第1章原子結構與元素周期律第1節原子結構與元素性質第1課時原子核核素

一、原子結構1.原子及其構成微粒質子中子原子核核外電子正負1對于原子來說:核電荷數=_______=___________質子數核外電子數2.質量數(1)定義：質量數即原子核中質子數(Z)和中子數(N)之和，用符號A表示。(2)計算式：質量數(A)=_______。Z+N3.原子構成的表示方法一般用符號表示，字母表示意義如下:質量數質子數元素【巧判斷】(1)的質子數為1，中子數也為1。 (

)(2)23Na+的質子數為11，中子數為12，電子數為11。(

)(3)24Mg2+中含有12個中子和12個電子。 (

)提示：×。的質子數為1，中子數為0。提示：×。23Na+的電子數為10。提示：×。由于Mg是12號元素，質量數為24，離子失去兩個電子，所以24Mg2+中含有12個中子和10個電子。【情境·思考】生物體在生命存續期間保留的一種碳原子——碳-14（）會在其死亡后衰變，測量考古遺址中發現的遺物里碳-14的數量，可以推斷出它的存在年代。【情境·思考】你知道碳-14的“14”是什么含義嗎?這種碳原子的質子數、中子數、核外電子數分別是多少?提示：碳-14的“14”是指這種碳原子的質量數為14，此碳原子的質子數為6、中子數為8、核外電子數為6。二、元素、核素、同位素1.概念及關系核電荷數質子中子相同不同2.幾種常見的同位素(1)氫元素的同位素

名稱氕氘(重氫)氚(超重氫)符號______質子數111中子數__1__HDT02(2)其他幾種常見元素的同位素元素名稱碳氧鈾元素符號COU常見同位素12C、13C、14C16O、17O、18O234U、235U、238U用途___用于考古斷代____是核反應堆的主要燃料14C235U【情境·思考】氧的同位素在地理學中被用作年代確定的參考,常用于冰川的斷代。氧的同位素在地球科學中廣泛用于確定成巖成礦物質來源及成巖成礦溫度。在生物學和醫學上有廣泛應用前景。自然界中氧以16O、17O、18O三種同位素的形式存在。上圖中有幾種元素?幾種核素?這些核素之間屬于何種關系?提示：上圖中有1種元素，3種核素，這3種核素是同一種元素的不同核素，互稱同位素。3.同位素的分類及特點(1)分類①同位素分為_____同位素和_______同位素。②放射性同位素的應用:_______示蹤(如

)和作為_______。穩定放射性同位素放射源(2)特點①同位素的_____性質基本相同，_____性質有一定差別。②天然存在的某種元素,無論是化合態還是游離態，各種同位素所占的原子個數百分比一般是_____的。化學物理不變提示:×。互為同位素的原子化學性質幾乎完全相同,但物理性質不同,如具有放射性,而

不具有。【巧判斷】(1)任何一種原子核內都含有質子和中子。 (

)(2)元素的種類和核素的種類相同。 (

)(3)互為同位素的原子性質完全相同。 (

)提示:×。的原子核內只有質子沒有中子。提示:×。一種元素可能有幾種核素,所以核素的種類比元素的種類多。知識點一原子結構及原子各微粒之間的關系【重點釋疑】1.原子的構成：構成原子的基本微粒是質子、中子和電子。三種微粒的性質、作用及相互關系如下:2.微粒間的關系(1)質量關系質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N)。(2)電性關系微粒等量關系不等量關系原子質子數=核外電子數陽離子核外電子數=質子數-陽離子所帶電荷數質子數>核外電子數陰離子核外電子數=質子數+陰離子所帶電荷數質子數<核外電子數【易錯提醒】關于原子結構的幾個易錯點(1)原子中一定含有質子,但不一定含有中子,如1H。(2)原子的質量數和相對原子質量的含義不同,但是原子的質量數一般等于該原子相對原子質量數值的整數部分。(3)對離子進行電子數與質子數換算時,應該注意陽離子和陰離子的區別。【知識拓展】突破原子組成的兩大關系(1)構成原子的微粒之間存在兩個等量關系。①原子由原子核和核外電子構成,其中原子核帶正電荷,核外電子帶負電荷,原子核由質子和中子構成;由于中子不帶電,原子呈電中性,所以原子的核電荷數=核內質子數=核外電子數。②原子結構中的核電荷數決定了元素的種類,而質子數與中子數之和決定了原子質量的相對大小,即質量數(A)=質子數(Z)+中子數(N)。(2)一個信息豐富的符號。

