1、 HIV-1 原子模型 “人免疫缺陷病毒-1”（HIV-1，最主要的艾滋病病毒）含有一个 包裹着病毒 RNA 基因组的球形衣壳。随着逆转录病毒的成熟，衣壳 通过衣壳蛋白 CA 的自然低聚反应而形成。利用“冷电子显微镜”和“冷 电子断层扫描”方法，结合“全原子、大尺度分子动态模拟”，Gongpu Zhao 等人确定了 HIV-1 衣壳的一个完整原子结构。 所获得的结构模型 显示了衣壳形成、稳定性和病毒感染性所必需的元素。特别令人感兴 趣的是， CA 蛋白羧基端部区域之间在一个新颖的“三倍界面”中的憎水 相互作用，这似乎是成熟衣壳的一个独有特征，以前被认为可能是一 个有吸引力的治疗目标。如图所示为
2、处于病毒包膜内、具有六聚和五 聚组合单元的“人免疫缺陷病毒-1”衣壳的一个原子模型。 一、一、模型与符号模型与符号 1. 模型模型 （1）模型的概念：模型是依照实物的形状和结构按比例制成的物品，是用来显示复杂事物或过程的表 现手段，如图画、图表、计算机图像等。 （2）模型的分类： 物体的复制品； 事物变化的过程； 图片； 数学公式、表达式或特定的词。 （3）模型的作用：建立模型能帮助人们理解他们无法直接观察到的事物，如科学家们经常用模型来代 表非常庞大或极其微小的事物（太阳系中的行星、细胞的细微结构等） 。 2. 符号符号 （1）符号的概念：符号是代表事物的标记。 （2）符号的作用： 能简单明
3、了地表示事物。 可以避免由于事物外形不同而引起的混乱。 模型与符号 知识梳理 衔接导入 可以避免由于表达事物的文字语言不同而引起的混乱。 二、二、化学模型的建立化学模型的建立 1. 模型可以是实物的模型，一可以是事件的模型，模型能表达出研究对象的基本的特征。如： 人们用水分子结构模型来了解水分子的构成：两个氢原子成 104.5角附在氧原子上； 比例模型 棍棒模型 分子聚集成物质。 2. 分子的构成分子的构成 （1）分子是由原子构成的。 （2）分子构成的描述：以分子 AmBn为例，1 个 AmBn分子由 m 个 A 原子和 n 个 B 原子构成。 如 1 个 H2分子由 2 个 H 原子构成；1
4、 个 O2分子由 2 个 O 原子构成；1 个 H2O 分子由 2 个 H 原子和 1 个 O 原子构成。 3. 物质的构成物质的构成 特别提醒：特别提醒： 一个模型可以是一幅图、一张表或计算机图像，也可以是一个复杂的对象或过程的示意。 在某种意义上说符号也是一种模型。 （1） 离子 构成分子的粒子 化学变化中的最小粒子 原子 粒子化学变化中可以再分的 小粒子保持物质化学性质的最 分子 构成物质的粒子 （2）分子是构成物质的一种基本粒子，有的物质是由原子直接构成的，如金属、金刚石、石墨等。由 分子构成的物质在发生物理变化时， 物质的分子本身没有变化； 由分子构成的物质在发生化学变化时， 它的分
5、子起了变化，变成了别的物质的分子。所以，分子是保持物质化学性质的最小粒子。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，分子不能保持物质的物理性质。 （3）同种原子构成的物质，由于原子排列不同，可以构成不同的物质。如金刚石、石墨是由碳原子构 成的，足球烯（C60）是由 C60分子构成的。 金刚石 石墨 C60 4. 分子和原子分子和原子 （1） 构成物质的一种离子 的粒子化学变化中可以再分 小粒子保持物质化学性质最 分子 （2） 构成物质的一种粒子 构成分子的粒子 化学变化中的最小粒子 原子 5. 区分不同的分子区分不同的分子 （1）分子是构成物质的一种基本粒子，不同的分子构
