2017_2018学年高中化学原子结构与元素周期律第1节原子结构第1课时原子核核素同步备课学案鲁科版.docx

第1课时原子核核素目标导航1.认识原子结构，懂得质量数和X的含义。2.掌握构成原子的各微粒间的关系。3.知道元素、核素、同位素的含义。一、原子构成1构成原子的微粒原子2构成原子微粒的相对质量和电性特点微粒电子质子中子相对质量0.5481031.0071.008电荷110(1)决定原子质量的微粒是质子和中子，原子的相对原子质量近似等于质子数中子数。(2)原子核电荷数、质子数和电子数之间的关系核电荷数质子数核外电子数。3质量数(1)定义：原子核内质子数和中子数之和称为质量数。(2)关系：质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。4原子构成的表示方法如：(1)O核内的质子数为8，中子数为10；核外电子数为8。(2)Na核内的质子数为11，中子数为12；核外电子数为10。(3)Cl核内的质子数为17，中子数为18；核外电子数为18。【议一议】1离子的质量数是否等于其质子数和中子数之和？答案是。因为离子是通过得失核外电子形成的，而质量数只与核内质子数和中子数有关，与核外电子数无关。2任何原子都是由质子、中子和电子构成的吗？答案不一定，氢原子(H)中含有一个质子和一个电子，不含有中子。二、核素1元素(1)概念：具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称。(2)元素的种类是由原子核内的质子数决定的。(3)主族元素的化学性质主要由元素原子的最外层电子数决定。2核素(1)概念：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。(2)核素(原子)的种类由质子数、中子数决定。3同位素(1)概念：质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素。(2)元素的同位素由中子数决定。(3)氢元素的三种核素HHH俗称氢重氢超重氢符号HDT质子数111中子数012(4)几种重要核素的应用用作制造氢弹的原料的是H、H (写原子符号，下同)；用作核反应堆燃料的是U；用作相对原子质量标准的原子是C；用作考古推断生物体的存在年代的是C；阿伏加德罗常数测定的标准原子是C。【议一议】1所有的元素都有同位素(两种或两种以上核素)吗？答案元素不一定都有同位素。一种元素可以有一种核素，也可以有多种核素，元素有几种核素就有几种同位素，若元素只有一种核素，则没有同位素，如钠只有一种核素Na，Na没有同位素。2目前元素周期表中的元素共有112种，能否说发现的核素有112种？为什么？答案不能，因为同一种元素可以有多种不同的核素，所以核素的种类要比元素的种类多。3.O2与O2是同位素吗？它们的物理性质和化学性质是否相同？ O与O之间的转化是化学变化吗？答案O2与O2不是同位素，同位素是对原子而言的，两种分子不是同位素；O2与O2的化学性质相同，物理性质不同，因为O与O的化学性质由原子的最外层电子数决定，而物理性质与核素的质量数有关；原子是化学变化中的最小微粒，原子核发生变化，则原子种类发生变化，故O与O之间的转化不属于化学变化。一、构成原子的粒子间的关系1原子的构成构成原子的基本微粒是质子、中子和电子。三种微粒的性质、作用及相互关系如下：原子(X)质量数(A)质子数(Z)中子数(N)核电荷数质子数核外电子数2构成离子的微粒间的关系阳离子(Rm)质子数电子数质子数电子数m阴离子(Rm)质子数电子数质子数电子数m【特别提醒】(1)任何微粒中，质量数质子数中子数，但质子数与核外电子数不一定相等。(2)质子数相同的微粒不一定属于同一元素，如Ne和H2O。【例1】下列关于微粒 Rn 的叙述不正确的是()A所含质子数AnB所含中子数AZC所含电子数Zn D所带电荷数n解析Rn的质子数Z，中子数AZ，电子数Zn，电荷数n，A不正确。答案A【知识总结】符号中各数字的含义：变式训练1已知R2核内共有N个中子，R原子的质量数为A，则m g R2中所含有的电子的物质的量为()A molB mol C molD mol答案B解析R原子与R2的质量数都等于A，其相对原子质量近似等于A，R2的质子数为AN, R2的核外电子数为AN2,1 mol R2含电子的物质的量为(AN2) mol，m g R2的物质的量为 mol，所以m g R2中含有的电子的物质的量为 mol。二、元素、核素、同位素与同素异形体1区别元素核素同位素同素异形体本质具有相同质子数的同一类原子质子数、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核素同种元素形成的不同单质范畴同类原子，存在游离态和化合态原子原子单质特性只有种类没有个数化学反应中的最小微粒同一元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同；天然存在的某种元素，各种同位素所占的原子个数百分比一般不变结构和性质都不同决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素及结构举例H2O、O3、O2中均含氧元素H、H、H三种核素U、U、U互为同位素石墨与金刚石2.