必修2第一章第三节

1、第3课时 核素 学习学习 目标目标 1.1.了解质量数和了解质量数和 的含义。的含义。 2.2.了解核素、同位素的概念。了解核素、同位素的概念。 3.3.了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、 核外电子数核外电子数, ,以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。 A ZX 一、原子的构成质量数一、原子的构成质量数 1.1.原子的构成。原子的构成。 1 1 中子中子 1 1 2.2.质量数质量数: : (1)(1)质量数质量数: :原子核内所有原子核内所有_和和_的相对质量取近似整

2、数的相对质量取近似整数 值后相加所得的数值。值后相加所得的数值。 (2)(2)构成原子的微粒间的两个关系构成原子的微粒间的两个关系: : 质量数质量数(A)=_+_(A)=_+_。 质子数质子数= =核外电子数核外电子数=_=_=原子序数。原子序数。 质子数质子数(Z)(Z)中子数中子数(N)(N) 核电荷数核电荷数 质子质子中子中子 3.3.原子的表示方法原子的表示方法: : 质量数质量数 质子数质子数 14146 6 8 8 二、核素同位素二、核素同位素 1.1.核素核素: : (1)(1)定义。定义。 具有一定数目具有一定数目_和一定数目和一定数目_的一种原子。的一种原子。 中子中子质子

3、质子 (2)(2)实例实例氢的三种核素。氢的三种核素。 原子原子 符号符号 原子名称原子名称 氢元素的原子核氢元素的原子核 质子数质子数(Z)(Z)中子数中子数(N)(N) 氕氕_ 或或D D氘氘_ 或或T T氚氚_ A Z ( X) 1 1H 2 1H 3 1H 1 1 0 0 1 11 1 1 1 2 2 2.2.同位素同位素: : (1)(1)含义含义两同两不同。两同两不同。 两同两同:_:_相同、元素相同相同、元素相同; ; 两不同两不同:_:_不同、原子不同。不同、原子不同。 (2)(2)特点。特点。 位置位置: :在周期表里占据在周期表里占据_位置。位置。 结构结构:_:_相同相同

4、,_,_不同。不同。 性质性质: :化学性质几乎化学性质几乎_,_,物理性质略有差异。物理性质略有差异。 存在存在: :天然存在的同位素天然存在的同位素, ,相互之间保持一定的比率。相互之间保持一定的比率。 质子数质子数 中子数中子数 相同相同 质子数质子数中子数中子数 完全相同完全相同 (3)(3)用途。用途。 在考古工作中用于测定文物的年代在考古工作中用于测定文物的年代 用于制造原子弹、核用于制造原子弹、核 发电；发电； 、 用于制造用于制造_等。等。 氢弹氢弹 14 6C 2 1H 3 1H 235 92U 1.1.辨析下列说法的正误辨析下列说法的正误: : (1)(1)所有原子都由质子

5、、中子和核外电子构成。所有原子都由质子、中子和核外电子构成。( () ) (2)(2)17 17O O表示质量数是 表示质量数是1717的一种氧元素。的一种氧元素。( () ) (3)(3)某种硼原子的中子数是某种硼原子的中子数是7,7,则其质量数是则其质量数是12,12,核外电子数是核外电子数是5 5。 ( () ) (4) (4) 、 、 互为同素异形体。互为同素异形体。( () ) 1 1H 2 1H 3 1H 【答案解析】【答案解析】 (1)(1)。分析。分析: :氕原子没有中子。氕原子没有中子。 (2)(2)。分析。分析: :质量数是针对原子而言质量数是针对原子而言, ,17 17O

