第三讲物质构成的奥秘
一、知识梳理
考点一、分子与原子
1．分子
(1)概念
分子是保持物质化学性质的最小粒子。
(2)分子的基本性质
①质量和体积都很小。②分子在不停地运动。温度越高，分子运动速率越快。③分子之间有间隔。④同种物质的分子化学性质相同，不同种物质的分子化学性质不同。
(3)相对分子质量
化学式中各原子的相对原子质量的总和。
(4)分子观点的应用
①运用分子观点解释生活中常见的现象：我们可用分子来解释物质的扩散、溶解、蒸发、挥发等现象；用分子间的间隙解释物质的“三态”变化等。
②运用分子观点解释概念
a．物理变化和化学变化
由分子构成的物质，发生物理变化时分子本身未变，发生化学变化时分子本身发生了变化，变成了其他物质的分子。如：水变成水蒸气，水分子本身没有变，只是分子间的间隔变大，这是物理变化；水通直流电，水分子发生了变化，生成了氢分子和氧分子，这是化学变化。
b．纯净物和混合物
由同种分子构成的物质是纯净物，如水是由水分子构成的，它的组成和性质是固定的；不同种分子构成的物质是混合物，如空气是由氮气分子、氧气分子等构成的，它的组成不固定，混合物中各物质仍保持各自原来的性质。
温馨提示分子是保持物质化学性质的一种微粒，而不是唯一微粒。由分子构成的物质，保持该物质化学性质的最小微粒是分子；由原子构成的物质，保持该物质化学性质的最小微粒是原子。
2．原子
(1)概念
原子是化学变化中的最小粒子。
(2)原子的性质
①原子的体积和质量都很小。②原子在不断运动。③原子之间有一定的间隔。④原子在化学变化中不可再分，只是重新组合。
(3)结构
(4)核外电子的排布
核外电子的分层排布可用原子结构示意图表示
(5)相对原子质量
①相对原子质量的定义
以碳12(含有6个质子和6个中子的碳原子)的实际质量的1/12为标准，其他原子的质量与它相比较所得的比值，即为该原子的相对原子质量。
②求算公式
相对原子质量＝
③原子的近似相对原子质量
近似相对原子质量＝质子数＋中子数
3．离子
(1)离子的概念：带电荷的原子或原子团叫做离子。带正电荷的原子叫做阳离子，带负电荷的原子叫做阴离子。
(2)离子的形成：根据原子核外最外层电子排布的特点可知，金属元素的原子易失去电子形成阳离子；非金属元素的原子易得到电子形成阴离子。
原子失去电子阳离子 原子得到电子阴离子
(3)表示的意义
温馨提示(1)原子不一定比分子小。如汞原子不论是质量还是体积都比氢分子大，但由原子构成的分子，原子则比其构成的分子小。
(2)质子数相同的粒子不一定属于同一种元素，如氖原子(Ne)和水分子(H2O)。
考点二、物质的组成
1．元素
(1)元素定义
元素是具有相同核电荷数(即核内质子数)的一类原子的总称。
(2)地壳中元素的含量(质量分数)占前四位的是氧、硅、铝、铁。
(3)元素符号的意义
①
②对于单质是由单原子构成的，还表示一种单质。
例如：Fe
③元素符号前面加上的数字，只能表示几个原子，如：2N只能表示两个氮原子。
2．元素周期表
(1)元素周期表的结构：共有7个横行，18个纵行。每一个横行叫做一个周期，每一个纵行叫做一个族(8、9、10三个纵行共同组成一个族)。
(2)原子序数：为了便于查找，元素周期表按元素原子核电荷数递增的顺序给元素编了号，叫做原子序数。原子中，原子序数＝核电荷数＝质子数＝核外电子数。
(3)元素周期表中对金属元素、非金属元素用不同的颜色做了区分，并标明了元素的相对原子质量。
(4)每一格(以氢元素为例)
二、例题与解题思路方法归纳
考点一、分子和原子
1.构成物质的微粒：分子、原子、离子。
2.微观粒子的性质：“小”、“动”、“间”、“同”。
注意：物质受热膨胀是微粒间的间隔变大，不是微粒的体积变大。
3.分子可分，原子不可分（必须是在化学变化中）。