联系【特别提醒】(1)一种元素可以有若干种不同的核素，也可以只有一种核素，有多少种核素，就有多少种原子。(2)一种单质可以由不同的核素构成，一种核素可以构成不同的单质。【例2】“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料，下列关于Pu的说法正确的是()APu与U互为同位素BPu与Pu互为同素异形体CPu与U具有完全相同的化学性质DPu与Pu具有相同的最外层电子数解析Pu与U是两种不同的元素，不属于同位素，A项不正确；Pu与Pu的质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项正确；同素异形体的研究对象是单质，Pu与Pu为同种元素的两种核素，是同位素，而不是同素异形体，B项不正确；Pu与U属于两种元素的核素，化学性质不同，C项不正确。答案D【知识总结】(1)元素、核素、同位素之间的关系可以用下图表示(2)同位素的单质及其化合物的物理性质不同，化学性质相似。(3)判断元素、核素、同位素的方法(原子用X表示)。只要Z相同就是同种元素。Z和A均相同为同种核素。Z相同A不相同则互为同位素。变式训练2I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中I的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关I的叙述中错误的是()AI的化学性质与I相同BI的原子序数为53CI的原子核外电子数为78DI的原子核内中子数与质子数之差为25答案C解析I与I互为同位素，质子数相同、中子数不同，其化学性质相同，A正确；I中，质子数原子序数核外电子数53，中子数为1315378，则I的原子核内中子数与质子数之差为785325，故B、D正确，C错误。1下列关于Pt的说法正确的是()APt和Pt质子数相同，互为同位素BPt和Pt中子数相同，互为同位素CPt和Pt核外电子数相同，是同一种核素DPt和Pt的质量数不同，不能互称为同位素答案A解析质子数相同，而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，故A正确，B、D不正确；一种原子就是一种核素，C不正确。2下列各微粒中，核外电子总数相等的是()ANa和NaBN2和CO2CNH和H3ODH2S和H2O答案C解析根据原子、分子中：质子数核外电子数，阳离子中：质子数离子所带电荷数核外电子数，得核外电子数A中Na(11)、Na(10)，B中N2(14)、CO2(22)，C中NH(10)、H3O(10)，D中H2S(18)、H2O(10)。3下列说法错误的是()AH、H、H和H2是氢元素的四种不同微粒BCa和Ca、金刚石和石墨均互为同位素CH和H是不同的两种核素DC和C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同答案B解析元素的存在形式有游离态和化合态两种，A中的四种粒子是氢元素的四种不同粒子，A正确；金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，它们互为同素异形体，B不正确；H和H是质子数均为1、中子数不同的氢原子，它们是不同的核素，C正确；C和C中C的质子数均为6，而中子数分别为6和8，故它们互为同位素，其物理性质不同，化学性质几乎完全相同，D正确。4某元素的阳离子Rn，核外共有x个电子，原子的质量数为A，则该元素原子里的中子数为()AAxnBAxnCAxnDAxn答案A解析根据质量数质子数中子数，要求中子数必须先求质量数和质子数。Rn中质子数等于阳离子的核外电子数加上阳离子所带的正电荷数，所以该原子的中子数A(xn)Axn。5钚有20种放射性同位素，下列关于Pu和Pu的说法正确的是()APu和Pu都含有94个中子BPu和Pu互为同位素CPu和Pu的核外电子数不同DPu和Pu分别含有146和147个质子答案B解析Pu和Pu都含有94个质子，中子数不同，A不正确；Pu和Pu是Pu的两种不同核素，它们互称为同位素，B正确；Pu和Pu的核外电子数相同，C不正确；Pu和Pu质子数相同，中子数分别是146和147，D不正确。6完成下列问题：(1)下列说法正确的是_。16O2与18O3互为同素异形体Ti和Ti的质量数不同，属于两种元素1H2与2H2互为同素异形体1H2与2H2互为同位素1HO与2HO互为同素异形体稀土元素Sm与Sm是同一种核素(2)10Be和9Be_。a是同一种原子b具有相同的中子数c具有相同的化学性质d具有相同的核外电子排布(3)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号_。