定结构：原子容易失去电子或得到电子转化为最外电子层上为8(有些为2)个电子的稳定结构(如易失电子的金属元素、易得电子的非金属元素)。

[辨析]　“8电子稳定结构”的判断方法
经验规律法
①分子中的氢原子不满足8电子结构；
②一般来说，在ABn型分子中，若某元素原子最外层电子数＋|化合价|＝8，则该元素原子的最外层满足8电子稳定结构。如CO2分子中，碳元素的化合价为＋4，碳原子最外层电子数为4，二者之和为8，则碳原子满足最外层8电子稳定结构，同理知氧原子也满足最外层8电子稳定结构。

【能力达成】
1、观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答有关问题：

(1)属于离子结构示意图的是________、________(填字母，下同)。
(2)性质最稳定的原子是________，最容易失去电子的原子是________，最容易得到电子的原子是________。
(3)A、D两种元素形成的化合物在水溶液中的电离方程式：_____________________________。
(4)在核电荷数1～18的元素内，列举两个与B核外电子层排布相同的离子，写出离子的符号_______、________。
答案：(1)B　E　(2)C　D　A　(3)NaCl===Na＋＋Cl－　(4)Na＋　Al3＋(合理即可)
解析：根据结构示意图可知A是氯原子，B是氧离子，C是氖原子，D是钠原子，E是镁离子。(1)结构示意图中质子数与核外电子数不相等的是离子。(2)稀有气体元素原子最外层已达到稳定结构，性质最稳定；金属元素的原子易失去电子，非金属元素的原子易得到电子。(3)A、D两种元素形成的化合物为NaCl，NaCl在水溶液中电离出钠离子和氯离子，电离方程式为NaCl===Na＋＋Cl－。(4)核外有10个电子的离子有氧离子、氟离子、钠离子、镁离子、铝离子。

【学习效果】
1．如图所示的原子结构模型的演变图中，(1)为道尔顿实心球式原子模型，(2)为卢瑟福行星运转式原子模型，(3)为汤姆生“葡萄干面包式”原子模型，(4)为近代量子力学原子模型，(5)为玻尔轨道式原子模型。其中符合历史演变的顺序的一组为(　　)