例题1．（重庆）我国“辽宁号”航母甲板上涂有耐高温、耐磨的碳化硅（SiC）涂层，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，则构成碳化硅的粒子是（
）
A．分子B．原子C．离子D．中子
分子、原子、离子、元素与物质之间的关系．
解：金刚石是由原子直接构成的，碳化硅的结构类似于金刚石的结构，故构成碳化硅的粒子是原子．
故选B．本题考查的是物质的微观构成粒子的知识，要善于从题干中发现有用的解题信息并且做出解答．
例题2．（咸宁）构成物质的粒子有分子、原子和离子，有关这三种粒子的说法错误的是（
）
A．分子和原子都在不断运动，而离子是静止的B．同种原子可能构成不同种分子
C．同一元素的两种粒子，其原子核内质子数一定相同
D．当原子失去或者得到电子后，其性质发生了改变
考点：分子的定义与分子的特性；原子的定义与构成；分子和原子的区别和联系；原子和离子的相互转化．
解：A、构成物质的微粒都在不停地运动，分子和原子都在不断运动，而离子也是运动止的，故错误；
B、分子是由原子构成的，同种原子可能构成不同种分子，如氧原子可以构成氧分子和臭氧分子，故正确；
C、元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，决定元素种类的是质子数（即核电荷数），若两种原子属于同种元素，它们的原子核内的质子数一定相同，故正确；
D、当原子失去或者得到电子后，变成了离子，性质发生了改变，故正确．
答案：A
点评：本题难度不大，掌握元素的概念和不同种元素之间的本质区别是质子数不同、单质的特征等并能灵活运用即可正确解答本题。
例题3．（湖州）提起压在容器中水面上方的活塞，容器中的水发生汽化，如图所示．下列选项中，最能表示水汽化后相同空间内粒子分布的是（
）
考点：分子的定义与分子的特性．解：分子之间的间隔决定物质的状态，当由液态变为气态时，分子之间的间隔增大，但分子组成不变，故符合此条件的只有C．
考点二、粒子结构示意图。
要点剖析：微粒结构示意图是常考点，依据题给粒子结构示意图，进行考查：
1.判断原子、离子（阴离子、阳离子）
区分原子和离子的主要根据质子数和电子数的关系。
原子：质子数=核外电子数。阳离子：质子数＞核外电子数。
阴离子：质子数＜核外电子数。
2.依据粒子结构示意图得出一些基本信息
（1）该粒子的质子数。（2）该元素的种类。
（3）该元素的原子核外电子层数。
3.判断几种粒子是否属于同一种元素
关键看粒子的质子数是否相等。质子数相等则为同一种元素。
4.最外成电子数与化学性质的关系
（1）该粒子是否具有相对稳定结构。
判断相对稳定结构主要看最外层电子数是否为8（只有一个电子层时为2）。
（2）元素的原子在化学反应中得失电子情况
最外层电子数＜4，易失电子。
最外层电子数＞4，易得电子。
（3）判断是否具有相似的化学性质
对原子而言，最外层电子数相等的原子化学性质相似（氦除外）
例题4．（济南）如图是四种微粒结构示意图，下列有关各微粒的说法中，错误的是（
）
A．①的化学性质比较稳定B．③④属于同种元素
C．④是一种阴离子D．②容易得到电子
原子结构示意图与离子结构示意图．
解：A、①的最外层电子数为8，化学性质比较稳定，故选项说法正确．
B、元素是质子数（即核电荷数）相同的一类原子的总称，决定元素种类的是质子数（即核电荷数），③④的质子数相同，属于同种元素，故选项说法正确．
C、④质子数=11，核外电子数=10，质子数＞核外电子数，为阳离子，故选项说法错误．
D、②的最外层电子数是7，大于4，在化学反应中易得到1个电子而形成阴离子，故选项说法正确．
故选：C．本题难度不大，考查学生对粒子结构示意图及其意义的理解，明确粒子中核内质子数和核外电子数之间的关系是解题的关键．
例题5.（青岛）根据如图有关信息判断，下列说法错误的是（
