高中化学 第一章 物质结构元素周期律 第一节 元素周期表第4课时学案 新人教版必修2

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/kg9.10910311.63710271.6751027相对质量0.5481031.0071.008电量(C)1.60210191.60210190电荷110O原子序数为8881.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(3)如果一个质子和一个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带电荷数)。归纳总结1.原子的构成微粒2.有关粒子间的关系(1)质量关系质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。原子的相对原子质量近似等于质量数。(2)电性关系电中性微粒(原子或分子)：核电荷数核内质子数核外电子数。带电离子：质子数电子数，具体如下表：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(3)数量关系原子序数质子数。3.符号中各个字母的含义：1.完成表格微粒符号质子数中子数质量数电子数C88OCl3518答案微粒符号质子数中子数质量数电子数C66126O88168O810188Cl17183518易错警示(1)质量数质子数中子数，该关系适用于原子和离子。(2)核电荷数(质子数)核外电子数，只适用于原子和分子。(3)对离子进行电子数与质子数换算时应该注意阳离子和阴离子的区别。2.已知R原子有b个中子，R2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.R答案C解析R2核外有a个电子，则R原子的质子数为a2，质量数为ab2，则R原子为R。二、核素1.元素周期表中有112种元素，是否可以认为原子的种类只有112种？答案原子的种类超过112种，因为有些元素不止一种核素。2.填表并思考回答下列问题：原子名称原子符号原子核质子数(Z)中子数(N)氕H10氘H或D11氚H或T12(1)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，由于它们的中子数不同，所以它们是不同的核素。它们相互之间又称为同位素。3.互为同位素的不同核素的物理性质不同，而它们的化学性质为什么几乎完全相同？答案互为同位素的不同核素的最外层电子数相同，故它们的化学性质几乎完全相同。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U、U、U互为同位素(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。(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。(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、Z，它们所属元素的种类为()A.3种 B.4种 C.5种 D.6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元素形成的微粒；X表示Ar原子，Z表示Cl。思维启迪判断元素、同位素和核素时，要抓住各种微粒的本质区别。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A均相同，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.下列说法错误的是()A.H、H、H和H2是氢元素的四种不同粒子B.Ca和Ca、石墨和金刚石均为同素异形体C.H和H是不同的核素D.12C和14C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项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，H和H是质子数均为1，中子数不等的不同的氢原子，它们是不同的核素；12C和14C由于其质子数均为6，而中子数分别为6和8，故它们互为同位素，同理，Ca和Ca互为同位素其物理性质不同但化学性质几乎完全相同；金刚石与石墨是由碳元素组成的不同的单质，它们互为同素异形体。1.1996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()A.278 B.277 C.166 D.165答案D解析ZnPbXn，所以该元素原子内中子数为277112165。2.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()A.Axn48 B.Axn24C.Axn24 D.Axn24答案B解析R的质子数为x83nx24n，所以其中子数为Ax24n，B项正确。3.下列说法不正确的是()质子数相同的粒子一定是同一元素质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子电子数相同的粒子不一定是同种元素一种元素不可以形成不同单质某元素的相对原子质量取整数值就是质量数A. B.C. D.答案B解析质子数相同，一种是分子而另一种是原子时，则不是同一元素，如H2O、Ne，错误；质子数相同、电子数也相同的两种微粒，电性、电量必然相同，不可能一种是分子，另一种是离子，正确；电子数相同的粒子不一定是同种元素，如Na、He均为10电子微粒，正确；一种元素可以形成不同的单质，如O2、O3，金刚石、石墨，红磷、白磷等，错误；由于绝大多数元素存在同位素，元素的相对原子质量不等于某同位素原子的相对原子质量，因此元素的相对原子质量取整数值也不一定是质量数，错误。4.A、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、2m18C.8、2m36 D.18、2m36答案C解析根据第三周期和第四周期同主族元素之间原子序数(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y8。若A为第A族元素，则B的质子数为m18，那么n2(m18)2m36。5.下列8种化学符号：H2、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg。(1)表示核素的符号共_种。(2)互为同位素的是_和_。(3)中子数相等，但质子数不相等的核素是_和_。答案(1)6(2)LiLi(3)NaMg解析(1)H2、H2为分子不属于核素范畴。(2)Li、Li的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素。(3)Na和Mg的中子数相等，但质子数不同。基础过关题组一原子组成及其微粒间的关系1.I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()A.I的化学性质与I相同B.I的原子序数为53C.I的原子核外电子数为78D.的原子核内中子数多于质子数答案C2.在粒子NH3D中，电子数、质子数和中子数之比为()A.10711 B.11118C.10118 D.11810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731110，质子数为73111，中子数为718。3.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()A.banm B.abnmC.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.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. molC. mol D. mol答案C解析R2的核外电子数为(AN2)，m g R2的物质的量为 mol，m g R2中含有电子的物质的量为(AN2) mol。题组二核素、同位素、同素异形体的概念5.我国研制出“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.月球的土壤中吸附着大量的He，地球上氦元素则主要以He形式存在。下列说法正确的是()A.He的质量数为5B.He和He互为同位素C.He的中子数为4D.He的核外电子数为3答案B解析He的质量数为3，质子数为2，中子数为1；He的质量数为4，质子数为2，中子数为2。 He与He是质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素，二者互为同位素。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？()A.2种 B.5种C.6种 D.10 000种答案B解析1H35Cl：36,1H37Cl：38，D35Cl：37，D37Cl：39，T35Cl：38，T37Cl：40，共有5种。8.下列说法正确的是()A.有H、D、T与16O、17O、18O构成的水分子的相对分子质量有18个B.H2、D2、T2互为同素异形体C.H2、D2、T2在相同条件下的密度比为123D.氕、氘发生核聚变反应生成其他元素，属于化学变化答案C解析 H、D、T组合H2、D2、T2、HD、HT、DT共6种，分别与16O、17O、18O组成，构成的水分子共有6318种，但其中有相对分子质量相同的分子，故构成的水分子的相对分子质量个数小于18，A错误；H2、D2、T2均为氢气单质，属于一种物质，B错误；H2、D2、T2在相同条件下的密度比等于气体相对分子质量之比，为246123，C正确；氕、氘发生核聚变反应生成其他元素，属于核反应，不是化学变化，D错误。题组三典型概念辨析9.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，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Ar，若该同位素原子的相对原子质量用质量数(mn)代替进行近似计算，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。10.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，所以变成氖原子D.Ar、K、Ca的质量数相同，所以它们互为同位素答案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；质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，D错误。能力提升11.现有下列基本粒子：1H、2H、3H、1H、234U、235U、238U、40K、40Ca、Cl2、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)。答案(1)7331H、2H、3H234U、235U、238U(2)40K、40Ca14N、14C1H、1H解析(1)本题列出的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。 12.用X表示原子：(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所含电子的物质的量为_。答案(1)AZ(2)Axn(3)Axn(4)22(5) mol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68822。(5)A2所含电子数为mx2，则 n g A2所含电子的物质的量为 mol。13.据报道，某些花岗岩会产生氡(Rn)，从而对人体产生伤害。请回答：(1)该原子的质量数是_，质子数是_，中子数是_。(2)研究发现，镭能蜕变为Rn，故将Rn称为镭射气；钍能蜕变为Rn，故将Rn称为钍射气；锕能蜕变为Rn，故将Rn称为锕射气。Rn、Rn、Rn_。A.属于同种元素 B.互为同位素C.属于同种核素 D.属于同种原子(3)由(2)知，_决定元素种类，_决定核