鲁科版必修2 第1章第1节 原子结构（第1课时） 学案.doc

第1节 原子结构第1课时 原子核 核素学习目标定位1.了解原子的结构，知道x的含义，掌握构成原子的各微粒数的关系。2.知道元素、核素、同位素的含义及其区别。一、原子的构成1构成原子的微粒有电子、质子和中子，其中质子和中子构成原子核。微粒电子质子中子质量/kg9.10910311.67310271.6751027相对质量0.5481031.0071.008电量/c1.60210191.60210190电荷110n原子中微粒数77根据表中数据，讨论下列问题：(1)决定原子质量的微粒有哪些？答案质子和中子。(2)若一个质子和一个中子的相对质量都近似等于1，则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。(3)在原子中质子数、中子数、核外电子数、核电荷数、原子序数、质量数之间的关系如何？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。(4)原子为什么显电中性？答案因为原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数相等。2原子组成表示方法一般用符号x表示，字母表示意义如下：如cl表示质量数为37、质子数为17、中子数为20的氯原子。根据质量数和质子数可计算出中子数，所以根据符号x，就知道了该元素原子原子核的组成情况。1原子及构成微粒原子2原子、离子组成中的数量关系(1)核电荷数质子数核外电子数。(2)质量数(a)质子数(z)中子数(n)。(3)阳离子中：质子数核电荷数核外电子数离子电荷数。(4)阴离子中：质子数核电荷数核外电子数离子电荷数。3原子的相对原子质量(ar)质量数(a)。关键提醒(1)h原子不含中子。(2)原子的种类由质子和中子共同决定。1据新华社报道，我国科学家首次合成了b一种新核素镅(am)，这种新核素同铀(u)比较，下列叙述正确的是()a具有相同的质子数b原子核中具有相同的中子数c具有相同的质量数d原子核外电子总数相同答案c解析am的质子数是95，质量数为235，核外电子数为95，中子数是23595140；u的质子数是92，质量数为235，核外电子数为92，中子数是23592143，它们的质量数都是235，只有c项正确。易错警示不同元素原子的质量数可能相同；原子种类由质子数和中子数共同决定，而不是由质量数决定。2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解析根据“质子数中子数质量数”的关系可知：(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。方法规律原子的相对原子质量近似等于原子的质量数；简单离子(如cl)的质量数与原子(cl)的质量数相等。二、核素1填写下表原子ccc质量数121314质子数666中子数678核外电子数6662.分析上表，回答下列问题：(1)三种碳原子结构上的相同点是质子数相同，核外电子数相同。(2)三种碳原子结构上的不同点是中子数不同，质量数也不同。(3)通过上表分析可知，三种碳原子的质子数都是6，因而都属于碳元素，但中子数不相同，它们属于不同的核素。(4)c、c、c它们之间的关系是互为同位素。3请将下列核素与其用途连线。ca考古中推断生物体的存在年代c b核反应堆的燃料h和h c相对原子质量的标准原子u d同位素示踪p e制造氢弹答案c；a；e；b；d归纳总结1元素、核素、同位素和同素异形体的区别与联系(1)区别名称内容项目元素核素同位素同素异形体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、中子数不同的核素同种元素形成的不同的单质范畴同类原子，存在游离态、化合态两种形式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由同位素组成的单质，化学性质几乎相同，物理性质不同由一种元素组成，可独立存在决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构举例h、c、n三种元素h、h、h三种核素u、u、u互为同位素石墨与金刚石(2)联系2同位素的性质(1)同一种元素的各种核素化学性质几乎相同，物理性质有一定的差异。(2)天然存在的某元素的核素，不论是游离态还是化合态，各种核素所占的原子个数百分比一般是不变的。关键提醒(1)元素可以有若干种核素，也可以只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子。(2)多数元素有同位素，个别元素没有同位素。(3)不同核素间的转化不属于化学变化，而属于核反应。3科学家通过用14c标记的c60发现了一种c60的羧酸衍生物，它在特定条件下可以通过断裂dna分子来抑制艾滋病毒。