）
A．在元素周期表中，镁元素和硫元素属于同一周期
B．镁离子核内有12个质子
C．在化学反应中，硫原子容易失去2个电子
D．硫元素的原子序数为16
原子结构示意图与离子结构示意图；元素周期表的特点及其应用．
解：A、由镁元素和硫元素的原子结构示意图，它们的原子核外电子层数均为3，在元素周期表中镁元素和硫元素属于同一周期，故选项说法正确．
B、由镁原子结构示意图中，圆圈内的数字是12，该元素原子核内有12个质子，最外层电子数是2，在化学反应中易失去2个电子而形成阳离子，核内质子数不变，镁离子核内有12个质子，故选项说法正确．
C、硫原子的最外层电子数是6，在化学反应中易得到2个电子而形成阴离子，故选项说法错误．
D、根据元素周期表中的一格可知，左上角的数字为16，表示原子序数为16，故选项说法正确．
故选：C．
本题难度不大，灵活运用元素周期表中元素的信息（原子序数、元素符号、元素名称、相对原子质量）、原子结构示意图的含义是正确解答本题的关键．
例题6．（株洲）如图中A、B、C、D是四种粒子的结构示意图．请回答下列问题：
（1）A中x=
；A粒子的化学式是
．
（2）由B粒子的结构示意图可知，B粒子的名称是
．
（3）以上四种结构示意图所表示的粒子中，表示离子的是
（填字母代号）．
考点：原子结构示意图与离子结构示意图．
解：（1）粒子核外第一层上有2个电子，则x=2；A粒子质子数=16，核外电子数=18，质子数＜核外电子数，为带2个单位负电荷的硫离子，其离子符号为：S2﹣．
（2）由B粒子的结构示意图可知，质子数=核外电子数=13，为铝原子．
（3）图中四种结构示意图所表示的粒子中，A质子数=16，核外电子数=18，质子数＜核外电子数，为阴离子；B质子数=核外电子数=13，为原子；C质子数=核外电子数=8，为原子；D质子数=9，核外电子数=10，质子数＜核外电子数，为阴离子．
故答案为：（1）2；S2﹣；（2）铝原子；（3）AD．
点评：本题难度不大，考查学生对粒子结构示意图及其意义的理解，明确粒子中核内质子数和核外电子数之间的关系是解题的关键．
例题7．（荆州）某粒子的结构示意图为
（其中n≠0），请回答下列问题．
（1）n的最大值为
．
（2）若该粒子带两个单位的负电荷，则其对应的化学符号为
；由+6价的该元素形成的常见酸的化学式为
．
（3）若m﹣n=10，则该粒子对应的常见金属元素有
（写元素符号）．
考点：原子结构示意图与离子结构示意图．
解：（1）原子的最外层电子最多是8个，故n的最大值是8，故填：8；
（2）该粒子带两个单位的负电荷，则是得2个电子形成的，故原子核内的质子数是16，表示的是硫离子，由+6价的该元素形成的常见酸是硫酸，故填：S2﹣，H2SO4；
（3）m﹣n=10，则m=10+n，表示的是原子，常见的金属元素是钠、镁、铝，故填：Na、Mg、Al．
点评：本题考查的是原子结构示意图的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行．
考点三、元素。
要点剖析：考查时，常涉及：1.决定元素种类的是质子数。
2.元素只论种类，不论个数。如“3H”表示3个氢原子。
3.考查地壳中元素的含量时要注意认清最多的是“金属”、“非金属”还是“非金属固体”元素。
4.物质成分中指的是元素。
例题8、（云南昆明）某运动型饮料的成分含量如右图所示，其中的钾、钙、钠指的是（）
A．单质B．原子C．元素D．分子
单质、元素、分子、原子
：某运动型饮料的成分含量中的“钾、钙、钠”不是以单质、分子、原子等形式存在，这里所指的“钾、钙、钠”是强调存在的元素，与具体形态无关。
C本题元素与原子的区别，成分含量中的“钾、钙、钠”不是以单质、分子、原子等形式存在，通常是指元素。也是同学们常错题。
