1、第 4 课时 核 素学习目标定位 1.知道元素、核素、质量数、同位素的含义。2.学会原子的表示方法。3.通过对比分析，学会对不同概念的辨析。一 原子构成微粒间的关系根据下表列出的电子、质子和中子的基本数据讨论微粒 电子 质子 中子质量/kg 9.1091031 1.6371027 1.6751027相对质量 0.548103 1.007 1.008电量(C) 1.6021019 1.6021019 0电荷 1 1 0O 原子序数为 88 81.质量关系(1)原子的质量主要由哪些微粒决定？答案 质子和中子。(2)原子的相对质量如何计算？答案 原 子 的 质 量m12C12(3)如果一个质子和一个
2、中子的相对质量都近似等于 1，那么原子的相对质量又近似等于什么？答案 等于质子数与中子数之和，这个数值叫做质量数，用 A 表示。2数量关系(1)在原子中质子数、中子数、电子数、核电荷数之间的关系是怎么样的？答案 质子数核电荷数原子序数核外电子数质量数质子数中子数(2)如何确定原子的质子数？答案 质子数核电荷数原子序数核外电子数质量数中子数3电性关系(1)原子为什么显电中性？答案 原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数相等，故原子显电中性。(2)阴、阳离子中质子数与核外电子数有何关系？答案 阳离子：质子数核外电子数(或核外电子数质子数所带电荷数 )阴离子：质子数核外电子数(或核外电子数质子数所
3、带电荷数 )归纳总结1原子的构成微粒及微粒间的关系原子Error!核电荷数质子数原子序数核外电子数质量数质子数中子数2原子表示法1完成表格微粒符号 质子数 中子数 质量数 电子数C1268 8O18Cl3517 35 18答案 微粒符号 质子数 中子数 质量数 电子数C126 6 6 12 6O168 8 8 16 8O18 8 10 18 8Cl3517 17 18 35 182.已知 R 原子有 b 个中子，R 2 核外有 a 个电子。表示 R 原子符号正确的是( )A. R B. R C. R D. Rba a b 2a 2 a b+2a+2 a b 2答案 C解析 R 2 核外有 a个
4、电子，则 R 原子的质子数为(a2)，质量数为(ab2) ，则 R 原子为R。a b+2a+2二 核素填表并思考回答下列问题：原子核原子名称 原子符号质子数(Z ) 中子数(N)氕 H1 1 0氘 H 或 D21 1 1氚 H 或 T31 1 21.H、D、T 的原子结构相同点：质子数相同，不同点：中子数不同。2由于它们的质子数相同，所以它们是同种元素，由于它们中子数不同，所以它们是不同的核素。它们相互之间又称为同位素。归纳总结1元素、核素、同位素的区别与联系(1)区别名称内容项目元素 核素 同位素本质 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、中子数不同的同一元素的不同原子之
5、间的相互称谓范畴同类原子，存在游离态、化合态两种形式原子 原子特性 只有种类，没有个数 化学反应中的最小微粒 化学性质几乎完全相同决定因素 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数举例 H、C、N 三种元素 H、 H、 H 三种核素1 21 31 U、 U、 U 互23492 23592 23892为同位素(2)联系2同位素的应用同位素分为天然同位素和人造同位素。(1)核能： H 和 H 是制造氢弹的原料。21 31(2)考古：根据 C 遗留数量的多少可以推断生物体的存在年代。146(3)医疗：利用放射性同位素释放的射线治疗癌症和肿瘤等。3有六种微粒，它们分别是 M、 N、 X、 Q 、 Y2
6、、 Z ，它们所属元素的种类为4019 402 4018 4019 402 4017( )A3 种 B4 种 C5 种 D6 种答案 B解析 质子数决定元素的种类， M、 Q 表示 K 元素形成的微粒， N、 Y2 表示 Ca 元素形4019 4019 402 402成的微粒； X 表示 Ar 原子， Z 表示 Cl 。4018 4017理解感悟 判断元素、同位素和核素时，要抓住各种微粒区别的本质。即质子数相同的原子就是同种元素；质子数和中子数均相同的就是同种原子，也称为核素，同种元素的不同核素互称同位素。答题时要认真分析表示原子符号的 n 组数字。 X，只要 Z 相同，就是同种元素；Z 和