6、成不同的物质。由原子构成分子时： 相同的原子种类，不同的原子个数，能够成不同的分子。如 O2分子与 O3分子、CO 分子与 CO2 分子、SO2分子与 SO3分子等。 相同的原子个数，不同的原子种类，也能构成不同的分子。如 H2与 O2、N2，H2O 与 CO2、SO2， CO 与 N2，SO3与 NH3等。 6. 粒子的大小与质量粒子的大小与质量 （1）分子和原子都有一定的质量和体积。 （2）原子的体积很小，原子半径一般在 10-10m 数量级。 （3）分子和原子的质量也非常小。氢分子是最轻的分子，其分子质量的数量级是 10-27kg。 （4）不同种类的分子和原子质量不同，体积也不同。 （5
7、） 分子的特性： 分子在不断运动； 分子间有间隔。 热胀冷缩就是分子间间隔发生改变的结果。 7. 化学反应实质、模型的建立化学反应实质、模型的建立 （1）当水分子分解时，生成氢原子和氧原子，每两个氢原子又结合成一个氢分子，每两个氧原子结合成 一个氧分子。 （2）结论： 分子是由原子构成的； 物质在发生化学变化时，分子分解成原子，原子重新组合 形成新的分子。在化学变化中，分子是可以再分的，原子是不能再分的，原子是化学变化中的最 小粒子。 三、原子的构成三、原子的构成 1. kg101176. 9 kg106748. 1 kg106726. 11 31- 27- 27- 质量为核外电子：带负电荷，
8、 为中子：不带电荷，质量 个单位正电荷，质量为质子：带 原子核 ）原子（ X A Z 2. 原子是“空心球体”，原子里有“很大”的空间，电子在绕核做高速运动。 3. 原子核所带的电量和核外电子的电量相等，但电性相反，因此整个原子不显电性。对原子而言，核电 荷数=质子数=核外电子数。 4. 一般地，原子核内质子数小于或等于中子数。 5. 原子的质量主要集中在原子核上。 特别提醒：特别提醒： 物质由什么粒子直接构成，其化学性质就由该种粒子保持。 构成分子的原子可以是同种原子（如 H2、O2、N2等） ，也可以是不同种原子（如 CO、H2O 等） 。 特别提醒：特别提醒： 组成某个分子的原子，肯定比
9、分子更小，如氢分子由 2 个氢原子构成，氢原子比氢分子小。但并不 能说原子一定比分子小，某些原子比某些分子大，如铁原子比氢分子大。 6. 质子和中子都是由更微小的基本粒子夸克构成的。 7. 原子符号（X A Z ）中 X原子种类，Z质子数，A质子数与中子数之和。 四、元素与同位素四、元素与同位素 1. 元素概念：元素概念：具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子总称为元素。 2. 同位素概念：同位素概念：原子中核内质子数相同、中子数不同的同类原子统称为同位素。 3. 元素、同位素的比较元素、同位素的比较 元素 同位素 概念 具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子称为 元素 具有相同质子数和不同中
10、子数的同一元素的不同 原子互称同位素 研究 范围 核电荷数（即质子数）相同的一类原子 同一种元素中，中子数不相同的原子 特性 具有相同质子数，其带的电荷数可以不同，具有 的化合价可以不同，所以具有的性质也不同 原子的质子数相同而中子数不同，所以质量数不 同，但同价态的同位素化学性质几乎完全相同 实例 如： Fe、 Fe2+、 Fe3+为铁元素， 5432103 NNNNNNN、 为氮元素，其物理性质和化学性质都不同 如：HHH 3 1 2 1 1 1 、氢元素三种同位素化学性质 几乎相同 五、五、离子离子 1. 概念：概念：离子是带电荷的原子或原子团。 原子团是“原子的集团”，由几个原子组成，
11、在许多化学反应里作为一个整体参加反应。 2. 分类：分类： 阳离子：带正电荷；质子数大于电子数。 阴离子：带负电荷；质子数小于电子数。 六、六、元素与原子的比较元素与原子的比较 元素 原子 概念 具有相同核电荷数（质子数）的一类原子的总称。一种元 素可含几种原子，如氢元素包含HHH 3 1 2 1 1 1 、三种原子 化学变化中的最小粒子 种类 确定 由核内质子数确定 由质子数和中子数确定 区别 宏观概念：只讲种类，不讲个数，没有数量多少的含义 微观概念：既讲种类，又讲个数，有数 量多少的含义 使用 范围 用于描述物质的宏观组成，如水由氢、氧两种元素组成 用于描述物质的微观构成，如 1 个水分