6、 O表示质量数是 表示质量数是1717的一的一 种氧原子。种氧原子。 (3)(3)。分析。分析: :核外电子数核外电子数= =质子数质子数= =质量数质量数- -中子数中子数=12-7=5=12-7=5。 (4)(4)。分析。分析: :三者是同位素三者是同位素, ,同素异形体是同一元素的不同单同素异形体是同一元素的不同单 质。质。 2.2.下列微粒中下列微粒中, ,决定元素种类的是决定元素种类的是( () ) A.A.质子数质子数B.B.中子数中子数 C.C.质量数质量数D.D.核外电子数核外电子数 【解析】【解析】选选A A。元素是具有相同数目的质子的同一类原子的总。元素是具有相同数目的质子

7、的同一类原子的总 称称, ,所以质子数决定元素的种类。所以质子数决定元素的种类。 3.3.为纪念编制了第一个元素周期表的俄国化学家门捷列夫为纪念编制了第一个元素周期表的俄国化学家门捷列夫, ,人人 们把第们把第101101号元素号元素( (人工合成元素人工合成元素) )命名为钔。该元素最稳定的命名为钔。该元素最稳定的 一种原子可以表示为一种原子可以表示为 , ,该原子所含中子的数目为该原子所含中子的数目为( () ) A.56A.56B.157B.157 C.258C.258D.101D.101 【解析】【解析】选选B B。中子数。中子数= =质量数质量数- -质子数质子数=258-101=1

8、57=258-101=157。 258 101Md 4.4.决定核素种类的是决定核素种类的是( () ) A.A.质子数质子数 B.B.中子数中子数 C.C.原子的最外层电子数原子的最外层电子数 D.D.质子数和中子数质子数和中子数 【解析】【解析】选选D D。核素的种类取决于原子中的质子数和中子数。核素的种类取决于原子中的质子数和中子数。 5. 5. 具有放射性具有放射性, ,从而对人体产生伤害。该原子的中子数和从而对人体产生伤害。该原子的中子数和 质子数之差是质子数之差是( () ) A.136A.136B.50B.50 C.86C.86D.222D.222 【解析】【解析】选选B B。由

9、质量数。由质量数= =质子数质子数+ +中子数可知中子数可知 的中子数为的中子数为 222-86=136,222-86=136,中子数和质子数之差为中子数和质子数之差为136-86=50136-86=50。 222 86Rn 222 86Rn 6.6.下列互为同位素的是下列互为同位素的是( () ) A.HA.H2 2D D2 2B.B.14 14N N 14 14C C C.C.16 16O O 17 17O O D.D.金刚石石墨金刚石石墨 【解析】【解析】选选C C。同位素是同种元素、不同核素之间的互称。同位素是同种元素、不同核素之间的互称, ,其研其研 究对象是原子究对象是原子, ,而

10、而A A、D D项中的物质为单质项中的物质为单质;B;B项中两原子的质子项中两原子的质子 数不同数不同, ,不属于同种元素不属于同种元素;C;C项中两原子属于同种元素项中两原子属于同种元素, ,但质量数但质量数 不同不同, ,即中子数不同即中子数不同, ,故互为同位素。故互为同位素。 7.7.金属钛对体液无毒且有惰性金属钛对体液无毒且有惰性, ,能与肌肉和骨骼生长在一起能与肌肉和骨骼生长在一起, ,因因 而有而有“生物金属生物金属”之称。已知钛的一种同位素是之称。已知钛的一种同位素是 , ,该元素的该元素的 原子序数与原子核内中子数的关系是原子序数与原子核内中子数的关系是( () ) A.A.

11、大于大于B.B.小于小于 C.C.等于等于D.D.不能肯定不能肯定 【解析】【解析】选选B B。该原子的质子数。该原子的质子数, ,即原子序数是即原子序数是22,22,质量数是质量数是48,48, 中子数是中子数是48-22=26,48-22=26,故原子序数比中子数小。故原子序数比中子数小。 48 22Ti 元素、核素、同位素及同素异形体的辨析元素、核素、同位素及同素异形体的辨析 1.1.互为同位素的核素的互为同位素的核素的3 3个特点个特点: : (1)(1)三同三同: :同种元素同种元素( (同质子数、同核电荷数、同电子数同质子数、同核电荷数、同电子数),),相同相同 的位置的位置( (