【思考·討論】

(1)原子為什么顯電中性?而離子帶有電荷?(2)決定原子質量的主要因素是什么?提示：因為原子核所帶正電荷數與核外電子所帶負電荷數相等。離子是原子通過得失電子形成的,核外電子數不再等于質子數,因此離子是帶電荷的。提示：因為電子的質量很小,可以忽略不計,所以主要取決于質子和中子的質量。【典例】釙是一種銀白色金屬,能在黑暗中發光,由著名科學家居里夫人與丈夫皮埃爾·居里于1898年在瀝青鈾礦中發現,為了紀念居里夫人的祖國波蘭(Polska),兩人對這種元素命名為釙,是世界上最毒的物質之一。下列有關的說法正確的是 (

)A.釙原子的核外電子數是126B.釙原子核內中子數與質子數之差是42C.釙原子核內中子數是84D.釙元素的相對原子質量是210【思維建模】解答構成原子微粒間的關系思路如下:【解析】選B。的質量數為210,質子數為84。核外電子數=質子數=84,故A項錯誤;中子數=質量數-質子數=210-84=126,故中子數與質子數之差為126-84=42,所以B項正確,C項錯誤;210為質量數,只能近似為

的相對原子質量,并不等于釙元素的相對原子質量,故D項錯誤。【遷移·應用】1.下表符號中“2”的含義正確的一組是 (

)選項2H2He2ClCa2+A質量數中子數質子數電荷數B質量數質子數原子個數電荷數C質子數中子數原子個數電荷數D質量數質子數中子數電荷數【解析】選B。元素符號左上角的數字表示質量數,左下角的數字表示質子數,右上角的數字表示所帶電荷數,前面的數字表示微粒個數。2.全世界每年都會發生上萬起火災,為了預防火災發生,現在很多商場、賓館、辦公樓都安裝有煙霧報警器,這對預防火災,減少火災損失具有很大的現實意義。常用的煙霧報警器是一種電離式煙霧報警器,其主體是一個放有镅-241（）放射源的電離室

原子核內中子數與核外電子數之差是（）A.241 B.146

C.95

D.51【解析】選D。的質子數為95,質量數為241,中子數=241-95=146,核外電子數=核內質子數=95,中子數與核外電子數之差為146-95=51。【補償訓練】可以作為核聚變材料。下列關于敘述正確的是(

)A.

和是同一種原子B.

原子核內中子數為2C.

原子核外電子數為2D.

代表原子核內有2個質子和3個中子的氦原子【解析】選C。和的質子數和中子數均不相等,不是同一種原子,故A錯誤：

原子核內中子數為3-2=1,故B錯誤；原子核外電子數等于質子數,均為2,故C正確；代表原子核內有2個質子和1個中子的氦原子,故D錯誤。【素養提升】碘-131是元素碘的一種放射性同位素,為人工放射性核素(核裂變產物),符號為131I,半衰期為8.3天。正常情況下自然界是不會存在的。在核醫學中,碘-131除了以NaI溶液的形式直接用于甲狀腺功能檢查和甲狀腺疾病治療外,還可用來標記許多化合物,供體內或體外診斷疾病用。如碘-131標記的玫瑰紅鈉鹽和馬尿酸鈉就是常用的肝、膽和腎等的掃描顯像劑。根據以上材料,回答下列問題:(1)碘-131原子的質量數、質子數、中子數各是多少?(證據推理與模型認知)(2)碘-129(129I)主要來源于宇生放射性核素,它的核內中子數與質子數的差值是多少?(宏觀辨識與微觀探析)(3)131I和127I為碘元素的兩種不同原子,這兩種原子的中子數差值是多少?(證據推理與模型認知)【解析】(1)碘-131原子的質量數為131,由于碘元素是53號元素,故質子數為53,中子數為131-53=78。(2)129I,其中子數為129-53=76,則中子數和質子數的差值為76-53=23。(3)131I和127I為碘元素的兩種同位素,這兩種原子的中子數差值是131-127=4。答案：(1)質量數為131,質子數為53,中子數為78。(2)23

