2.1-2.3 原子、分子、離子(原卷版)

2.1-2.3模型、符號的建立與作用

物質的微觀粒子模型

原子結構的模型

【思維導圖】

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一、【知識點全掌握】

二、模型與符號

1.模型

（1）模型的概念：模型是依照實物的形狀和結構按比例制成的物品，是用來顯示復雜事物或過

程的表現(xiàn)手段，如圖畫、圖表、計算機圖像等。

（2）模型的分類：

①物體的復制品；②事物變化的過程；③圖片；④數(shù)學公式、表達式或特定的詞。

（3）模型的作用：建立模型能幫助人們理解他們無法直接觀察到的事物，如科學家們經常用模

型來代表非常龐大或極其微小的事物（太陽系中的行星、細胞的細微結構等）。

2.符號

（1）符號的概念：符號是代表事物的標記。

（2）符號的作用：

①能簡單明了地表示事物。

②可以避免由于事物外形不同而引起的混亂。

③可以避免由于表達事物的文字語言不同而引起的混亂。

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二、化學模型的建立

1.模型可以是實物的模型，一可以是事件的模型，模型能表達出研究對象的基本的特征。如：

①人們用水分子結構模型來了解水分子的構成：兩個氫原子成104.5°角附在氧原子上；

比例模型棍棒模型

②分子聚集成物質。

2.分子的構成

（1）分子是由原子構成的。

（2）分子構成的描述：以分子AmBn為例，1個AmBn分子由m個A原子和n個B原子構成。

如1個H2分子由2個H原子構成；1個O2分子由2個O原子構成；1個H2O分子由2個H

原子和1個O原子構成。

3.物質的構成

（1）

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保持物質化學性質的最小粒子

分子

化學變化中可以再分的粒子

化學變化中的最小粒子

構成物質的粒子原子

構成分子的粒子

離子

（2）分子是構成物質的一種基本粒子，有的物質是由原子直接構成的，如金屬、金剛石、石

墨等。由分子構成的物質在發(fā)生物理變化時，物質的分子本身沒有變化；由分子構成的物質在

發(fā)生化學變化時，它的分子起了變化，變成了別的物質的分子。所以，分子是保持物質化學性

質的最小粒子。同種物質的分子，化學性質相同；不同種物質的分子，化學性質不同，分子不

能保持物質的物理性質。

（3）同種原子構成的物質，由于原子排列不同，可以構成不同的物質。如金剛石、石墨是由

碳原子構成的，足球烯（C60）是由C60分子構成的。

金剛石石墨C60

4.分子和原子

①保持物質化學性質最小粒子

（1）分子②化學變化中可以再分的粒子

③構成物質的一種離子

化學變化中的最小粒子

（2）原子構成分子的粒子

構成物質的一種粒子

5.區(qū)分不同的分子

（1）分子是構成物質的一種基本粒子，不同的分子構成不同的物質。由原子構成分子時：

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①相同的原子種類，不同的原子個數(shù)，能夠成不同的分子。如O2分子與O3分子、CO分子