12、元素周期表中元素周期表中),),化学性质几乎相同。化学性质几乎相同。 (2)(2)三不同三不同: :不同种原子不同种原子( (中子数不同、质量数不同中子数不同、质量数不同),),不同的物不同的物 理性质理性质, ,原子个数百分比不同。原子个数百分比不同。 (3)(3)一不变一不变: :在天然存在的某种元素里在天然存在的某种元素里, ,不论是游离态还是化合不论是游离态还是化合 态态, ,各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。例如各种同位素所占的原子个数百分比一般是不变的。例如, ,我我 们所吃的食盐中既有们所吃的食盐中既有NaNa35 35Cl, Cl,又有又有NaNa37 37Cl, C

13、l,且保持一定的比率且保持一定的比率 ( (35 35Cl Cl与与37 37Cl Cl的个数比不变的个数比不变) )。 2.2.区别区别: : 3.3.联系联系: : 【点拨】【点拨】 (1)(1)粒子符号粒子符号 中各数字的含义中各数字的含义: : (2)(2)若若X X是原子是原子, ,只要质子数只要质子数Z Z相同相同, ,就是同种元素就是同种元素; ; 质子数质子数Z Z和质量数和质量数A A均相同均相同, ,就是同种核素就是同种核素; ; 质子数质子数Z Z相同相同, ,质量数质量数A A不同不同, ,互称同位素。互称同位素。 (3)(3)若若X X是粒子是粒子, ,质子数相同不一

14、定是同种元素质子数相同不一定是同种元素, ,也不一定是同种也不一定是同种 核素。若两种粒子的质子数与核外电子数分别相同核素。若两种粒子的质子数与核外电子数分别相同, ,则可能有则可能有 以下四种情况。以下四种情况。 两种核素两种核素, ,如如16 16O O和 和18 18O; O; 两种分子两种分子, ,如如H H2 2O O和和NHNH3 3; ; 两种阳离子两种阳离子, ,如如N N 和和NaNa+ +; ; 两种阴离子两种阴离子, ,如如OHOH- -和和F F- -。 4 H 【微思考】【微思考】 (1)(1)16 16O O2 2与 与18 18O O2 2互为同位素吗 互为同位素

15、吗? ? 提示提示: :不是不是, ,同位素指的是同一元素的不同原子同位素指的是同一元素的不同原子, ,这两种微粒是这两种微粒是 同一物质。同一物质。 (2) (2) 、 、 、H H+ +和和H H2 2可以表示氢的可以表示氢的5 5种同位素吗种同位素吗? ? 提示提示: :不能。不能。 、 、 、H H+ +和和H H2 2表示氢元素的表示氢元素的5 5种不同的粒子种不同的粒子, , 其中其中 、 、 表示氢元素的三种核素表示氢元素的三种核素,H,H+ +表示氢离子表示氢离子,H,H2 2表示表示 氢分子。氢分子。 1 1H 2 1H 3 1H 1 1H 2 1H 3 1H 1 1H 2

16、1H 3 1H (3)(3)两种粒子的质子数和核外电子数均相同两种粒子的质子数和核外电子数均相同, ,能否一种是分子能否一种是分子, , 另一种是离子另一种是离子? ? 提示提示: :因为分子是电中性的因为分子是电中性的, ,而离子带电荷而离子带电荷, ,若一种分子和一种若一种分子和一种 离子的质子数相同时离子的质子数相同时, ,核外电子数一定不相同核外电子数一定不相同; ;若核外电子数相若核外电子数相 等等, ,则质子数一定不相等。则质子数一定不相等。 【过关题组】【过关题组】 1.(20141.(2014广州高一检测广州高一检测) )下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () ) A.A.1