下列有关14c的叙述正确的是()a14c与12c60的碳原子化学性质不同b14c与14n核内中子数相同c14c与12c60互为同素异形体d14c与12c、13c互为同位素答案d解析决定原子化学性质的最主要因素是核电荷数和核外电子数(特别是最外层电子数)，14c与12c核电荷数、核外电子数完全相同，仅核内中子数不同，则14c与12c60的碳原子化学性质基本相同，a项错误；14c、14n核内中子数分别为8和7，b项错误；同素异形体是指由同种元素形成的不同单质，而14c是碳元素的一种原子(核素)，12c60是碳元素的一种单质，c项错误。易错警示同位素与同素异形体判断的关键：同位素的研究对象是原子，而同素异形体的研究对象是单质，其结构不同。如d2o和h2o,16o2和18o2,16o3和18o2都不是同位素。d2o和h2o、16o2和18o2都不是同素异形体，16o3和18o2是同素异形体。4下列说法错误的是()a.h、h、h和h2是氢元素的四种不同微粒b.ca和ca、金刚石和石墨分别互为同位素c.h和h是不同的两种核素d.c和c互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎相同答案b解析a项，四种粒子是氢元素的四种不同微粒，正确；b项，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，错误；c项，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，正确；d项，c和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，正确。易错警示由同位素组成的单质或化合物的化学性质相同，物理性质不同。5230th和232th是钍的两种同位素，232th可以转化成233u。下列有关th的说法正确的是()ath元素的质量数是232bth元素的相对原子质量是231c232th 转换成233u是化学变化d230th和232th的化学性质相同答案d解析th有质量数为230、232的两种核素，不能说th元素的质量数为232，a项错误；元素的相对原子质量是由各种同位素的相对原子质量与其百分含量求得的平均值，b项错误；化学变化是生成新物质的变化，原子不变，c项错误；同位素的物理性质可以不同，但同位素的质子数和核外电子数相同，故化学性质相同，d项正确。易错警示(1)元素的相对原子质量是由各种同位素的相对原子质量与百分含量求得的平均值，某核素的相对原子质量近似为该核素的质量数，而不是该元素的相对原子质量。(2)由于多数元素有不同的核素，因此不能说元素的质量数，而可以说是某原子或某核素的质量数。(3)原子是化学变化中的最小微粒，核素之间的转化不属于化学变化。1.u是重要的核工业原料，下面列出该原子核内中子数与核外电子数之差的数据正确的是()a51 b92c143 d235答案a解析u质子数为92，质量数为235，原子核内质子数原子核外电子数，质量数质子数中子数。所以原子核内中子数与核外的电子数的差为(23592)9251。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是()aaxn48 baxn24caxn24 daxn24答案b解析r的质子数为x83nx24n，所以其中子数为ax24n，b项正确。316o和18o是氧元素的两种核素，na表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是()a16o2与18o2是氧元素的两种核素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之间的相互转化d标准状况下，1.12 l 16o2和1.12 l 18o2均含有0.1na个氧原子答案d解析核素是指具有一定数目质子和中子的原子，16o2与18o2都是氧气的单质，a项错误；16o与18o核外电子数相等，核外电子排布也相同，b项错误；16o与18o之间的转化是原子核的变化，不是化学变化，c项错误；标准状况下，1.12 l 16o2和1.12 l 18o2 的物质的量均为0.05 mol，含有的氧原子数均为0.1na，d项正确。4锎是锕系中的一种元素，1 mg锎(cf)每秒钟约能释放出2.34109个中子，在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关说法错误的是()a.cf的摩尔质量为252b.cf和cf互为同位素c.cf中，质子数和电子数均为98d.cf的中子数与质子数之差为56答案a解析cf的摩尔质量为252 gmol1，a项错误；cf与cf互为同位素，b项正确；cf原子中，质子数和电子数相等，均为98，c项正确；cf的中子数与质子数之差为(25298)9856，d项正确。