12、 子由 2 个氢原子和 1 个氧原子构成 联系 元素与原子是总体与个体的关系，原子是元素的个体，是构成和体现元素性质的最小粒子。在化学 特别提醒：特别提醒： 元素概念中的“一类原子”包括： 质子数相同、中子数不同的同位素原子，如、。 质子数相同、化合价不同的元素，如 0、+1、+3、+5、+7、-1 价的氯元素。 质子数相同的单核粒子，如 Cl-与 Cl 原子都属于氯元素。 元素只论种类，不讲个数。 元素是同位素原子的总称，同位素原子是一种元素的不同种原子，即原子的“孪生兄弟”。同位素原子有“三相 同三不同”，三相同是：质子数相同、电子数相同、化学性质相同；三不同是：中子数不同、原子质量不同、
13、 物理性质不同。 反应中，元素种类、原子种类和原子个数均不发生变化 七、七、原子和离子的比较原子和离子的比较 粒子种类 原子 离子 阳离子 阴离子 区别 粒子结构 核内质子数=核外电子数 核内质子数核外电子数 核内质子数核外电子数 粒子电性 中性 正电 负电 联系 阴离子原子阳离子 得电子 失电子 得电子 失电子 八、八、应用应用“四数一量四数一量”分析原子结构分析原子结构 1. “四数一量” 原子：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。 核电荷数”指原子核所带的电荷数，即质子所带电荷数之和。 并非所有原子核中都含有中子，如H 1 1 没有中子。一般地：质子数中子数。
14、 化学变化过程中，原子核不发生变化，即质子数和中子数不发生变化。 2. 分析同位素 原子种类 质子数 中子数 电子数 相对原子质量 H 1 1 1 0 1 1 H 2 1 1 1 1 2 H 3 1 1 2 1 3 C 12 6 6 6 6 12 C 13 6 6 7 6 13 C 14 6 6 8 6 14 九、九、元素周期表元素周期表 1. 根据元素的原子结构和性质，把现在已知的 110 多种元素按原子序数（核电荷数）科学有序地排列起 来，得到的表叫做元素周期表。 （1）在元素周期表中，每一种元素均占据一格。对于每一格，均包含元素的原子序数（核电荷数） 、 元素符号、元素名称、相对原子质量
15、等内容。此外，在周期表中还用不同的颜色对金属元素、非金属 元素做了分区。 （2）周期表每一横行叫做一个周期，共有 7 个横行，即 7 个周期。 （3）周期表有 18 个纵行，除第 8、9、10 三个纵行共同组成一个族外，其余 15 个纵行，每一个纵行 叫做一族，共有 16 个族。 【例【例 1】加油站必须粘贴的标志是( ) A . B C D 【例【例 2】识图填空： (1)1 个氢气分子由 两个_原子构成； (2)l 个乙炔分子由两个_原子和两个_原子构成； (3)1 个甲烷分子由_个碳原子和_个氢原子构成； (4)1 个甲醛分子由_个碳原子、 _个氢原子及_ 个氧原子构成。 (5)由此可知
16、，分子不同是由于构成分子的原子_或_ 不同。 【例【例 3】下列关于分子与原子本质区别的说法正确的是( ) A.分子可由原子构成，原子不能由分子构成 B.分子可以保持物质化学性质，而原子不能 C.分子在永不停息地作无规则运动，而原子不能 D.在化学反应中，分子可以再分，而原子不能再分 【例【例 4】关于分子和原子的叙述正确的是（ ） A物质只能由分子、原子构成 B分子质量一定大于原子质量 C化学变化中分子数目一定发生变化 D同种原子可能构成不同的分子 【例【例 5】液氧和氧气状态不同，但具有相同的化学性质，其主要原因是( ) A它们都由氧原子直接构成 B它们都由氧分子构成 C它们都由同种元素组