與CO2分子、SO2分子與SO3分子等。

②相同的原子個數(shù)，不同的原子種類，也能構成不同的分子。如H2與O2、N2，H2O與

CO2、SO2，CO與N2，SO3與NH3等。

6.粒子的大小與質量

（1）分子和原子都有一定的質量和體積。

（2）原子的體積很小，原子半徑一般在10-10m數(shù)量級。

（3）分子和原子的質量也非常小。氫分子是最輕的分子，其分子質量的數(shù)量級是10-27kg。

（4）不同種類的分子和原子質量不同，體積也不同。

（5）分子的特性：①分子在不斷運動；②分子間有間隔。熱脹冷縮就是分子間間隔發(fā)生改變的

結果。

7.化學反應實質、模型的建立

（1）當水分子分解時，生成氫原子和氧原子，每兩個氫原子又結合成一個氫分子，每兩個氧原

子結合成一個氧分子。

（2）結論：①分子是由原子構成的；②物質在發(fā)生化學變化時，分子分解成原子，原子重新

組合形成新的分子。在化學變化中，分子是可以再分的，原子是不能再分的，原子是化學

變化中的最小粒子。

三、原子的構成

-27

質子：帶1個單位正電荷，質量為1.672610kg

原子核

原子（A）-27

1.ZX中子：不帶電荷，質量為1.674810kg

-31

核外電子：帶負電荷，質量為9.117610kg

2.原子是“空心球體”，原子里有“很大”的空間，電子在繞核做高速運動。

3.原子核所帶的電量和核外電子的電量相等，但電性相反，因此整個原子不顯電性。對原子而

言，核電荷數(shù)=質子數(shù)=核外電子數(shù)。

4.一般地，原子核內質子數(shù)小于或等于中子數(shù)。

5.原子的質量主要集中在原子核上。

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6.質子和中子都是由更微小的基本粒子——夸克構成的。

A

7.原子符號（ZX）中X——原子種類，Z——質子數(shù)，A——質子數(shù)與中子數(shù)之和。

四、離子

1.概念：離子是帶電荷的原子或原子團。

原子團是“原子的集團”，由幾個原子組成，在許多化學反應里作為一個整體參加反應。

2.分類：

①陽離子：帶正電荷；質子數(shù)大于電子數(shù)。

②陰離子：帶負電荷；質子數(shù)小于電子數(shù)。

五、原子和離子的比較

離子

粒子種類原子

陽離子陰離子

核內質子數(shù)=核外電子核內質子數(shù)＞核外電子核內質子數(shù)＜核外電子

粒子結構

區(qū)別數(shù)數(shù)數(shù)

粒子電性中性正電負電

得電子得電子

聯(lián)系陽離子原子陰離子

失電子失電子

【例題精析】

[例題1]（2021?衢州）2021年4月13日，日本政府正式決定將福島第一核電站的上百萬噸核污水

排入大海，多國對此表示反對。核污水中含有氚，如圖為氚原子結構示意圖，由圖可知氚原子

（）

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A．含有2個質子B．核電荷數(shù)為1

C．相對原子質量為4D．質子數(shù)和中子數(shù)相等

4

[例題2]（2021?杭州）有一種人造氫原子（可表示為1H）的原子核中有3個中子，它可以結合成

44

1H2分子。1H2分子中，下列微粒的個數(shù)不等于2的是（）

A．原子B．質子C．中子D．電子

[例題3]（2022?溫州）“原子﹣分子”學說的建立經歷了曲折的過程。

材料一：1803年，道爾頓在原子論中提出元素由微小的不可分的原子組成；不同元素的原子以簡

單數(shù)目比例形成不可再分的原子——“復雜原子”。

材料二：1809年，蓋?呂薩克認同道爾頓的原子論，并提出自己的假說：在同溫同壓下，相同體

積的不同氣體中含有相同數(shù)目的原子（包括“復雜原子”）。道爾頓反對蓋?呂薩克的假說，他認

為若該假說成立，解釋化學反應時，有些反應會推導出“半個原子”，與原子論矛盾。

材料三：1811年，阿伏加德羅提出分子學說，解決了道爾頓和蓋?呂薩克的矛盾。隨后科學家們

確立并逐步完善了“原子﹣分子”學說。

（1）1897年，湯姆生發(fā)現(xiàn)原子內有帶負電的，否定了“原子不可再分”的觀點。

（2）道爾頓原子論中“復雜原子”構成的物質，按現(xiàn)在物質的組成分類，屬于純凈物中的。

（3）依據道爾頓的原子論和蓋?呂薩克的假說，下列反應能推導出“半個原子”的是。

（可多選）

A．1升氫氣和1升氯氣化合成2升氯化氫氣體

B．2升氫氣和1升氧氣化合成2升水蒸氣

C．木炭與1升氧氣化合成1升二氧化碳

D．木炭與1升二氧化碳化合成2升一氧化碳

E．硫與1升氫氣化合成1升硫化氫氣體

[例題4]（2020?浙江）人們?yōu)榱私沂驹咏Y構的奧秘，經歷了漫長的探究過程。1911年物理學家

盧瑟福用帶正電的α粒子轟擊金屬箔。實驗發(fā)現(xiàn)：多數(shù)α粒子穿過金屬箔后仍保持原來的運動

方向，絕少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉。

（1）盧瑟福提出了原子的核式結構模型，認為原子的中心有一個很小的；

（2）當α粒子轟擊金屬箔時，圖中四條運動軌跡不可能出現(xiàn)的是（填字母）。

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[例題5]（2020?浙江）2019年諾貝爾化學獎頒發(fā)給了在鋰電池領域作出重大貢獻的吉野彰等三位

