课题 原子结构与同位素.doc

课题 第五章 物质结构 第一节 原子结构与同位素教学目的1、理解原子的结构及懂得 的含义2、复习构成原子的微粒间的关系3、复习原子核外电子排布教学过程一、原子核原子中：核电荷数=核内质子数=核外电子数 注意：当微粒是阳离子（ ）时，质子数核外电子数，且阳离子核外电子数=Z-n；当微粒是阴离子（ ）时，质子数核外电子数，且阴离子的核外电子数=Z+n。总结： ：代表一个质量数为A，质子数为Z的原子质子：带正电荷，决定元素种类，核电荷数，原子序数，原子量。中子：不带电，决定同位素及原子量。电子：带负电荷，最外层电子，决定化学性质。1、 质量数如果忽略电子的质量，将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数值叫质量数。用“A”来表示。关系：质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）。2、同位素定义：具有相同质子数和不同中子数的同一元素的原子互称同位素。性质：a. 同一元素的各种同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同。b. 同位素的不同原子构成的单质（或化合物）是化学性质几乎相同而物理性质不同的不同种单质（或化合物）。c. 天然存在的某种元素里，各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。 d. 使用同一元素符号。e. 在周期表中处于同一位置。如：氢有三种同位素：氕（ H）、氘( H或D)、氚（ H或T）。H、D、T三者互称同位素，H2O，D2O，T2O均是氢元素和氧元素组成的，它们的化学性质相同，但物理性质不同。因此，水和重水、超重水是不同的物质，大量混和时为混和物。注意：（1）同位素是同一元素的不同原子之间的互称，因此，同位素又称为同位素原子；（2）同位素原子间质子数相同，中子数、质量数不同。（3）元素的一种原子叫做核素，如：H、D、T是氢元素的三种核素。（4) 同位素是同种元素的不同种原子；同素异形体是同种元素构成的不同种单质。3、相对原子质量 同位素的相对原子质量：同位素一个原子的实际质量与12C的实际质量的 的比值。用“M”表示：M= 元素的相对原子质量：按各元素的天然同位素所占的原子个数百分比计算出来的平均值。用“ ”表示：=M1a%+M2b%+近似相对原子质量：是用同位素的质量数及其所占的原子个数百分比计算出来的平均值。用“ ”表示：=A1a%+A2b%+例 符号 同位素原子量 原子百分组成 35Cl 34.969 75.77% 37Cl 36.966 24.23%35Cl、37Cl中的35、37，分别为两种同位素的质量数。近似相对原子质量 =3575.77%+3724.23%=35.481元素的相对原子质量 =34.96975.77%+36.96624.23%=35.453由上例还可看出，质量数与同位素原子的相对原子质量近似相等；元素的相对原子质量与元素近似相对原子质量都是平均值，且近似相等。二、原子核外电子排布核外电子运动特征：（）电子质量小，运动空间很小，但电子运动速度快，接近光速（3108m/s）（）高速运动时，不能找到运动轨迹，不能准确地测量和计算出电子的确切位置。电子云：是用来描述核外电子的运动时，好象一团带负电荷的云雾在原子核周围，人们形象地把它叫做“电子云”。电子云中每个黑点，仅表示一个电子在核外空间出现的一次机会，黑点的疏密表示电子出现机会的多少，而不是电子的多少。3核外电子排布规律：（）各电子层最多容纳电子数目：2n2（）最外层电子数目不超过个，（层为最外层时，不超过个）。（）次外层电子数目不超过18个，倒数第三次电子数目不超过32个。核外电子总是尽先排步在能量低的电子层，然后按能量高低依次排步4核外电子排布的表示方法：（1）原子结构示意图（2）阴、阳离子结构示意图阴离子：核外电子数大于核电荷数。阳离子：核外电子数小于核电荷数。5原子核外电子排布与元素性质的关系金属元素：最外层电子数少于4，易失电子，显金属性。非金属元素：最外层电子数大于或等于4个电子，易得电子，显非金属性。稀有气体：原子最外层电子为8个（其中氦为2个），性质稳定，不易起反应。6118号元素原子核外电子排布特点（1）12号元素只有K电子层，有12个电子；310号元素的原子各有2个电子层，最外层为18个电子，次外层（L层）8个电子。（2）核外有10个电子的微粒阳离子：Na+、Mg2+、Al3+、NH4+、H3O+。阴离子：N3、O2、F、OH、NH2。分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4。（3）元素原子结构的特殊性 原子核中无中子。最外层只有一个电子的原子：H、Li、Na。典型例题讲解例1 设某元素原子核内的质子数为m，中子数为n，则下列论述正确的是（ ）（A）不能由此确定该元素的原子量（B）这种元素的原子量为(m+n)（C）若碳原子的质量为Wg，此原子的质量为(m+n)Wg（D）核内中子的总质量小于质子的总质量解析：元素的原子量是某元素的各种天然同位素按它的原子数在自然界的百分比计算出来的平均值，（A）正确；原子核内质子数+中子数只能表示质量数，即该原子的相对质量，（B）不正确；此原子的质量应近似等于 (m+n)g，故（C）不正确；m, n均为未知，不能确定中子的总质量与质子总质量的大小，（D）不正确；因此只有选项（A）是正确的。例2 某元素X构成的气态单质分子（双原子分子）有三种，其分子量分别为70、72、74，此三种分子的物质的量之比为961，则下列叙述正确的是（ ）（A）X有三种同位素（B）其中一种同位素的质量数为36（C）质量数为35的X，其原子百分含量为75%（D）X2的平均分子量为72解析：根据数学的组合知识，若X有三种同位素，由它们构成的双原子分子应有6种，三种单质分子只可能由两种同位素构成，故（A）（B）是不正确的。依题意，可求得X2的平均分子量M，M= =71，所以，元素X的原子量为 =35.5，根据三种分子量分别是70、72、74，故可判定该同位素的质量数必为35和37。又知元素X的两种同位素为 ，35a%+37(1-a%)=35.5 a=75%， 的原子百分含量为75%，故本题的正确答案选（C）。 例3 下列叙述正确的是（ ）（A）40K和40Ca原子中质子数和中子数都不相等（B）金刚石和石墨的性质相同（C）H2和D2互为同位素（D）某物质只含一种元素，该物质一定是纯净物解析：质子数决定元素种类，质子数和中子数决定原子的种类。因为40K的质子数是19，40Ca的质子数是20，两者质量数相同，质子数不同，所以，中子数也不相等，因此（A）是正确的，金刚石和石墨都是由碳元素构成的。由于它们的晶体结构不同，性质上也存在差异，如硬度，导电性都不同，在化学性质上也不完全相同，金刚石相对稳定；H2和D2是单质分子，不符合同位素的概念；白磷和红磷混在一起，虽然体系中只有一种元素，却存在着结构完全不同的两种分子，所以，不是纯净物。故（B）（C）（D）三个选项均是错误