A．(1)(3)(2)(5)(4)
B．(1)(2)(3)(4)(5)
C．(1)(5)(3)(2)(4)
D．(1)(3)(5)(4)(2)
答案：A
2．自1803年英国科学家道尔顿提出原子假说以来，人类对原子结构的研究不断深入，不断发展，通过实验事实不断地丰富、完善原子结构理论。下列关于原子结构理论的说法正确的是(　　)
A．所有的原子都含有质子、中子和电子且个数都是相等的
B．质子数决定元素的种类，中子数决定核素的种类
C．原子核对电子的吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引
D．原子中的质子、中子和电子3种基本微粒不可能进一步分成更小的微粒
答案：C
解析：H没有中子；核素由质子数和中子数共同决定；质子和中子里面还有更小的微粒——夸克。
3．下列关于原子结构的说法正确的是(　　)
A．所有的原子都含有质子、中子和电子三种基本构成微粒，且个数都是相等的
B．质子数决定元素的种类，中子数决定核素的种类
C．原子核对电子吸引作用的实质是原子核中的质子对核外电子的吸引
D．原子中的质子、中子和电子三种基本构成微粒不可能再进一步分成更小的微粒
答案：C
解析：氢原子H的原子核内没有中子，核素种类是由质子数和中子数共同决定的，A、B项错误；原子核对核外电子的吸引作用就是质子对电子的吸引，C项正确；以发展的观点分析，原子中的基本构成微粒有可能再进一步分成更小的微粒，如科学家研究发现了质子和中子里面还有更小的微粒——夸克，D项错误。
4．YBa2Cu8Ox(Y为钇元素)是磁悬浮列车中的重要超导材料，下列关于Y的说法中不正确的是(　　)
A．质量数是89
B．中子数与质子数之差为50
C．核外电子数是39
D.Y和Y是两种不同的核素
答案：B
解析：对于原子Y，其质子数为39，质量数为89，中子数为89－39＝50，中子数与质子数之差为50－39＝11，核外电子数为39。Y和Y的质子数相同而中子数不同，是两种不同的核素，互为同位素。
5．某元素的阳离子Rn＋，核外共有x个电子，原子的质量数为A，则该元素原子的中子数为(　　)
A．A－x－n B．A－x＋n C．A＋x－n D．A＋x＋n
答案：A
解析：质量数＝质子数＋中子数，因此要求中子数必须先要知道质量数和质子数。阳离子Rn＋中质子数等于阳离子的核外电子数加上阳离子所带的正电荷数，所以，该原子的中子数为A－(x＋n)＝A－x－n。
6．已知R2＋核内共有N个中子，R的质量数为A，确定m g R2＋中含有电子的物质的量为(　　)
A. mol B. mol
C. mol D. mol
答案：C
解析：R2＋核外电子数为A－N－2，m g R2＋的物质的量为＝ mol，m g R2＋中含有电子的物质的量为(A－N－2) mol。
7．已知阳离子R2＋核外有a个电子和b个中子。表示R原子符号正确的是(　　)
A.R B.R
C.R D.R
答案：C
解析：阳离子R2＋核外有a个电子，阳离子的质子数＝核外电子数＋离子所带电荷数＝a＋2，质量数＝质子数＋中子数＝a＋2＋b，所以R原子可表示为R，C正确。
8．许多核素有着重要的应用，例如238Pu可作为热源材料，235U是核反应堆的重要原料，2H可用作环境分析指示物等。下列有关说法正确的是(　　)
A．235U和238U是同一种核素
B．238Pu与239Pu的核外电子数不相同
C．238Pu与238U在元素周期表中的位置相同
D．2H＋结合OH－的能力与1H＋的相同
答案：D
解析：235U和238U所含质子数相同，中子数不同，是同种元素的不同核素，A项错误；238Pu与239Pu是同种元素的不同核素，核内质子数相同，则核外电子数相同，B项错误；238Pu与238U是质量数相同的不同核素，核内质子数不同，在元素周期表中的位置不同，C项错误；2H＋与1H＋均为氢离子，二者化学性质相同，结合OH－的能力相同，D项正确。
9.某元素的一种同位素X的原子质量数为A，含N个中子，它与1H原子构成HmX分子。在a g HmX中所含质子的物质的量是(　　)
A.(A－N＋m) mol B.(A－N) mol
C.(A－N) mol D.(A－N＋m) mol
答案：A
解析：　

10．原子、元素、核素、同位素等都属于重要的化学基本概念。现有8种化学符号，分别为H、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg，按要求填空。
(1)涉及的核素共有________种。
(2)互为同位素的是________和________。
(3)质量数相等，但不能互称为同位素的是______和________。
(4)中子数相等，但质子数不相等的是________和________。
答案：　(1)8　(2)Li　Li　(3)C　N　(4)Na　Mg
解析：　(1)一种核素就是一种原子。在这8种化学符号中，H2涉及的核素是H，其余的7种各为一种核素的符号。(2)同位素研究的对象是原子，Li和Li的质子数都是3，中子数分别是3和4，它们互为同位素。H和H互为同位素，但H2是分子而不是原子，所以H和H2不互为同位素。(3)质量数相等的是C与N，但C的质子数是6，属于碳元素，N的质子数是7，属于氮元素，所以C与N的质量数相等，但不能互为同位素。(4)Na、Mg的质子数分别是11和12，根据“质量数＝质子数＋中子数”可知，Na、Mg的中子数都是12。
11．X用表示原子。请回答下列问题：
(1)一个AXn＋有(A－x＋n)个中子，则该阳离子的核外电子数为________。
(2)一个AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数N＝________。
(3)下列分子中，中子总数为24的是________(填序号)。
A．18O3 B．2HO2
C．14N16O2 D．14C16O2
(4)某元素X所形成的分子X2共有三种，其相对分子质量的近似整数值分别为158、160、162，分子数目之比为a∶b∶c。
①X元素有________种核素。
②质量数较小的核素的原子个数百分含量为________。
答案：　(1)x－2n　(2)A－x＋n　(3)D　(4)①2　②×100%
解析：(1)一个AXn＋有(A－x＋n)个中子，则质子数为(x－n)，电子数为(x－2n)。
(2)一个AXn－有x个电子，X原子的质子数为(x－n)，则中子数N＝A－x＋n。
(3)18O3分子中的中子数为(18－8)×3＝30；2HO2分子中的中子数为(2－1)×2＋(17－8)×2＝20；14N16O2分子中的中子数为(14－7)＋(16－8)×2＝23；14C16O2分子中的中子数为(14－6)＋(16－8)×2＝24。
(4)2种核素X、X′形成3种双原子分子X2、XX′、X2′，所以X元素有2种核素(若有3种核素，则可形成6种双原子分子)。79X2、79X81X、81X2的分子数目之比为a∶b∶c，则79X与81X的原子数目之比为(2a＋b)∶(b＋2c)，79X的原子个数百分含量为×100%。
12．A、B、C、D都是核外电子总数为10的微粒。
(1)A为中性微粒，如果A的水溶液显碱性，则A是 (填化学式，下同)。
(2)B是带电微粒。如果B为阳离子且其水溶液能使紫色的石蕊试液变红，则B是 ；如果B为阴离子且其水溶液能使无色酚酞溶液变红，则B是 。
(3)若1个C微粒中含有5个原子核、带正电荷，则C是 。
(4)若D是带两个正电荷的单核粒子，则D的结构示意图为 。
答案：NH3 H3O＋ OH－ NH
解析：(1)中性微粒溶于水后溶液显碱性，则该微粒为NH3。(2)可使紫色石蕊试液变红，则B溶液显酸性，结合其为10电子的阳离子可知为H3O＋；使酚酞溶液变红色的溶液显碱性，结合其为10电子的阴离子可知为OH－。(3)含有5个原子核即含有5个原子，再结合10电子、阳离子等信息可知其为NH。(4)带两个单位正电荷的单核粒子是Mg2＋。
13．观察下列A、B、C、D、E五种粒子(原子或离子)的结构示意图，回答有关问题。

