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3课时）核素学案 新人教版必修

1、第3课时核素学习目标1了解质量数和AZX的含义。2.了解核素、同位素的概念。3.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，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。知识点一原子的构成质量数自主探究自主学习探究归纳阅读教材P9，思考并填空1质量数的概念质子和中子的相对质量都近似为1，如果忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数。2数值关系质量数(A)质子数中子数。3原子的表示方法即X代表一个质量数为A、质子数为Z的X原子。例如：Na表示质量数为23、质子数为11的一种钠原子。自我测评(做一做)1判断正误：(1)所有原子都由

2、质子、中子和核外电子构成。()分析：氕原子没有中子。(2)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17。 ()分析：核外电子数质子数，质子数中子数质量数。2思考：若两种微粒含有的质子数与核外电子数分别相同，则两种微粒存在几种情况？提示：原子中：质子数核外电子数；阳离子Xm中：质子数核外电子数m；阴离子Xm中：质子数核外电子数m；故若两种微粒含有的质子数与核外电子数分别相同，则两种微粒一定带有相同电荷或不带电荷。可能有以下四种情况：两种核素，如16O和18O；两种分子，如H2O和NH3；两种阳离子，如NH和Na：两种阴离子，如OH和F。认知总结1.质量数人们将原子核内质子数和中子

3、数之和称为质量数，用符号A来表示。即：质子数(Z)中子数(N)质量数(A)。特别提醒质量数在数值上等于该原子的相对原子质量的整数部分。2原子构成的表示方法(1)构成原子或离子的微粒间的数量关系质子数核电荷数原子序数核外电子数(原子)。阴、阳离子所带电荷数质子数核外电子数。质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。质子数(Z)阳离子的核外电子数阳离子的电荷数。质子数(Z)阴离子的核外电子数阴离子的电荷数。(2)原子组成符号及其含义特别提醒(1)元素的种类由原子核内的质子数决定，因此划分元素种类的唯一标准是质子数(即核电荷数)。(2)元素只讲种类，不讲个数。(3)“同一类”包含质子数相同的各种原子或离

4、子，是广义的原子，如Na与Na，Cl与Cl。(4)核电荷数相同的“粒子”不一定是同种元素，也可能是原子团，如NH有11个质子，Na也有11个质子。讲练互动典例剖析题组训练典例剖析(2015山东泰安高一检测)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的质量数为131B.I的原子序数为53C.I的原子核外电子数为78D.I的原子核内中子数多于质子数解析I表示的是质子数为53，质量数为131的碘原子，其原子序数和核外电子数都为53，中子数1315378，所以中子数多于质子数。答案C易误警示原子组成中的“不一定”(

5、1)任何原子中，质量数质子数中子数，但质子数不一定等于中子数。(2)有质子的原子不一定有中子，如1H只有一个质子和一个电子，没有中子。(3)有质子的微粒不一定有电子，如1H只有一个质子，既没有中子也没有电子。 题组训练题组原子构成微粒间的数量关系1质子数和中子数相同的原子A，其阳离子An核外共有x个电子，则原子A的质量数为()A2(xn)B2(xn)C2x Dn2x解析：选A。已知阳离子Xm中：质子数核外电子数m。则原子A的质子数中子数xn，故其质量数2(xn)。2已知R2核外有a个电子，b个中子，表示R原子符号正确的是()A.R B.RC.R D.R解析：选C。阳离子中：质子数电子数电荷数，

6、则R的质子数a2，质量数a2b。3某元素原子X的质量数为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)molB.(AN)molC.(AN)molD.(ANm)mol解析：选A。根据题意，X原子的质子数为(AN)，1个HmX分子中所含质子数为m(AN)，则a g HmX中所含质子的物质的量为m(AN)(ANm) mol。知识点二核素同位素自主探究自主学习探究归纳阅读教材P9P10，思考并填空1核素(1)核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。(2)实例氢的三种核素：原子符号(X)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)H氕10H

7、或D氘11H或T氚122.同位素定义质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子特点位置：在元素周期表中占据相同位置结构：质子数相同，而中子数不同性质：化学性质几乎完全相同，某些物理性质略有不同存在：天然存在的同位素，相互之间保持一定的比率应用C在考古工作中用于测定文物的年代；U用于制造原子弹、核能发电；H、H用于制造氢弹等自我测评(做一做)1判断正误：(1)原子的种类大于元素的种类。()分析：绝大多数元素有多种不同的同位素原子，故原子的种类远大于元素的种类。(2) H2、D2、T2互为同位素。()分析：同位素的研究对象是原子，而H2、D2、T2是由不同核素构成的单质分子，不能互为同位素。2思考

8、：(1)C与N的质量数相等，是否互为同位素？提示：质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。C与N的质量数相等，但质子数分别为6和7，属于不同的元素，故不是同位素。(2)核素种类与质子数、中子数和质量数有何关系？提示：核素是具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，因此核素种类由质子数、中子数共同决定。质量数质子数中子数，故不同的核素也可能具有相同的质量数，如C和N，故核素种类与质量数无直接关系。认知总结元素、核素、同位素及同素异形体的辨析1符号解读：X：A代表质量数；Z代表质子数；m代表离子所带的电荷数；或代表离子所带电性；n代表原子个数。(1)一般关系：无论是原子还是离子，都