5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. molb. molc. mold. mol答案c解析r2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。6(1)在li、li、na、mg、c、n中：_和_互为同位素；_和_的质量数相等，但不能互称同位素；_和_的中子数相等，但质子数不等，所以不是同一种元素。(2)在下列基本粒子中：1h、2h、3h、234u、235u、238u、40k、40ca、cl2、14n、14c。它们分属_种元素，属于氢元素的核素有_种；互为同位素的为_、_；质量数相等的为_；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_种；可得相对分子质量不同的水分子为_种。(3)质量相同的ho和do所含质子数之比为_，中子数之比为_，电解产生的氢气在同温同压下体积之比为_，质量之比为_。答案(1)lilicn namg(2)731h、2h、3h234u、235u、238u40k、40ca；14n、14c187(3)1098910959解析(1)6li与7li质子数相同，中子数不同；14c与14n，质子数不同，不能互为同位素；23na与24mg中子数相同，质子数不同。(2)题列粒子分属h、u、k、ca、cl、n、c 7种元素。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。40k和40ca 质量数都为40；14n和14c 质量数都为14。h2o 可以看作两个氢原子结合一个氧原子，首先是两个氢原子的组合方式有以下几种共6种组合方式，每一种结合氧原子的可能性有3种(o、o、o)，这样水的种类共有：6318种，其相对分子质量分别为18、19、20、21、22、23、24共7种。(3)设质量都为1 g，ho与do的质子数之比为109，中子数之比为(8)(10)89，电解产生的氢气同温同压下的体积比即为物质的量之比为109，质量比为(2)(4)59。基础过关题组1原子组成及其微粒间的数量关系1关于微粒x，下列说法正确的是()a该微粒的中子数为17b该微粒的核外电子数为17c该微粒的中子数为20d该微粒的质子数为37答案c解析x表示质子数为17，中子数为20，核外电子数为18的氯离子，c项正确。2受台风影响，日本福岛在2013年10月11日排泄废核污染水，经测定周围海域i和cs含量升高，关于这两种微粒的说法正确的是()a.i通过化学反应生成csb.i比cs少6个中子c.cs核外电子数为88d.i核内中子数为78答案d3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()a278 b277c166 d165答案d解析znpbxn，所以该元素原子内中子数为277112165。4某元素的一个原子形成的离子可表示为xn，下列说法正确的是()a.xn含有的中子数为abb.xn含有的电子数为ancx原子的质量数为abndx原子的质量约为 g答案d解析中子数质量数质子数，为(ba)，a项错误；该离子含有的电子数为(an)，b项错误；质量数与核外电子数无关，所以x原子的质量数为b，c项错误。题组2核素、同位素、同素异形体的区别5重水(d2o)是重要的核工业原料，下列说法错误的是()a氘(d)原子核外有1个电子b1h与d互称同位素ch2o与d2o互称同素异形体d1ho与do的相对分子质量相同答案c解析氘(h)是氢元素的一种核素，含有1个质子、1个中子和1个电子，与1h互为同位素，a、b项正确；由同种元素形成的性质不同的单质之间互称为同素异形体，h2o与d2o为化合物，c项错误；1ho与do的相对分子质量均为20，d项正确。6下列微粒中，互为同位素的是()ad2o和h2o b.x和xc.y和y do2和o3答案c解析同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素。d2o和h2o均为化合物，o2和o3均为单质，x和x的质子数不同，是两种不同元素的原子，y和y互为同位素。7分析发现，某陨石中含有一种半衰期极短的放射性原子mg，下列关于该原子的说法正确的是()a该原子核内中子数是12b它和mg互为同位素c它和si互为同位素d该原子极不稳定，与mg的化学性质有很大差异答案b解析该原子核内中子数应是16；它与si不是同位素；该原子虽不稳定，但它与mg的化学性质是相同的。8对于符号：35cl和37cl、h2和d2、1ho和2ho。下列有关说法正确的是()a35cl和37cl互称为同素异形体bh2和d2是氢元素的两种同位素c35和37表示的是质量数d1ho和2ho表示同一种水分子答案c解析35cl和37cl是不同种原子，是氯元素的两种同位素，a项错误；h2和d2是单质，b项错误；1ho由2个普通氢原子(1h)和1个16o原子构成，其质量数之和为18，而2ho由2个重氢原子(2h)和1个18o原子构成，其质量数之和为22，是不同种水分子，d项错误。