(2)金属元素失去最外层电子,达到稳定结构,其最高正价为+m(m为最外层电子数)。
(3)非金属元素得到一定数目的电子,达到稳定结构,其最低负价为m-8(H为m-2),最高正价(除O、F外)为+m。
方法点拨 通过原子结构,特别是原子的最外层电子数,可以判定元素的化合价,进而推断出形成物质的原子个数比及彼此可能的连接方式,从而有利于理解物质的结构。通过原子结构,特别是原子的最外层电子数,可以判定元素化合时得失电子的能力,认识物质的氧化性和还原性。
问题·探究
问题1 英国物理学家卢瑟福设计了α粒子散射实验,准备对他的老师汤姆逊关于原子结构的"葡萄干蛋糕"原子模型进行验证。实验前先预测,如果真那样,则α粒子应该都通过"金箔"。可是结果却是:绝大多数通过;少数转向;极少数反弹。请完成下列问题:
(1)上述结果说明了原子结构的什么情况?
(2)在(1)的结论的基础上,你又会有什么联想和质疑?
思路:问题(1)要善于对实验结果进行联想和质疑。这里,还要知道,α粒子就是氦核,带正电,具有较大的能量,它的质量是电子质量的七千多倍。在此基础上,运用电性作用原理和碰撞原理便可得到解决。问题(2)是启发性联想和质疑问题,也可以是个开放性质疑问题。
探究:原子是由原子核和核外电子构成,原子核带正电荷,位于原子中心,电子带负电荷,在原子核周围空间做高速运动。
绝大部分α粒子不改变运动方向,说明穿过时没受到阻碍;少数α粒子有较大偏转,其原因是这部分α粒子受到斥力的作用,施力者不是电子,因电子质量太小,只能是有一个带正电的大质量的"物体";极少数α粒子方向改变180°,只能是带正电α粒子与大质量"物体"正碰的结果。比较绝大多数、少数、极少数,可知一定有一个体积很小的"物体"存在,并且带正电,还集中了原子的几乎全部质量。由此,得到原子核式结构的结论。
问题2 元素、原子、核素和同位素四个概念有什么区别和联系?
思路:对元素、原子、核素和同位素四个概念的比较,首先应从它们的定义入手,比较它们的区别和联系,然后再从它们的结构进行比较。它们的含义、决定因素、数量标准、相对原子质量等不同,但又有联系。
探究:元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称,其决定因素是质子数。元素是一类原子的"总称",不是微观粒子,是个宏观概念,只可以论种,不能论个,无质量数;元素的相对原子质量是由它的各种天然核素的相对原子质量与原子个数百分比计算出来的平均值。原子是具有一定质子和一定中子的单核中性微粒,它是化学变化的最小(基本)粒子;其决定因素是质子数、中子数和电子数,是微观概念,属微观粒子,可以论种类,也可以论个数。每种原子都有其相应的质量数,其相对原子质量就是用该原子的实际质量与一种的原子的实际质量的1/12相比而得到的比值。核素,其实就是一种原子。而同位素,是质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素(原子)的互称,是不同核素(原子)的一种特殊关系,其决定因素是质子数和中子数。大多数的元素都有几种核素而存在同位素关系,同位素关系的存在而导致了元素的相对原子质量是个平均值。
典题·热题
例1 已知R2+核内共有N个中子,R的质量数为A,m g R2+中含电子的物质的量为( )
A.m(A-N)/A mol B.m(A-N+2)/A mol
C.(A-N+2)/A mmol D.m(A-N-2)/A mol
解析: 由于电子质量很小,其质量可忽略不计,所以R原子的质量数=R2+离子质量数=A,故R2+的质子数Z=A-N,而阳离子R2+的核外电子数=Z-2=A-N-2,即1 mol R2+含电子