17、3 13C C和 和14 14C C属于同一种元素 属于同一种元素, ,它们互为同位素它们互为同位素 B.B.2 2H H和和3 3H H是不同的核素是不同的核素, ,它们的质子数不相等它们的质子数不相等 C.C.14 14C C和 和14 14N N的质量数相等 的质量数相等, ,它们的中子数相等它们的中子数相等 D.D.6 6LiLi和和7 7LiLi的电子数相等的电子数相等, ,中子数相等中子数相等 【解题指南】【解题指南】解答本题应注意以下解答本题应注意以下3 3点点: : (1) (1) 中中A A和和Z Z分别代表质量数和质子数分别代表质量数和质子数; ; (2)(2)中子数中子数

18、(N)=(N)=质量数质量数(A)-(A)-质子数质子数(Z);(Z); (3)(3)同位素研究的对象是原子。同位素研究的对象是原子。 A Z ( X) 【解析】【解析】选选A A。A A项符合同位素的概念项符合同位素的概念;B;B项项, ,2 2H H和和3 3H H的质子数都是的质子数都是 1;C1;C项项, ,14 14C C和 和14 14N N的质量数相等 的质量数相等, ,它们的中子数不相等它们的中子数不相等, ,分别为分别为8 8和和 7;D7;D项项, ,6 6LiLi和和7 7LiLi的电子数相等的电子数相等, ,中子数不相等中子数不相等, ,中子数分别为中子数分别为3 3和

19、和 4 4。 2.(20142.(2014东城区高一检测东城区高一检测) )据科学家预测据科学家预测, ,月球的土壤中吸附月球的土壤中吸附 着数百万吨的着数百万吨的 , ,而在地球上氦元素则主要以而在地球上氦元素则主要以 的形式存的形式存 在。下列说法正确的是在。下列说法正确的是( () ) A A 原子核内含有原子核内含有4 4个质子个质子 B B 与与 互为同位素互为同位素 C C 与与 在元素周期表中占有不同的位置在元素周期表中占有不同的位置 D D 的最外层电子数为的最外层电子数为2,2,故故 易失去最外层电子易失去最外层电子 3 2He 4 2He 4 2He 4 2He 4 2He

20、 4 2He 4 2He 3 2He 3 2He 【解析】【解析】选选B B。 原子核内含有原子核内含有2 2个质子个质子,2,2个中子个中子,A,A项错误；项错误； 与与 互为同位素互为同位素,B,B项正确；项正确； 与与 为同种元素原子为同种元素原子, , 在元素周期表中占有相同的位置在元素周期表中占有相同的位置,C,C项错误；项错误； 仅有一个电子层仅有一个电子层, , 核外电子数为核外电子数为2,2,化学性质稳定化学性质稳定,D,D项错误。项错误。 4 2He 4 2He 4 2He 4 2He 3 2He 3 2He 【互动探究】【互动探究】结合题结合题2 2中中C C选项判断选项判

21、断: :在元素周期表中占据同一在元素周期表中占据同一 位置的元素一定是同位素吗位置的元素一定是同位素吗? ? 提示提示: :不一定不一定, ,如镧系元素和锕系元素。如镧系元素和锕系元素。 【变式训练【变式训练1 1】已知元素已知元素R R的某种核素的氯化物的某种核素的氯化物RClRClx x中中R Rx+ x+的核外 的核外 电子数为电子数为z,z,核内中子数为核内中子数为y,y,则该核素的组成符号为则该核素的组成符号为( () ) A. A. B.B. C.C.D.D. 【解析解析】选选D D。由。由R Rx+ x+的核外电子数为 的核外电子数为z,z,不难推出不难推出R R原子的核外电原子

22、的核外电 子数为子数为(z+x),(z+x),故故R R的质量数应为的质量数应为(y+z+x),(y+z+x),质子数为质子数为(z+x),(z+x),故应故应 选选D D。 y zR y z zR y z z+xR y z+x z+xR 【变式训练【变式训练2 2】下列说法不正确的是下列说法不正确的是( () ) A.A.元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称元素是具有相同核电荷数的同一类原子的总称 B.B.一种核素代表一种原子一种核素代表一种原子 C.C.一种元素代表一种原子一种元素代表一种原子 D. D. 的中子数是的中子数是125125 【解析】【解析】选选C C。一种元素可能有多种