考点四、元素周期表。
要点剖析：考查的角度主要有：
1.元素周期表中一格的理解：元素名称、元素符号、核电荷数、相对原子质量。
注意：相对原子质量的单位是“1”，一般省略不写。
2.质子数、中子数、核电荷数、原子序数、核外电子数、相对原子质量的关系：
质子数=核电荷数=原子序数=核外电子数；
相对原子质量=质子数+中子数
3.同一周期元素，电子层数相同，最外层电子数逐渐增加；同一纵行的元素，原子最外层电子数相同，化学性质相似。
4、金属元素与非金属元素的判断，“钅”字旁的都是金属元素；“气”、“石”、“氵”字旁的是非金属元素。
例题9．（益阳）人教版九年级化学上册教材图3﹣12部分原子的结构示意图如下：
请回答：（1）氧元素与硫元素化学性质相似的原因是
；
（2）写出11号和17号元素组成化合物的化学式 ；
（3）同一周期（横行）的原子结构示意图具有共同的特点是 （任写一点）．
考点：原子结构示意图与离子结构示意图；核外电子在化学反应中的作用．
解：（1）由于元素的性质主要由最外层的电子数决定的，氧元素与硫元素化学性质相似的原因是：两种原子的最外层电子数相同；
（2）原子序数为11元素为钠元素，原子序数为17的元素为氯元素，钠为+1价，氯为﹣1价，故组成化合物的化学式为NaCl．
（3）由原子结构示意图的特点可以看出，同一周期（横行）的原子结构示意图具有共同的特点是电子层数相同等．
故答为：（1）两种原子的最外层电子数相同；（2）NaCl；（3）电子层数相同；
点评：本题难度不大，考查学生对原子结构示意图及其意义的理解，了解原子结构示意图的意义是正确解题的关键．
易错剖析
易错点一：原子结构中各粒子的关系及相对原子质量与粒子数目关系不清
例题10、科学家计划用质子数为20的钙离子，轰击核电荷数为98的锎元素，使两元素的原子核合在一起，合成质子数为的新元素。对此，下列理解正确的是(
)。
A．新元素的原子核外电子数为98
B．新元素的核电荷数为
C．新元素的相对原子质量为
D．变化过程中元素种类没有发生改变
解析：在原子中，核电荷数＝质子数＝核外电子数，故新元素的核电荷数和核外电子数均为，A错误，B正确；由相对原子质量≈质子数＋中子数，新元素原子的质子数为，相对原子质量不可能为，C错误；变化过程中质子数发生变化，元素种类发生变化，D错误。
答案：B
误区警示解答此类题目的关键是弄清构成原子的各粒子间以及它们与相对原子质量的关系，即核电荷数＝质子数＝核外电子数，近似相对原子质量≈质子数＋中子数。有些同学在解题时易将它们弄混，如把质子数当成相对原子质量等。
易错点二：宏观与微观分不清
例题11下列有关二氧化碳的说法正确的是(
)。
A．二氧化碳(CO2)由一个碳原子和两个氧原子构成
B．二氧化碳是由碳和氧气组成的
C．二氧化碳是由一个碳元素和两个氧元素组成的
D．二氧化碳是由碳元素和氧元素组成的
解析：二氧化碳由二氧化碳分子构成，一个二氧化碳分子是由一个碳原子和两个氧原子构成的；二氧化碳是纯净物，而纯净物只能由一种物质组成；元素是宏观概念，只讲种类，不讲个数。
答案：D
误区警示A的错误在于将“二氧化碳”这
一宏观概念用微观概念“原子”来描述；C中的错误在于元素讲个数。解答此类题目的关键是弄清物质、元素、分子、原子之间的对应关系。
一、选择题
1.下列物质由原子直接构成的是()
A.氧气B.金刚石C.氯化钠D.水
2.下列有关分子、原子、离子及元素的说法错误的是（
）
A．氧分子是保持氧气化学性质的最小微粒B．原子不可再分
C．氯化钠是由钠离子和氯离子构成的D．不同种元素最本质的区别质子数不同
3.下列符号表示两个氢原子的是（）
A．H+B．2HC．H2D．2H2
4．从分子的角度分析并解释下列现象，不正确的是（）
A．端午时节粽飘香——分子在不停地运动