17、成 D液氧由氧气制造而来 典型例题 【例【例 6】下列叙述正确的是( ) A汤姆生建立的“汤姆生模型”认为原子核像太阳，电子像行星绕原子核运行 B卢瑟福建立的“卢瑟福模型”认为电子像云雾一样出现在原子核周围 C波尔建立的“分层模型”认为电子在原子核周围分层运动 D现代科学家认为电子像西瓜籽似地嵌在原子中 【例【例 7】如图是核聚变燃料氦的原子结构模型，该原子核外有 2 个电子，则其原子核内的质子数为（ ） A1 B2 C3 D5 【例【例 8】在一个原子的原子核里必定含有的微粒是( ) A质子和中子 B质子 C中子 D质子和电子 【例【例 9】核内有 n 个质子，核外有（n3）个电子的微粒是(
18、 ) A原子 B分子 C阳离子 D阴离子 【例【例 1010】 Abc 三种原子核中的质子数相同，但中子数不同，它们是( ) A同一种原子 B同一种元素 C不同种元素 D同一种分子 【例【例 11】下列微粒结构示意图表示原子的是（ ） A B. C. D. 【例【例 12】下列有关分子、原子、离子的说法正确的是（ ） A分子是保持物质性质的最小粒子 B物质都是由分子构成的 C原子是由原子核、中子、电子构成 D原子得失电子后形成离子 【例【例 13】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格，从中获取的信息不正确的是 （ ） A 该元素的原子序数为 20 B 该元素中子数为 40 C
19、 该元素的原子核外有 20 个电子 D 该元素的相对原子质量为 40.08 1. 自从汤姆逊发现了电子，人们开始研究原子内部结构。科学家提出了许多原子结构的模型，在二十世 纪上半叶，最为大家接受的原子结构与图中（ ）图最相似。 2. 下列关于氢原子的模型示意图，正确的是（ ） 3. 为了揭示大自然的奥秘，无数科学家进行了不懈的探索。下列说法中不正确的是（ ） A卢瑟福建立了原子结构的行星模型 B汤姆生发现了电子，从而揭示了原子是可以再分的 C质子和中子都是由被称为夸克的更小粒子组成的 D组成大自然的天体和微观粒子都在不停地运动，宇宙正在以地球为中心向外鼓胀 4. 为了探索原子内部的构造，科学家
20、们进行了无数次实验：他们使用原子模型来表示原子并用实验来校 正模型。其中提出“分层模型”的科学家是（ ） A汤姆森 B卢瑟福 C玻尔 D道尔顿 5. 原子失去或得到电子后，一定不会引起改变的是原子核化学性质电子总数微粒的电性 相对原子质量中子数质子数物理性质（ ） A B C D 6. Se 是人体必需微量元素，下列关于Se 80 34 Se和 78 34 的说法正确的是（ ） A互为同素异形体 B 互为同位素 C分别含有 44 和 46 个质子 D 都含有 34 个中子 7. 钛是 21 世纪广泛使用的一种金属，有多种同位素，如 46 22Ti、 47 22Ti、 48 22Ti、 49 2
21、2Ti、 50 22Ti，在以上这些同位 素原子中，其中子数不可能可能为（ ） A24 B26 C28 D30 8. 我国合成了多种元素的新同位素，其中一种是185 72Hf（铪） ，它的中子数是（ ） A72 B113 C185 D 257 9. 右图为钠原子的结构示意图，下列关于该元素的说法错误的是（ ） A钠离子符号表示为 Na B它的原子核外有 11 个电子 巩固练习 C它是一种金属元素 D它的阳离子含有 11 个质子 10. 一种元素的离子变成原子，这种离子发生的变化是（ ） A一定失去电子 B可能失去电子，也可能得到电子 C一定得到电子 D既不失去电子，也不得到电子 11. 下列表
22、示的微粒为离子的是（ ） A B C D 12. 物质都是由微粒构成的下列物质由离子构成的是（ ） A干冰 B氯化钠 C金刚石 D铜 13. 下列关于原子结构的说法，正确的是（ ） A原子由位于中心的原子核和核外电子组成 B原子核集中了原子的全部质量 C质子的个数一定等于中子的个数 D质子的个数一定不等于中子的个数 14. 下列关于原子结构的说法中正确的是（ ） A原子内的物质分布是均匀的 B原子结构与太阳系相似，电子绕着原子核运动，就像地球绕着太阳运动一样 C电子是原子的组成部分，电子在原子内是静止不动的 D原子核由电子、质子和中子组成 15. 质子和中子都是由 u 夸克和 d 夸克组成，u