9、存在关系：质量数(A)质子数(Z)中子数(N)。质子数核电荷数原子序数。(2)特殊关系：原子中：质子数核外电子数。离子中：对于阳离子：质子数核外电子数m。对于阴离子：质子数核外电子数m。2元素、核素、同位素、同素异形体的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单质范畴同类原子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化学性质几乎完全相同元素相同、性质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、结构举例H、C、O三种元素H、H、H三种核素H、H、H互为同位素O2与O3互为同素异

10、形体3.元素、核素、同位素、同素异形体间的联系扫一扫进入91导学网()核素讲练互动典例剖析题组训练典例剖析储氢合金是一类能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料。如由金属镧(La)和镍(Ni)形成的合金LaNi5就是一种良好的储氢合金。下列关于La 和 Ni的说法中正确的是()A镧元素的质量数为139B.Ni的核内质子数比中子数多3C.La与La的核外电子数相同，属于同一种核素D.Ni与Ni化学性质相同，互为同位素解析139为La原子的质量数，A项错；Ni的核内质子数(28)比中子数(31)少3，B项错；La与La的质子数相同，但中子数不同，是两种不同的

11、核素，C项错；Ni与Ni是同种元素的不同核素，互为同位素，化学性质相同，D项对。答案D规律方法(1)判断元素、核素和同位素时，要抓住各种微粒的本质。即质子数相同的原子就是同种元素；质子数和中子数均相同的就是同种原子，也称为核素，同种元素的不同核素互称同位素。(2)答题时要认真分析原子表示符号的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。(3)互为同位素的原子，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同。题组训练题组一同位素概念辨析与应用1下列说法错误的是()A.H、H、H和H2是氢元素的四

12、种不同粒子B石墨和金刚石互称为同位素C.Ca和Ca互称为同位素D12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同解析：选B。A项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，A正确；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，B错误；Ca和Ca是质子数均为20，中子数不等的不同钙原子，它们是不同的核素，互称为同位素，C正确；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，其物理性质不同，但化学性质却相同，D正确。2某元素的一种同位素原子的质子数为m，中子数为n，则下述论断正确的是()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

13、若碳原子质量为W g，此原子的质量为(mn)W gD核内中子的总质量小于质子的总质量解析：选A。元素的相对原子质量等于其各种天然、稳定的同位素原子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，A项正确，B项错误；同位素原子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，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。题组二元素、核素、同位素的综

14、合辨析3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)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)解析：本题列出的12种粒子分属H、U、K、Ca、Cl、N、C七种元素，1H和 1H是同一种核素的不同粒子，1H、2H、3H属于氢元素的三种不同核素，且互为同位素，234U、235U、238U属于铀元素的三种不同核素，也互为同位素。答案：(1)7331H,2H,3H234U,235U,238U(2)1H

15、与1H40K与40Ca14N与14C易错易混小结1原子得失电子形成的阴、阳离子中，质子数和电子数不相等，并且离子中也不一定含有电子，如H就没有电子。2并不是所有原子都是由质子、中子、电子构成的，H中就不含中子。3元素周期表中已列出了118种元素，但有的元素还未命名。4同位素与同素异形体所指的对象不同，前者指原子，后者指单质。5金刚石和石墨混合在一起为混合物，而H2、D2、T2混合在一起为纯净物。知能演练轻松闯关学生用书独立成册基础温故12009年自然杂志报道了我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。10Be和9Be

16、()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具有相同的物理性质解析：选C。10Be与9Be是同种元素的不同核素，二者互为同位素，具有相同的化学性质，物理性质不同。2据报道，科学家又发现了某元素的一种原子，它的原子核内有161个中子，质量数为272。该元素的原子序数为()A111B161C272 D433解析：选A。依据“质量数质子数中子数”可得：质子数272161111；而原子序数等于质子数。3下列各组中属于同位素关系的是()A.K与Ca BT2O与H2OC.K与K D金刚石与石墨解析：选C。属于同位素关系则必须符合质子数相同、中子数不同的同一元素的不同原子。4关于12C、14C

17、、13N、14N几种原子的相互关系描述正确的是()A14C和14N质量数相同，互为同位素B12C和14N含有相同的中子数C12C和13N中子数相同，质子数不同，互为同位素D12CO和14CO物理性质不同，化学性质基本相同解析：选D。质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素之间互称同位素，故A、C错；12C、14N原子中含有的中子数分别为6、7，B错。5李克强总理在世界核安全会议上倡导各成员国安全、合理地开发利用核能。U是核反应堆的重要原料，下列说法正确的是()A.U中的中子数为235B.U和U是同一种核素C.U和U是铀元素的两种同素异形体D合理利用核能符合“低碳经济”要求解析：选D。U的中