B．干冰升华变为气体，所占体积变大——气体分子变大
C．晴天湿衣服比阴天干得快——晴天气温高，分子运动速率快
D．L氧气加压后可装入容积为40L的钢瓶中——分子间有间隔
5.某粒子的结构示意图如图所示，该粒子属于（）
A．原子B．阳离子C．阴离子D．分子
6.某粒子结构示意图，下列说法错误的是（
）
A．该粒子具有相对稳定结构
B．该粒子的质子数为16
C．该粒子是一种非金属元素的离子
D．该粒子是一种原子
7．宇宙飞船上的天线是由钛镍形状记忆合金制造的，右图为钛在元素周期表中的信息，下列所获取的信息中错误的是（）
A．钛的核电荷数为22B．钛的元素符号为Ti
C．钛是一种金属元素D．钛的相对原子质量为47.87g
8.元素周期表是学习化学的重要工具．如图是元素周期表中的一个单元格和访原子的结构示意图．以下说法中错误的是（
）
A．该元素在元素周期表中位于第三周期B．该原子核内有20个质子
C．该元素名称为“钙”，相对原子质量为40.08
D．在化学反应中，该原子容易失去最外层的两个电子
二、填空与简答
9．（·湖南株洲)如图中A、B、C、D是四种粒子的结构示意图，请回答下列问题：
(1)以上四种结构示意图所表示的粒子中，属于非金属元素的是(填字母代号)。
(2)以上四种结构示意图所表示的粒子中，易失去电子的是(填字母代号)。
(3)C中x=。
10、元素周期表是化学学习的重要工具，依据下表回答问题：
（1）表中12号元素属于 _ （填“金属”或“非金属”）元素，在化学反应中比较容易
（填“失去”或“得到”）电子，形成 __（填离子符号）。
（2）由11号元素与16号元素组成的常见化合物的化学式 __ 。
（3）表中同一周期原子的核外电子排布规律是
答案：1、B2、B3、B4、B5、A6、D7、D8、A
9、（1）A、B（2）C、D（3）8
10、（1）金属失去_Mg2+（2）Na2S（3）从左至右最外层电子数依次增大
三、课后自我检测
1．儿童血铅超标事件，倍受社会各界
)。
A．铅原子核内有82个质子
B．铅的相对原子质量为.2
C．铅有毒，儿童不能使用铅笔
D．铅可与稀硫酸反应，产生氢气
2．豆腐起源于安徽省淮南八公山。食用豆腐能获得人体所需要的多种氨基酸，其中含量最多的是亮氨酸(化学式：C6H13NO2)。下列有关亮氨酸的说法错误的是(
)。
A．由四种元素组成B．一个分子中含一个氧分子
C．一个分子由22个原子构成D．属于有机物
3．下列说法正确的是(
)。
A．具有相同核电荷数的一类原子总称为元素
B．原子是不能再分的最小粒子
C．分子是保持物质化学性质的唯一粒子
D．分子、原子是构成物质的粒子，而离子不是
4．请用恰当的化学用语表示下列带点部分：
(1)空气中含量最多的气体是氮气________；
(2)加碘食盐中的“碘”是指碘元素________；
(3)铯(Cs)原子的结构示意图为
，铯原子在化学反应中容易形成铯离子________。
5．如图是物质与其构成粒子之间的关系图。
回答下列问题：
(1)金属铁是由________(填“原子”“分子”或“离子”，下同)构成的，硫酸铜是由________构成的。
(2)原子得到或失去电子后形成离子。某粒子的结构示意图为
①当a＝________时，该粒子是原子。
②当a＝8时，该粒子是________(填“原子”“阳离子”或“阴离子”)，其符号为________。
(3)氯化氢是一种无色有刺激性气味的气体，走进实验室就闻到了这种气味。从分子的角度解释这种现象：____________________________________________________________________
6．下图中A、B、C、D是四种粒子的结构示意图，E是钙元素在元素周期表中的信息。
请回答下列问题：(填序号)