科學家，分析回答下列問題：

（1）圖甲是元素周期表中鋰元素的相關信息，可知鋰元素的原子核電荷數(shù)是。

（2）圖乙表示鋰原子轉變?yōu)殇囯x子的過程，鋰離子符號可表示為。

[例題6]（2022?湖州）微粒間的相互作用使物質的結構具有一定的層次，例如：

（1）構成水的水分子聚集在一起而不散開是因為。

（2）水分子中含有氧原子，氧原子中電子繞核運動而不離開原子核是因為。

（3）氧原子核中含有8個質子，每個質子都帶1個單位正電荷，為什么這些質子聚集在一起而

不散開，請你提出一個合理的猜測。

[例題7]（2020?衢州）用高能粒子轟擊原子核是研究微觀粒子的一種方法。1934年，意大利科學

家費米用中子轟擊鈾原子（質子數(shù)為92，元素符號為U），得到了一種質量增加的原子，他公

開宣布發(fā)現(xiàn)了93號元素，被科學界認可，從而獲得了諾貝爾物理學獎。

1938年，德國科學家哈恩在重復費米的實驗后，發(fā)現(xiàn)費米實驗中得到的是56號鋇元素，并用圖

示模型來定義這一變化。費米知道后，立即重復哈恩的實驗，結果證實自己錯了，費米坦率地檢

討并糾正了錯誤。

（1）費米用中子轟擊鈾原子，不可能增加鈾原子的數(shù)，所以得不到93號元素。

（2）結合材料分析，以下觀點正確的是。

A.面對前人的觀點要敢于質疑

B.科學結論的得出要依據客觀事實

C.對科學的認識是一個不斷修正、完善的過程

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【習題鞏固】

一．選擇題（共14小題）

1．下列各項中，不屬于模型的是（）

?

．ρ=密度公式．甲烷分子結構

A?B

C．北京冬奧會會徽D．空氣成分

2．下列各組微粒中，含有相同質子數(shù)和電子數(shù)的組是（）

3++

A．Al、AlB．K、NH3C．N2、COD．NO、CO2

3．英國理論物理學家保羅?狄拉克在1928年通過數(shù)學方法預言了反粒子的存在，他認為每一種粒子

都應有一個和它質量、帶電量相等，而電性卻正好相反的反粒子存在。近年來，夏威夷聯(lián)合天文

++

中心的科學家在宇宙深處發(fā)現(xiàn)H3離子，據此推測反H3離子的結構是（）

A．由三個帶正電荷的質子與兩個帶正電荷的電子構成

B．由三個帶負電荷的質子與兩個帶正電荷的電子構成

C．由兩個帶正電荷的質子與三個帶負電荷的電子構成

D．由兩個帶負電荷的質子與三個帶正電荷的電子構成

4．醫(yī)學上用碘的同位素治療甲亢已非常普遍。從1942年第一例放射性元素碘﹣131治療甲亢以來

有效性和安全性就得到了充分的證實。已知碘﹣131原子的核電荷數(shù)為53，中子數(shù)為78，則該原

子核外電子數(shù)為（）

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A．25B．53C．78D．131

5．同位素標記可以追蹤有關反應中有關原子的去路，16O與18O是氧的二種同位素原子。1939年，

1816

美國科學家魯賓和卡門利用某種植物，采用同位素標記法進行了如下實驗：第一組：H2O+CO2

18161816

→某種植物→O2，第二組：H2O+CO2→某種植物→O2．關于該實驗，有關敘述不正確的

是（）

A．實驗目的是為了研究光合作用制造的氧來自于水還是二氧化碳

B．第二組實驗是沒必要做的

C．16O與18O兩種原子質子數(shù)相同，中子數(shù)不同，化學性質相同

D．為了得到科學結論，此實驗應該在密閉的容器里進行，重復多次

6．月球氦﹣3是在宇航員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，該物質可以與氘

一同參與核聚變反應堆反應，釋放出大量能量。如圖是氦﹣3原子結構示意圖，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)3

7．我們考試填涂答題卡專用的2B鉛筆如圖甲，其筆芯主要成分是石墨和黏合劑，石墨由碳原子直

接構成，碳原子結構模型如圖乙所示，下列有關說法正確的是（）

A．中子的質量相對于帶電的質子和電子，可以忽略

B．所有原子中，質子數(shù)＝中子數(shù)＝核外電子數(shù)