23、同位素。一种元素可能有多种同位素, ,即有多种原子即有多种原子,A,A、 B B正确正确,C,C错误错误; ;该原子的中子数是该原子的中子数是125,D125,D正确。正确。 209 84Po 【备选要点】【备选要点】 核素的相对原子质量和元素的相对原子质量的比较核素的相对原子质量和元素的相对原子质量的比较 1.1.核素核素( (原子原子) )的相对原子质量的相对原子质量: :国际上国际上, ,以一种碳原子以一种碳原子( (12 12C) C)质质 量的量的1/121/12作为标准作为标准, ,其他原子的质量跟它相比较所得的比值其他原子的质量跟它相比较所得的比值, ,就就 是这种核素是这种核素

24、( (原子原子) )的相对原子质量。即的相对原子质量。即: ,: , 通常核素的近似原子质量通常核素的近似原子质量= =质量数。质量数。 12 m(X) M(X)= 1 m( C) 12 2.2.元素的相对原子质量元素的相对原子质量: :我们平常所说的某种元素的相对原子我们平常所说的某种元素的相对原子 质量质量, ,是按照该元素的各种天然同位素原子的相对原子质量以是按照该元素的各种天然同位素原子的相对原子质量以 及所占的原子百分比计算出的平均值。及所占的原子百分比计算出的平均值。 即即:M:Mr r=Aa%+Bb%+Cc%+=Aa%+Bb%+Cc%+ 其中其中:A:A、B B、CC表示各核素的

25、相对原子质量表示各核素的相对原子质量,a%,a%、b%b%、 c%c%为各核素的原子数目百分数。为各核素的原子数目百分数。 3.3.注意事项注意事项: : (1)(1)若上述公式中若上述公式中A A、B B、C C分别代表各核素的质量数分别代表各核素的质量数, ,则则MrMr就是就是 元素的近似相对原子质量。元素的近似相对原子质量。 (2)(2)若仅知道元素的某种核素的质量数若仅知道元素的某种核素的质量数, ,无法求解该元素的相对无法求解该元素的相对 原子质量。原子质量。 【微思考】【微思考】 (1)(1)氧元素的一种核素是氧元素的一种核素是18 18O, O,则氧元素的相对原子质量是则氧元素

26、的相对原子质量是18,18,对对 吗吗? ? 提示提示: :元素的相对原子质量元素的相对原子质量, ,是按照该元素的各种天然同位素原是按照该元素的各种天然同位素原 子的相对原子质量以及所占的原子百分比计算出的平均值子的相对原子质量以及所占的原子百分比计算出的平均值, ,故故 现在只知道氧元素的一种核素的相对原子质量现在只知道氧元素的一种核素的相对原子质量, ,无法求解氧元无法求解氧元 素的相对原子质量。素的相对原子质量。 (2)(2)元素周期表中的相对原子质量是核素的相对原子质量还是元素周期表中的相对原子质量是核素的相对原子质量还是 元素的相对原子质量元素的相对原子质量? ? 提示提示: :元

27、素周期表中的相对原子质量是元素的相对原子质量。元素周期表中的相对原子质量是元素的相对原子质量。 【过关题组】【过关题组】 1.1.某元素只存在两种天然同位素某元素只存在两种天然同位素, ,且在自然界它们的含量相近且在自然界它们的含量相近, , 其相对原子质量为其相对原子质量为152.0,152.0,原子核外的电子数为原子核外的电子数为6363。下列叙述中。下列叙述中 错误的是错误的是( () ) A.A.它是副族元素它是副族元素 B.B.它是第它是第6 6周期元素周期元素 C.C.它的原子核内有它的原子核内有6363个质子个质子 D.D.它的一种同位素的核内有它的一种同位素的核内有8989个中子个中子 【解析】【解析】选选D