7、A 均相同，AZ是同种核素；Z 相同，A 不相同的互称同位素；Z 不相同的无论 A 是否相同，均不是同种元素，更不能称为同位素。4下列说法中不正确的是( )质子数相同的微粒一定是同种元素 同位素的化学性质基本相同 质子数相同、电子数也相同的两种微粒，不可能是一种分子和一种离子 电子数相同的微粒不一定是同一种原子 某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数A B C D答案 A解析 质子数相同的微粒不一定是同种元素，例如，Na 、NH 的质子数都是 11。一种分子和一 4种离子，如果质子数相同，则电子数一定不同。元素的相对原子质量，是按照该元素各种核素原子所占的一定百分比计算出的平均值。质量数是
8、针对某个原子而言的，而一种元素往往有几种核素，所以不能说“元素的质量数 ”。理解感悟 在判断有关原子结构或组成的时候，要特别注意特例，同时要弄清“粒子”的概念，它可以是原子、分子、离子或原子团。11996 年 2 月，德国某研究所在高能加速器中，将 Zn 撞入一个 Pb 的原子核并释放出一703 20882个中子后，合成一种人造超重元素的原子，该元素原子内中子数为( )A278 B277 C166 D165答案 D解析 Zn Pb X n，所以该元素原子内中子数 为 277112165。703 20882 277112 102在 RO 中，共有 x 个核外电子，R 原子的质量数为 A，则 R
9、原子核内含有的中子数目是( )n3AAxn48 BAx n24CAxn24 DA xn24答案 B解析 R 的质子数为 x83nx24n，所以其中子数为 Ax24n，B 项正确。3A、B 分别为第三、四周期同一主族的不同元素的原子，它们原子核内的质子数等于中子数。若 A 为第A 族元素，其质量数为 x，则 B 的质子数为 y。若 A 为第A 族元素，其质子数为 m，则 B 的质量数为 n，则 y 和 n 的值分别是( )A( 18)、(2m18) B( 8) 、(2m18)x2 x2C( 8)、(2 m36) D( 18)、(2m36)x2 x2答案 C解析 根据第三周期和第四周期同主族元素之
10、间原子序数(质 子数) 相差 8 或 18，即可作出正确判断。若 A 为第A 族元素，A 的质子数为 ，那么 B 的质子数 y 8。若 A 为第A 族元素，x2 x2则 B 的质子数为 m18，那么 n2(m18) 2m36。4(1)下列原子： C、 N、 H、 Na、 H、 U、 K、 H、 U 中共有_种元素，126 147 21 2311 31 23592 4019 1 23892_种核素，_、_互为同位素。(2)填写下列表格：原子组成 Z N A19 39O1818 22答案 (1)6 9 H、 H 和 H U 和 U1 21 31 23592 23892(2)原子组成 Z N AK3
11、91 208 10 18Ar4018 4040 分钟课时作业经典基础题一、原子组成及其微粒间的关系1原计划实现全球卫星通讯需发射 77 颗卫星，这与铱(Ir)元素的原子核外电子数恰好相等，因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素是 Ir，则其核内的中子数是( )19177A77 B114 C191 D268答案 B解析 Ir 的中子数为 19177114， B 项正确。2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. molmA NA mA N 2AC. mol D. molmA N 2A mA N 2A答案 C解析 R