(4)有5种核素，它们分别是、2、(“”内元素符号未写出)，则它们所属元素有_种。答案(1)(2)cd(3)8O(4)3解析(1)Ti和Ti属同种元素，1HO与2HO、1H2与2H2为同种物质，Sm与Sm是两种核素。(2)a不正确，一种原子具有确定的质子数和中子数，而10Be与9Be中子数不同，则10Be与9Be不是同一种原子。b不正确，原子的质量数等于其质子数与中子数之和，10Be与9Be质子数相同，而质量数不同，则10Be与9Be具有不同的中子数。c正确，同位素具有相同的化学性质，10Be与9Be互为同位素，则10Be与9Be具有相同的化学性质。d正确，10Be与9Be核外电子数相同，则10Be与9Be具有相同的核外电子排布。(3)含有8个质子的原子是氧原子，含有10个中子，质量数为18，则该原子的化学符号为O。(4)元素是质子数相同的同一类原子的总称，质子数相同的原子或单核离子属于同种元素，和、2和属同种元素，是一种元素，故共3种元素。分层训练基础过关题组1原子的构成及各微粒间的数量关系1对于R和Rn两种微粒，下列叙述正确的是()A质子数一定相同，质量数和中子数一定不同B化学性质几乎完全相同C一定都由质子、中子、电子构成D核电荷数、核外电子数一定相同答案A解析R和Rn质子数相同，质量数不同，中子数也不同，A正确；R和Rn的核外电子数不同，因而化学性质不同，B不正确；H没有中子，所以C不正确；R和Rn的核外电子数不同，D不正确。2下列说法中，不正确的是()A13C和14C属于同一种元素，它们互为同位素B1H和2H是不同的核素，它们的质子数相同C14C和14N的质量数相同，它们的中子数不同D6Li和7Li的电子数相同，中子数也相同答案D解析选项分析A二者质子数相同，中子数不同，互为同位素，正确B二者属于质子数相同、中子数不同的两种核素，正确C二者的质量数相同，质子数不同，故中子数不同，正确D二者的电子数相同，质量数不相同，故中子数不同，不正确3.下列叙述正确的是()ADO中，质子总数与中子总数相等BCa18O比Ca16O大2 gC1.6 g 16O2和1.6 g 18O3均含有0.1NA个氧原子D1 mol HO和1 mol TO中的中子数相同答案A解析DO中的质子总数为10，中子总数也是10，A正确；Ca18O与Ca16O的物质的量不确定，无法确定二者的质量关系，B错误；16O与18O的摩尔质量不同，等质量的16O2和18O3所含的氧原子数不同，C错误；H218O与TO中含有的中子数分别为10、12，中子数不相等，D错误。题组2元素、核素、同位素4.H、H、H、H、H2是()A氢的五种同位素B五种氢元素C质子数都相同的粒子D氢元素的五种不同粒子答案D解析同位素是质子数相同、中子数不同的原子，而H、H2不是原子，A错误；氢元素只有一种，B错误；H、H、H、H有1个质子，H2有2个质子，C错误；H、H、H是氢元素的三种不同核素，H表示氢离子，H2表示氢气分子，D正确。5钍232会通过吸收慢中子而变成可作核燃料之用的铀233。下列关于铀、钍元素的叙述正确的是()AU和U的质子数相同，互称为同位素BTh的中子数是232CU和Th是同一种核素D钍232吸收慢中子而变成轴233的变化是化学变化答案A解析同位素是具有相同质子数、不同中子数的不同核素，A正确；Th的中子数为23290142,232是其质量数，B错误；质子数相同、中子数也相同才属于同一种核素，C错误；钍232吸收慢中子而变成铀233的变化是核变化，不属于化学变化，也不属于物理变化，D错误。6下列说法正确的是()AHe与He中子数相同，互为同位素BHe与He物理性质、化学性质相似CHe与H是不同的核素，它们不是同位素DHe与He质子数相同，是同素异形体答案C解析He与He是同位素，其质子数相同，中子数不同，A不正确；He与He的化学性质相似，但物理性质不同，B不正确；He与H质子数不同，为不同的核素，不是同位素，C正确；He与He是具有相同质子数、不同中子数的不同原子，它们互称为同位素，而同素异形体是由同种元素形成的不同种单质，D不正确。716O和18O是氧元素的两种核素，NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是()A16O2与18O2互为同位素B16O与18O核外电子排布方式不同C通过化学变化可以实现16O与18O间的相互转化D标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L 18O2均含0.1NA个氧原子答案D解析同位素的研究对象是原子，A项不正确；16O与18O的核外电子排布方式相同，B项不正确；16O与18O间相互转化发生了原子核的改变，而化学变化过程中原子核不变，C项不正确；D正确。