(3)41.元素核素同位素同素異形體2.聯系【易錯提醒】有關核素的幾個易錯點(1)元素可以有若干種核素,也可以只有一種核素,有多少種核素就有多少種原子。(2)多數元素有同位素,個別元素沒有同位素。(3)不同核素間的轉化不屬于化學變化,而屬于核反應。【思考·討論】(1)質子數相同而中子數不同的微粒一定是同位素嗎?為什么?(2)到目前為止,人類發現的元素有118種,能否說發現的原子共有118種?提示:不一定,如和H2O質子數相同,中子數不同,但二者不是同位素。提示:不能。因為很多元素存在同位素,即同一種元素存在多種不同的原子,故人類發現的原子遠多于118種。【典例】(改編題)玉兔二號月球車于2019年1月3日22時22分完成與嫦娥四號著陸器的分離,駛抵月球表面。首次實現月球背面著陸,成為中國航天事業發展的又一座里程碑。月球車一般用作為熱源材料。下列關于的說法正確的是 (

)A.

互為同位素B.Pu互為同素異形體C.

具有完全相同的化學性質D.具有相同的最外層電子數【思維建模】解答本類試題思維流程如下:【解析】選D。A項

的質子數不同,不能互稱為同位素,A項錯誤;

Pu互為同位素,B項錯誤;

不屬于同種元素,化學性質不同,C項錯誤;為同種元素,核外電子排布相同,最外層電子數相同,D項正確。【母題追問】(1)

原子中中子數為多少?(2)

的化學性質是否相同?提示:144。中子數=質量數-質子數=238-94=144。提示:相同,由于它們的核外電子排布相同,最外層電子數相同,因此化學性質相同。【規律方法】判斷同位素、同素異形體的技巧(1)判斷同位素、同素異形體時,應抓住各種微粒的本質區別。質子數相同的原子就是同種元素,質子數相同而中子數不同的原子,互為同位素;同一元素形成的不同單質之間互為同素異形體。(2)注意原子符號中的數字意義。

,只要Z相同,就是同種元素;Z和A均相同,就是同一種核素;Z相同、A不同的互為同位素;Z不同的不論A是否相同,均不是同種元素,更不能稱為同位素。【遷移·應用】1.重水(D2O)是重要的核工業原料,下列說法錯誤的是

(

)A.氘(D)原子核外有1個電子B.1H與D互稱同位素C.H2O與D2O互稱同素異形體D.

的相對分子質量相同【解析】選C。氘(D)是氫元素的一種核素,含有一個質子、一個中子和一個電子,與1H互為同位素,A項、B項正確;由同種元素形成的不同單質之間互稱為同素異形體,C項錯誤;

的相對分子質量均為20,D項正確。2.1919年,科學家第一次實現了人類多年的夢想——人工轉變元素。這個反應如下

,下列敘述正確的是(

)A.

原子核內有9個質子B.

原子核內有1個中子C.O2和O3互為同位素D.通常情況下,He和N2化學性質都很穩定【解析】選D.

原子核內質子數是8,A錯誤;

原子核內中子數是1-1=0,B錯誤;O2和O3互為同素異形體,C錯誤;通常情況下,He和N2化學性質都很穩定,D正確。【補償訓練】下列敘述正確的是 (

)A.40K和40Ca原子中質子數和中子數都不相等B.金剛石和石墨的性質相同C.H2和D2互為同位素