12、 2 的核外电子数为(AN2)， m g R2 的物质的量为 mol，m g R2 中含有m gA gmol 1 mA电子的物质的量为 (AN2) mol 。mA3有 aXn 和 bYm 两种元素的简单离子，若它们的电子层结构相同，则下列关系正确的是( )Abanm BabnmC核电荷数 YX D质子数 YX答案 C解析 因为两种离子的电子层结构相同，即其核外 电子数相同，且阴离子的核电荷数(或质子数)小于阳离子的核电荷数(或质子数)。由此可知：anbm，abmn，A 、B 选项不正确；ab，C 正确，D 不正确。4在粒子 NH3D 中，电子数、质子数和中子数之比为 ( )A10711 B11
13、118C10118 D11810答案 C解析 在粒子 NH3D 中有一个 N,3 个 H,1 个 H，故 NH3D 中含有的电子数为147 1 21731110，质子数为 7 3111，中子数 为 718 。二、核素、同位素、同素异形体的概念52013 年 3 月 19 日我国宣布研制出“全碳气凝胶”，其密度是 0.16 gcm3 ，成为已知的最轻固态材料。对这种物质的认识正确的是( )A是碳元素的一种同素异形体B是碳元素的一种同位素原子C全部由 12C 组成D能溶于水答案 A解析 “全碳气凝胶”应是碳的一种新单质。6据报道，科学家最近发现了一种新的粒子，这种粒子由 3 个 1H 原子核和 2
14、 个电子构成。下列关于这种粒子的说法中，正确的是( )A它是氢的一种新同位素B这种新元素的核电荷数是 3C它是 H2 的一种新同素异形体D它比一个普通氢分子多一个氢原子核答案 D解析 同位素是原子之间的互称， A 错误；该粒子不是一种新元素，B 错误；同种元素形成的不同单质互为同素异形体，而该粒子是一种离子，C 错误；H 比一个普通氢分子多一个氢原子核，D 3正确。7氢元素有三种同位素 H、D、T，氯元素有两种同位素 35Cl、 37Cl。当用一种仪器分别测定 10 000 个氯化氢的相对分子质量，所得数值最多有多少种( )A2 B5 C6 D10 000答案 B解析 1H35Cl：36,1H
15、37Cl：38，D35Cl：37，D37Cl：39，T35Cl：38，T37Cl：40，共有 5 种。三、典型概念辨析8设某元素原子核内的质子数为 m，中子数为 n，则下列论断正确的是( )A不能由此确定该元素的相对原子质量B这种元素的相对原子质量为 mnC若 12C 原子的质量为 W g，该元素原子的质量为(mn)W gD该元素核内中子的总质量小于质子的总质量答案 A解析 解答此类题关键是掌握元素的相对原子质量与同位素的相对原子质量概念的区别，不能混淆。元素的相对原子质量等于其各种天然、稳定的同位素的相 对原子质量与它们在元素中所占的原子个数百分数的乘积之和。所 给元素的其他同位素不能确定，
16、所以元素的相对原子质量就不能确定，因此，A 项正确，B 项错误；同位素的相对原子质量等于该原子的质量与 12C 原子质量的的比值，即 Mr ，若 该同位素原子的相对原子质 量用质量数(m n)代替进行近似计112 m原 子 112m12C算，那么，此原子的质量应为 (mn)W g，C 项错误；原子的原子核中，质子数与中子数相对大112小关系是不固定的，此题中中子的 总质量与质子的总质量无法比较， D 项错误。9下列说法正确的是( )A同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同B任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子构成的C钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子相同，所以变
17、成氖原子D. Ar、 K、 Ca 的质量数相同，所以它们互为同位素4018 4019 402答案 A解析 A 选项中的各核素属于同一元素，这些核素间必定互为同位素，同位素的化学性质几乎完全相同，A 正确；B 选项描述的只是原子构成的一般 规律，而忽视了氕原子( H)的原子核内只有1质子而无中子这个特例，B 错误；原子种类是由质子数和中子数共同决定的，若原子核不改 变，仅核外发生电子得失，不会发生由一种原子 转变为另一种原子的现象，而只能由原子 变为离子，C错误；互为同位素的不同原子质子数相同，中子数不同，因而其质量数必然不等，D 错误。能力提升题10现有下列基本粒子： 1H、 2H、 3H、