8下列说法正确的是()A一种元素的原子只能有一种质量数B不同种元素原子的质量数必定不同CK和K是同种元素的不同核素，它们的化学性质相同DAr、K、Ca的质量数相同，所以它们互为同位素答案C解析一种元素有一种或多种核素，每种核素质量数不同，A不正确；不同种元素原子的质子数不同，但由于中子数也可能不同，而质量数可能相同，B不正确；K和K的质子数相同而中子数不同，属于同种元素的不同核素，它们的核外电子数相同，化学性质相同， C正确；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不正确。9下列说法正确的是()A任何原子核都是由质子和中子构成的BCl、Cl互为同位素，Cl2、Cl2互为同素异形体CO和O是同种元素的不同核素D常温下，4.48 L Cl2含有8NA个中子(NA为阿伏加德罗常数的值)答案C解析H原子核内就只有一个质子而无中子，A不正确；Cl2、Cl2是同种物质，故B不正确；O和O质子数相同而中子数不同，属于同种元素的不同核素， C正确；常温下，4.48 L Cl2气体的物质的量不是0.2 mol, D不正确。10医学界通过用放射性14C标记的C60，发现C60的羧酸衍生物在特定条件下可断裂DNA杀死细胞，抑制艾滋病。关于14C的下列说法中正确的是()A14C原子与C60中普通碳原子的化学性质不同B14C原子与14N原子所含中子数相同C14C是C60的同素异形体D14C与12C、13C是碳元素的三种同位素答案D解析C60中普通的碳原子为12C,12C、13C、14C互为同位素，它们的化学性质相同， A不正确，D正确；14C中含有8个中子，14N中含有7个中子，B不正确；14C是一种核素，C60是碳元素的一种单质，二者不是同素异形体，C不正确。能力提升11下列是有关对核素、同位素、元素、同素异形体等概念及其性质的理解，请回答下列问题：(1) 互为同位素的两种不同核素不可能具有相同的_。(填字母)a电子数b质子数c化学性质d质量数(2)下列各组中的两种微粒，互为同位素的是_。(填字母)a1HO和2HObD2和T2c.X和Yd16O2和18O3e.M和M(3)据报道，科学家发现了一种新的粒子，这种粒子是由3个1H原子核和2个电子构成的。则这种粒子是_。(填字母)a氢的一种新同位素b核电荷数为3的一种新元素cH2的一种同素异形体d比一个1H2多一个氢核的离子(4)下列对有关同位素、元素的性质的说法不正确的是_。(填字母)aNa和Na属同种元素，且性质相同b1H和2H、1H2O和2H2O的化学性质都相同c1H2和2H2在相同条件下的密度不同d1H2和2H2的化学性质相同答案(1)d(2)e(3)d(4)a解析(1)同位素原子的质子数、电子数都相同，而化学性质主要是由最外层电子数决定，所以同位素的化学性质也相同；两者中子数不同，质量数不同。(2)同位素是指同一元素中子数不同的核素之间的互称，a、b、d选项中的微粒表示的是化合物或单质，不属于核素；c表示的微粒不属于同种元素；e表示的微粒属于同种元素的中子数不同的核素，互为同位素。(3)同位素是原子之间的关系，同素异形体是同种元素形成的性质不同的单质，而该微粒是比一个1H2多一个氢核的离子，故只有d正确。(4) Na和Na的质子数相同，但核外电子数不同，所以化学性质不同，a项不正确；同位素形成的单质及其化合物的化学性质相同，但物理性质不同，故b、c、d项均正确。12(1) 用A质子数、B中子数、C核外电子数、D最外层电子数填写下列空格(填字母)。核素种类由_决定，元素种类由_决定，核素的相对原子质量由_决定，元素的化学性质主要由_决定。(2)请根据下列微粒填空：H2、8O、H2、8O、H 8O、H 8O、HCl、HCl、HCl、HCl。上述微粒中涉及到_种元素、_种核素；现有2个HCl分子，则共含有_个中子，_个电子。答案(1)ABAABD(2)363836解析(1)核素的种类由质子数和中子数共同决定；元素是具有相同质子数的同一类原子的总称，元素类别由质子数决定；电子的质量可以忽略不计，原子的质量由质子数和中子数共同决定；元素的化学性质主要由原子的最外层电子数决定的。 (2)判断元素时，可以直接看元素符号，有多少种元素符号，就有多少种元素。核素种类由质子数和中子数共同决定，二者有一个不同或两个不同都为不同核素。13按要求填空：(1)X原子的中子数：N_。(2)阳离子的中子数：AXn共有x个电子，则N_。(3)阴离子的中子数：AXn共有x个电子，则N_。(4)分子中的中子数：12C16O2分子中，N_。(5)A2原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2所含电子的物质的量为_。(6)在RO中共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数目是_。答案(1)AZ(2)Axn(3)Axn(4)22(5)(mx2) mol(6)Axn24解析根据“质子数中子数质量数”的关系：(1)NAZ。(2)AXn共有x个电子，中性原子X的电子数为xn，则NAxn。(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68222。(5)A2所含电