18、子数为23592143，A错误；U与U中子数不同，不是同一种核素，B错误；U和U是铀元素的两种核素，二者互为同位素，C错误；合理利用核能可减少化石燃料的使用，从而降低CO2的排放，D正确。6下列说法中正确的是()A任何元素原子的原子核都是由质子和中子构成的B.Cl、Cl互为同位素，Cl2与Cl2互为同素异形体C常温下，4.48 L Cl2含有8NA个中子(NA为阿伏加德罗常数的值)DO2、Mg2、Ne的结构示意图都可以用表示解析：选D。H中不含中子，A错；Cl2与Cl2是同种物质，B错；常温下，4.48 L气体的物质的量不是0.2 mol，C错；O2、Mg2、Ne都是10e微粒，D对。7(20

19、15福建漳州高一检测)在自然界中锗有5种稳定的核素：70Ge、72Ge、73Ge、74Ge、76Ge。下列有关说法中正确的是()A70Ge、72Ge等互称同素异形体B70Ge、72Ge等互称同位素C70Ge、72Ge等的核外电子排布不同D70Ge、72Ge等的质子数、质量数、核外电子数相等解析：选B。70Ge、72Ge等是同种元素的不同核素，互称为同位素，不是同素异形体，A错，B正确；这些核素的质子数、核外电子数相等，故核外电子排布相同，而核内中子数不同，质量数不相等，C、D错。8由 (m、n均大于0)的原子构成的单质，与盐酸反应有可燃性气体生成。该结构中n和m的关系，正确的是()Amn B0

20、n10Cm10n Dm4解析：选D。金属单质能够和盐酸反应生成可燃性的氢气，该金属应为Na、Mg、Al，其最外层电子数为13。9(1)下列原子：C、N、H、Na、H、U、K、H、U中共有_种元素，_种核素，_互为同位素。(2)填写下列表格(Z质子数，N中子数，A质量数)：原子组成ZNA1939O1822解析：根据AZN，只要知道其中的两个值，就可以求出第三个。答案：(1)69H、H和H，U和U(2)原子组成ZNAK208816Ar4010.(1)日本大地震和海啸造成核电站爆炸，发生核泄漏，使碘131、铯137等放射性核素扩散到空气和海洋中。碘131的原子核中，中子数与质子数之差为_，铯元素位于

21、元素周期表中第_周期第_族。(2)在H3O中，质子数、中子数、电子数之比为_。解析：(1)碘131原子核中有1315378个中子，中子数与质子数之差为785325。(2)1个H3O中有11个质子，8个中子，10个电子。答案：(1)25六A(2)11810能力提升1116O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互为同素异形体B16O与18O核外电子排布方式不同C16O和18O互为同位素D1.12 L 16O2和1.12 L18O2均含有0.1NA个氧原子解析：选C。同种元素形成的不同单质互称为同素异形体，同种元素的不同核素互称为同位素，A

22、错误、C正确。16O和18O的核外电子排布完全相同，B错误。D项未指明温度和压强，无法判断。12(2015山东潍坊模拟)金属钛有“生物金属”之称。下列有关Ti和Ti的说法正确的是()A.Ti和Ti原子中均含有22个中子B.Ti和Ti在周期表中位置相同，都在第4纵行C.Ti和Ti的物理性质相同D.Ti和Ti为同一核素解析：选B。A项不正确，由于质量数质子数中子数，故中子数质量数质子数，则Ti原子中的中子数为482226，Ti原子中的中子数为502228。B项正确，Ti和Ti的质子数相同，所以是同一种元素，在周期表中的位置相同。与22最接近的0族元素原子序数是18(第三周期，Ar)，由于22184

23、，则22号元素Ti位于第四周期第4纵行。C项不正确，Ti和Ti互为同位素，同位素的物理性质不同，化学性质相同。D项不正确，核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，由于Ti和Ti各有一定数目的质子和中子，因此是两种不同的核素。13(2015江苏扬州高一检测)下列叙述正确的是()A核素就是同位素B元素的金属性强弱与元素失去电子数的多少成正比C具有相同质子数的微粒一定是同一种元素D核内中子数为N的R2，质量数为A，则该离子的核外电子数为AN2解析：选D。核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，而同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，A错；元素的金属性强弱与元素失去电子的难易有关，与失去电子数的多少没有必然联系，B错；具有相同质子数的微粒如H2O、Ne，不是同一种元素，C错；核内中子数为N，质量数为A的R2的质子数为AN，带2个单位正电荷，则质子数比电子数多2个，故R2核外电子数为AN2，D正确。14已知R2核内共有N个中子，R的质量数为A，m g R2中含电子的物质的量为()A.mol B.molC.mol D.mol解析：选D。R2、R的摩尔质量等于A gmol1，m g R2物质的量为n(R2)mol，每个R的核内质子数等于核外电子数为(AN)，则每个R2的核外电子数为(AN2)，因此，每摩尔R2含有电子(AN2)mol，m g R