题组3原子结构的综合9钛(ti)元素的同位素有ti、ti、ti、ti、ti，下列说法中不正确的是()a上述同位素中，ti原子核中的中子数不可能是30b题述中包括5种钛元素，且质子数都是22c题述中包括5种钛原子，即钛的5种核素d钛的相对原子质量不可能为46，也不可能为50答案b解析ti、ti、ti、ti、ti是5种具有一定数目的质子(均为22)和一定数目的中子(分别是24、25、26、27、28)的原子，它们是5种核素。元素的相对原子质量是按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值，故钛的相对原子质量应介于46和50之间。10某元素的一种同位素x的原子质量数为a，含n个中子，它与1h原子构成hmx分子。在a g hmx中所含质子的物质的量是()a.(anm)mol b.(an)molc.(an)mol d.(anm)mol答案a解析 能力提升11用符号表示下列原子：(1)质子数为a，中子数为b的x原子_。(2)质子数和中子数都为9的氟原子_。(3)中子数为2的氢原子_。(4)中子数分别为8、9、10的氧原子_。(5)质量数分别为35、37的氯原子_。(6)已知r2核外有a个电子，它含有b个中子。表示r原子符号的是_。答案(1)x(2)f(3)h(4)o、o、o(5)cl、cl(6)r解析解答此题须明确x中各符号的含义。a质量数，z质子数，x元素符号。r2的核外电子数为a，则其核电荷数为(a2)，质量数质子数中子数a2b。12(1)用a.质子数、b.中子数、c.核外电子数，填写下列各空格(填字母)。原子种类由_决定。元素种类由_决定。元素的同位素由_决定。核素的相对原子质量由_决定。简单离子(如na)的电荷数由_决定。(2)be有两种核素10be和9be，这两种核素_(填字母)。a具有相同的化学性质b通过化学变化可以实现10be和9be间的相互转化c是同种原子，具有相同的中子数d互为同素异形体(3)科学家发现c60后，近年又合成了许多球形分子(富勒烯)，如c50、c70、c120、c540等，它们互称为_(填字母)。a同种物质 b同种核素c同素异形体 d同位素(4)科学研究表明，月球上有丰富的he资源，可开发利用作未来的新型能源。he的中子数是_；he与he互称为_；粒子是带有2个单位正电荷、质量数为4的原子核，由此推断粒子含有_个质子和_个中子；在he、he两种核素中，原子核内的中子数之差为_，与粒子有相同质子数和中子数的是_。答案(1)abaababac(2)a(3)c(4)1同位素221he解析(2)10be和9be属于同种元素，原子最外层电子数相同，化学性质相同，故a正确；化学变化中原子保持不变，则通过化学变化不能实现10be和9be间的相互转化，故b错误；原子种类由质子数和中子数共同决定，10be和9be 的中子数分别为6、5，中子数不同，不属于同种原子，故c错误；同素异形体是同种元素形成的性质不同的单质间的关系，10be和9be属于原子，故d错误。(3)由同一元素形成的不同单质称为同素异形体；核素是指具有确定数目质子和中子的原子；质子数相同中子数不同的原子互称同位素。c50、c70、c120、c540等物质都是由碳元素组成的单质，是同素异形体。(4)he表示质子数为2、质量数为3的一个氦原子，其中子数是321；he与he互称为同位素；根据粒子是一个原子核可知粒子中不含电子，再由粒子带有2个单位正电荷可知其含有2个质子，进而可以根据质量数为4的原子核推断出粒子含有2个中子；he中有2个质子和1个中子，he中有2个质子和2个中子，故二者中子数之差为1；在he中有2个质子和2个中子，与粒子有相同质子数和中子数。13(1)选择合适的序号填空。ao2、o3、o4b.ca、arcfe2、fe3d氕、氘、氚eh2o、d2o、t2of金刚石、石墨gna、na。属于同位素的是_，属于同素异形体的是_，质量数相同的原子是_，属于同种元素的不同离子的是_。(2)有下列微粒：h；h；h；16o；18o；12c；13c；40k；40ca。上述微粒中，共含有_种核素，分为_种不同的元素，互为同位素的是(填序号，下同)_，质量数相等的微粒是_，形成的水分子共有_种，构成的二氧化碳分子中，其相对分子质量最多可能有_种。答案(1)dafbc(2)95；126解析(1)同位素是指质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素，选d；同素异形体是指由同种元素形成的不同单质，选a、f；ca和ar两种原子，质量数都是40；fe2、fe3是铁元素带有2个单位正电荷和3个单位正电荷的不同离子。(2)一个水分子由2个氢原子和1个氧原子构成，不同的氢、氧原子构成不同的水分子，如1ho、1ho、2ho、2h18o等为不同的水分子。从相对分子质量来看，这些原子构成的二氧化碳分子中相对分子质量最大的是13181849，最小的是12161644，按组合方式可得相对分子质量最多有6种。14科学家们发现氢元素有三种同位素