23、 夸克带电量为 3 2 e，d 夸克带电量为 3 1 e，e 为基元电荷。 下列论断可能正确的是（ ） A质子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成 B质子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成，中子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 C质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 2 个 d 夸克组成 D质子由 2 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成，中子由 1 个 u 夸克和 1 个 d 夸克组成 16. 据英国自然杂志报道，科学家最近研制成了以锶原子做钟摆的“光晶格钟”，成了世界上取
24、精确的 钟。已知一种锶原子的核外电子数是 38，则这种锶原子的质子数为（ ） A38 B50 C88 D126 17. 下列叙述正确的是（ ） 分子是保持物质性质的一种微粒原子是不能再分的一种微粒质子和中子构成了原子 决定元素种类的是中子的个数氢的同位素有 4 个原子失去电子带正电荷 A B C D 18. 科学家发现某些原子具有放射性，即原子能自动地放射出一些固定的粒子。据此推断，当一种元素的 原子经过放射变化后，结果变成了另一种元素的原子。它一定是放射了（ ） A电子 B中子 C质子 D该原子的原子核 19. 人们为揭示原子结构的奥秘，经历了漫长的探究过程。自 1897 年汤姆生发现电子并
25、提出类似“西瓜” 的原子模型，1911 年著名物理学家卢瑟福等人为探索原子的内部结构又进行了下面的实验。他们在 用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的 粒子轰击金箔时，发现： 大多数 粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向 一小部分 粒子改变了原来的运动方向 有极少数 粒子被弹了回来 请你根据对原子结构的认识，分析出现上述现象的原因： （1）现象一： （2）现象二： （3）现象三： 20. 在分子、原子、质子、中子、电子、原子核、阴离子、阳离子中，按照要求填写下列空格： （1）能保持物质化学性质的微粒是 ； （2）化学变化中的最小微粒是 ； （3）能直接构成物质的微粒是 ； （4）构成原子
26、核的微粒是 ； （5）带正电荷的微粒是 ； （6）带负电荷的微粒是 ； （7）不带电荷的微粒是 。 典型例题典型例题 例 1B 例 2氢 氢 碳 1 4 1 2 1 种类 数目 例 3D 例 4D 例 5B 例 6C 例 7B 例 8B 例 9C 例 10B 例 11A 例 12D 例 13B 巩固练习巩固练习 1.D 2.A 3.D 4.C 5.A 6.B 7.D 8.B 9.A 10.B 11.C 12.B 13.A 14.B 15.C 16.A 17.C 18.C 19.（1）原子核很小，原子内部有很大空间。 （2）原子核带正电，粒子途经金原子核附近时，受到斥力 而改变了运动方向。 （3）金原子核质量比粒子大很多，且体积很小，所以当粒子正面碰到金原子核被 弹了回来。 20.（1）分子、原子 （2）原子 （3）分子、原子 （4）质子、中子 质子、原子核、阳离子 （6）电子、阴离子 （7）分子、原子、中子