(1)与离子相对应的元素符号是 ，与原子相对应的离子的结构示意图是 。
(2)电子层结构相同的是 (填写代号，下同)，性质最稳定的是 ，最容易失去电子的是 ，最容易得到电子的是 。
(3)可直接相互结合形成的化合物的化学式是 。可经过得失电子后再相互结合形成的化合物的化学式是 。
(4)在核电荷数1～10的元素内，列举两个与B电子层结构相同的离子，写出离子的符号： 。
答案：(1)O、Mg 、
(2)BCE C D A
(3)MgO NaC
(4）N3－、F－
解析：(1)在五种粒子中A是Cl，B是O2－，C是Ne，D是Na，E是Mg2＋。Ne的稳定结构决定了它不易形成离子。(2)电子层结构相同，即电子层数和各个电子层上的电子数目都相同。O2－、Ne、Mg2＋都具有稳定的电子层结构，但最稳定的是Ne。(3)阳离子与阴离子可直接相互结合形成化合物；活泼金属元素的原子与活泼非金属元素的原子经过得失电子后可相互结合形成化合物；在化合物里，Na呈＋1价，Mg呈＋2价，Cl呈－1价，O呈－2价。(4)在核电荷数1～10的元素内，N原子核外共有7个电子，其中最外层上是5个，N原子得到3个电子后形成N3－，与B的电子层结构相同；F原子核外共有9个电子，其中最外层上是7个，F原子得到1个电子后形成F－，与B的电子层结构相同。
14．有A、B、C三种元素，核电荷数均小于18。已知A元素原子的核电荷数大于B元素原子的核电荷数，但两种元素的原子具有相同数目的电子层，A元素最外层电子数为B元素的两倍，A元素原子第三层电子数为第一层电子数的三倍，C元素原子的核电荷数是电子层数的4倍，其质子数为最外层电子数的6倍。请回答下列问题：
(1)A的原子结构示意图： ；A元素的名称： 。
(2)B的原子结构示意图： ；B元素的名称： 。
(3)C的离子结构示意图： ；C元素的符号： 。
答案： 硫 铝 Mg
解析：因为最内层最多容纳2个电子，又已知A元素第三层电子数是第一层电子数的3倍，所以第三层电子数为2×3＝6，则A为硫。B元素最外层的电子数为＝3，则B为铝。已知C元素原子的核电荷数是电子层数的4倍，质子数为最外层电子数的6倍，4与6的最小公倍数为12，可见该元素原子的核内质子数应为12的倍数，又因为核电荷数小于18，故为Mg元素。