C．質子和中子由更小的、不能再分的夸克構成

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D．原子核內質子帶正電，核外電子帶負電

8．如圖甲是盧瑟福用帶正電的a粒子轟擊金屬箔而產生散射的實驗，在分析實驗結果的基礎上，他

提出了如圖乙所示的原子核式結構。下列說法中錯誤的是（）

A．通過該實驗可知原子內部絕大部分是空的

B．a粒子可能是某種原子的原子核

C．原子核式結構模型完美地揭示了原子真實的結構

D．盧瑟福在研究過程中采用了模型法

9．為了探究宇宙起源，“阿爾法磁譜儀”（AMS）將在太空中尋找“反物質”。所謂“反物質”是由

“反粒子”構成的。“反粒子”與其對應的正粒子具有相同的質量和相同的電荷量，但電荷的符

號相反，則反氫原子是（）

A．由1個帶負電荷的反質子和1個帶正電荷的反電子構成

B．由1個帶負電荷的反質子和1個帶負電荷的反電子構成

C．由1個不帶電荷的中子和1個帶正電荷的反電子構成

D．由1個帶正電荷的質子和1個帶負電荷的電子構成

10．有3種不同的原子，甲原子核內有8個質子和9個中子，乙原子核內有8個質子和8個中子，

丙原子核內有7個質子和8個中子．下列說法正確的是（）

A．甲和乙是同一種元素B．甲和乙的核電荷數(shù)不同

C．乙和丙核外電子數(shù)相等D．乙和丙互為同位素原子

11．如圖是盧瑟福將帶正電的a粒子流轟擊金箔上出現(xiàn)散射的實驗示意圖。以下是根據該實驗現(xiàn)象

作出的推斷，不合理的是（）

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A．絕少數(shù)a粒子向兩側偏轉，說明原子中心的“核”帶正電

B．絕少數(shù)a粒子偏轉的角度很大，說明原子“核”外有帶負電的電子

C．絕大多數(shù)a粒子仍沿原來方向穿過，說明原子中絕大部分是“空”的

D．絕少數(shù)a粒子被反彈回來，說明原子中心有一個體積小而質量大的“核”

12．臭氧（O3）、二氧化氯（ClO2）、雙氧水（H2O2）等物質都是生產、生活中常用的消毒劑，這三

種物質都含有（）

A．氧分子B．氧離子C．氧氣D．氧元素

13．關于分子、原子、離子的下列說法中，錯誤的是（）

A．分子、原子、離子都是在不斷運動的粒子

B．分子是由原子構成的一種粒子

C．分子、原子、離子都是不顯電性的粒子

D．分子、原子、離子都是構成物質的基本粒子

14．構成物質的粒子有分子、原子、離子等。下列敘述不正確的是（）

A．從分子的角度看，糖水和水的本質區(qū)別在于前者含有多種分子，后者只含一種分子

B．金剛石、石墨、C60都是由碳元素組成的單質，保持它們化學性質的最小粒子都是碳原子

C．氧氣和臭氧都由氧元素組成，但二者化學性質差異很大，是由于構成它們的分子不同

D．二氧化硫、液氧都是由分子構成的，氦氣、鐵水都是由原子構成的，碳酸鈣則是由離子構成

的

二．填空題（共2小題）

15．對原子結構模型的形成，湯姆生、盧瑟福和玻爾等科學家做出了突出貢獻。請根據所學完成下

列有關問題。

（1）湯姆生發(fā)現(xiàn)了原子中存在一種帶負電荷的粒子，證明了原子是可以再分的。湯姆生發(fā)現(xiàn)的

粒子是。

（2）1911年，盧瑟福等人進行了α粒子（α粒子是帶兩個單位正電荷的氫原子核）散射實驗，

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為建立現(xiàn)代原子理論打下了基礎、如圖A、B、C、D四條線中，不可能是α粒子在該實驗中的運

動軌跡的是。

16．人類對原子結構的認識永無止境。請根據所學知識回答：

（1）認為原子的模型是“不可再分的實心球體”，湯姆生認為原子是“嵌著葡萄干的面

包”，如今這些觀點均（填“正確”或“錯誤”）的。

（2）盧瑟福進行α粒子散射實驗后，認為原子是“行星模型”，即原子是由帶電荷的原子核和

構成。如圖甲是盧瑟福用α粒子轟擊原子而產生散射的實驗，在分析實驗結果的基礎上，他提出

了圖乙所示的原子核式結構，盧瑟福的這一研究過程是一個。

A.建立模型的過程

B.得出結論的過程

C.提出問題的過程

D.驗證證據的過程

（3）盧瑟福在α散射實驗中