18、1H 、 234U、 235U、 238U、 40K、 40Ca、Cl 2、 14N、 14C，请回答下列问题：(1)其中，它们分属_种元素，属于氢元素的核素有_种，属于铀元素的核素有_种。互为同位素的原子分别为_、_。(2)质量数相等的粒子为_、_、_(可不填满、也可补充) 。(3)氢的同位素 1H、 2H、 3H 与氧的同位素 16O、 17O、 18O 相互结合为水，可得水分子的种数为_；可得相对分子质量不同的水分子种数为_。答案 (1)7 3 3 1H、 2H、 3H 234U、 235U、 238U(2)40K、 40Ca 14N、 14C 1H、 1H(3)18 7解析 (1)本题
19、列出的 12 种粒子分属 H、U、K、Ca、Cl、N、C 7 种元素； 1H 和 1H 是同一种核素的不同粒子， 1H、2H、3H 属于氢元素的 3 种不同核素，且互 为同位素； 234U、235U、238U 属于铀元素的3 种不同核素，也互为同位素。(2)是为“质量数相等的粒子”，而非 “质量数相等的原子”，否则“ 1H 和 1H ”不能为答案。(3)氢的同位素与氧的同位素 16O 形成的 H2O 有以下 6 种：3 种Error! Error!3 种与 16O 可形成 6 种分子，分别为1H1H16O、2H2H16O、3H3H16O 以及 1H2H16O、1H3H16O、2H3H16O，把
20、 16O 换为 17O、18O 又各有 6 种，故总共有 18 种水分子，所得 18 种水分子中，相 对分子质量最小的 为 Mr(1H O)18，最大的是162Mr(3H O)24，其间还有相对 分子质量为 19、20、21、22、23 的 5 种水分子，故共有 7 种相对分182子质量不同的水分子。11用 X 表示原子：AZ(1)中性原子的中子数 N_。(2)AXn 共有 x 个电子，则该阳离子的中子数 N_。(3)AXn 共有 x 个电子，则该阴离子的中子数 N_。(4)12C16O2 分子中的中子数 N_。(5)A2 原子核内有 x 个中子，其质量数为 m，则 n g A2 所含电子的物
21、质的量为_。答案 (1)A Z (2) Axn (3)Axn(4)22 (5) molnm x 2m解析 (1)根据“质子数中子数质量数”的关系，得 NAZ。(2) AXn 共有 x 个电子，中性原子 X 的电子数为 xn，则 N Axn。(3) AXn 共有 x 个电子，中性原子 X 的电子数为 xn， 则NAxn。(4) 12C16O2分子中的中子数为 68822。(5)A 2 所含电子数为 mx 2，则 n g A2 所含电子的物质的量为 mol。nm x 2m12近年来，科学家通过粒子加速器进行了一周的实验，获得了 6 个非常罕见的 Fe 原子，接4526着，科学家又使用特制的测量仪器
22、观测到，这 6 个原子中有 4 个发生了衰变，这一实验证实了曾经预言的双质子衰变方式，即有一个原子同时放出两个质子的衰变方式。回答下列问题：(1) Fe 原子的核内中子数为_，该原子的核外电子数为_。4526(2)以下关于 Fe 的叙述正确的是_(填字母)。4526A. Fe 与 Fe 是两种核素4526 562B科学家获得了一种新元素C. Fe 的衰变不是化学变化4526D这种铁原子衰变放出两个质子后变成 Fe4326(3)某同学认为 Fe 在一定条件下也可与氧气反应，他的判断依据是4526_。答案 (1)19 26 (2)AC (3) Fe 与 Fe 的核外电子排布相同，化学性质几乎完全相同4526 562解析 (1) Fe 的中子数质量数质子数452619， 电 子数质子数26。4526(2) Fe 与 Fe 的质子数相同，属同一元素 Fe 元素，但中子数不同，是两种不同的核素；Fe 元素4526 562不是一种新元素， Fe 衰变放出两个 质子后变为质子数为 24 的新原子，原子核 发生了变化，不4526是化学变化，因为化学的范畴是在原子、分子水平上研究物 质 。