(1)A、B、C、D四种粒子结构示意图中，属于同种元素的粒子是________；
(2)A粒子的化学性质与B、C、D中哪一种粒子的化学性质相似________；
(3)D中x＝________；从E图中你获得的信息有________________________________(答一条)
7．A、B、C、D四种元素，A元素的原子核内只含一个质子，B是组成有机化合物不可缺少的元素，C是生物细胞中含量最高的元素，D＋离子核外有10个电子。写出A、B、C三种元素的名称或符号：A________、B________、C________；D＋离子的符号为________；A、B、C、D四种元素组成的一种化合物可用于治疗胃酸过多，其化学式为________。
8．元素周期表是我们学习和研究化学的重要工具，它的内容十分丰富。下面是元素周期表的部分内容，请回答下列问题：
(1)在元素周期表中，原子序数为12的元素符号是______，其原子结构示意图为
，在化学反应中该原子易______(填“得到”或“失去”)电子。
(2)写出原子序数为1、6、8、11四种元素所组成化合物的化学式______。
(3)通过分析，同一横行元素之间的排列有一定的规律，例如：
①从左到右，由金属元素逐渐向非金属元素过渡；
②从左到右，各元素原子的电子层数相同；
③________________________________________________________________________(任写一条)。
参考答案
1．C 2.B
3．A 原子在化学变化中不能再分，在化学变化范畴外还可以再分，故B错；原子也可以保持物质的化学性质，故C错；离子也可以直接构成物质，如氯化钠由Na＋、Cl－构成，故D错。
4．答案：(1)N2 (2)I (3)Cs＋
解析：氮气是由氮分子构成的，每个氮分子由2个氮原子构成，所以氮气的化学式是N2；碘的元素符号是I；Cs原子的最外层有1个电子，易失去1个电子形成带1个单位正电荷的离子。
5．答案：(1)原子 离子
(2)①10 ②阴离子 O2－
(3)氯化氢分子总是在不断地运动着
解析：(1)金属是由原子构成的，CuSO4是由Cu2＋和SO构成的；(2)在原子中，质子数等于核外电子数，a＝2＋8＝10；当a＝8时，质子数比电子数少2个，该粒子带负电，属于阴离子，符号
为O2－；(3)因为分子是在不停运动着的，所以走进实验室就能闻到HCl的气味。
6．答案：(1)A、B
(2)C[来源:Zxxk.Com]
(3)
8 这种元素的名称为钙(或该元素的元素符号为Ca等合理答案均可)
解析：属于同种元素的粒子必须具有相同的核电荷数；最外层电子数相同的原子具有相似的化学性质；由核电荷数为18可知D粒子是氩原子，稀有气体是由原子构成的，依据核内质子数等于核外电子数可求出x＝8，从E图中可得到很多信息，如该元素的名称、符号、原子序数、相对原子质量等。
7．答案：H C O Na＋ NaHCO3
解析：只含一个质子的只有氢元素；有机化合物都含有碳元素，可见B为碳元素；人体中含量最高的物质是水，而水中氧元素占8/9，所以人体中含量最多的元素为氧；D＋核外有10个电子，则D原子核内有10＋1＝11个质子，即钠元素。小苏打NaHCO3常用于治疗胃酸过多。
8．答案：(1)Mg 失去
(2)NaHCO3
(3)从左到右，元素原子的最外层电子数依次增加或从左到右，元素原子的原子序数依次增加(只要合理均可)
解析：(1)由元素周期表不难看出12号元素为Mg，它是金属元素，其最外层有2个电子，在化学反应中易失去电子；(2)原子序数为1、6、8、11的四种元素分别为H、C、O、Na，可组成NaHCO3这种物质；(3)观察上述表格我们会发现许多规律：如在每一层中从左到右元素原子的最外层电子数依次增加，原子序数也依次增加等。