同步备课一体资料之化学鲁科必修2讲义第一章 原子结构与元素周期律 第1节 第1课时Word文档格式.docx

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（2）原子核电荷数、质子数和电子数之间的关系

核电荷数＝质子数＝核外电子数。

3．质量数

（1）定义：

原子核内质子数和中子数之和称为质量数。

（2）关系：

质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）。

4．原子构成的表示方法

如：

（1）O核内的质子数为8，中子数为10；

核外电子数为8。

（2）Na＋核内的质子数为11，中子数为12；

核外电子数为10。

（3）Cl－核内的质子数为17，中子数为18；

核外电子数为18。

【议一议】

1．离子的质量数是否等于其质子数和中子数之和？

答案　是。

因为离子是通过得失核外电子形成的，而质量数只与核内质子数和中子数有关，与核外电子数无关。

2．任何原子都是由质子、中子和电子构成的吗？

答案　不一定，氢原子（H）中含有一个质子和一个电子，不含有中子。

二、核素

1．元素

（1）概念：

具有相同质子数（核电荷数）的同一类原子的总称。

（2）元素的种类是由原子核内的质子数决定的。

（3）主族元素的化学性质主要由元素原子的最外层电子数决定。

2．核素

具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。

（2）核素（原子）的种类由质子数、中子数决定。

3．同位素

质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素。

（2）元素的同位素由中子数决定。

（3）氢元素的三种核素

H

俗称

氢

重氢

超重氢

符号

D

T

质子数

1

中子数

2

（4）几种重要核素的应用

①用作制造氢弹的原料的是H、H（写原子符号，下同）；

②用作核反应堆燃料的是U；

③用作相对原子质量标准的原子是C；

④用作考古推断生物体的存在年代的是C；

⑤阿伏加德罗常数测定的标准原子是C。

1．所有的元素都有同位素（两种或两种以上核素）吗？

答案　元素不一定都有同位素。

一种元素可以有一种核素，也可以有多种核素，元素有几种核素就有几种同位素，若元素只有一种核素，则没有同位素，如钠只有一种核素Na，Na没有同位素。

2．目前元素周期表中的元素共有112种，能否说发现的核素有112种？

为什么？

答案　不能，因为同一种元素可以有多种不同的核素，所以核素的种类要比元素的种类多。

3.O2与O2是同位素吗？

它们的物理性质和化学性质是否相同？

O与O之间的转化是化学变化吗？

答案　O2与O2不是同位素，同位素是对原子而言的，两种分子不是同位素；

O2与O2的化学性质相同，物理性质不同，因为O与O的化学性质由原子的最外层电子数决定，而物理性质与核素的质量数有关；

原子是化学变化中的最小微粒，原子核发生变化，则原子种类发生变化，故O与O之间的转化不属于化学变化。

一、构成原子的粒子间的关系

1．原子的构成

构成原子的基本微粒是质子、中子和电子。

三种微粒的性质、作用及相互关系如下：

原子（X）

质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）

核电荷数＝质子数＝核外电子数

2．构成离子的微粒间的关系

阳离子（Rm＋）

质子数>

电子数

质子数＝电子数＋m

阴离子（Rm－）

质子数<

质子数＝电子数－m

【特别提醒】　

（1）任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与核外电子数不一定相等。

（2）质子数相同的微粒不一定属于同一元素，如Ne和H2O。

【例1】　下列关于微粒Rn－的叙述不正确的是（　　）

A．所含质子数＝A－nB．所含中子数＝A－Z

C．所含电子数＝Z＋nD．所带电荷数＝n

解析　Rn－的质子数＝Z，中子数＝A－Z，电子数＝Z＋n，电荷数＝n，A不正确。

答案　A

【知识总结】　符号中各数字的含义：

变式训练1　已知R2＋核内共有N个中子，R原子的质量数为A，则mgR2＋中所含有的电子的物质的量为（　　）

A．molB．mol

C．molD．mol

答案　B

解析　R原子与R2＋的质量数都等于A，其相对原子质量近似等于A，R2＋的质子数为A－N,R2＋的核外电子数为A－N－2,1molR2＋含电子的物质的量为（A－N－2）mol，mgR2＋的物质的量为mol，所以mgR2＋中含有的电子的物质的量为mol。

二、元素、核素、同位素与同素异形体

1．区别

元素

核素

同位素

同素异形体

本质

具有相同质子数的同一类原子

质子数、中子数都一定的原子

质子数相同、中子数不同的同一元素的不同核素

同种元素形成的不同单质

范畴

同类原子，存在游离态和化合态

单质

特性

只有种类没有个数

化学反应中的最小微粒

同一元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同；

天然存在的某种元素，各种同位素所占的原子个数百分比一般不变

结构和性质都不同

决定因素

质子数、中子数

组成元素及结构

举例

H2O、O3、O2中均含氧元素

H、H、H三种核素

U、U、U互为同位素

石墨与金刚石

2.联系

【特别提醒】　

（1）一种元素可以有若干种不同的核素，也可以只有一种核素，有多少种核素，就有多少种原子。

（2）一种单质可以由不同的核素构成，一种核素可以构成不同的单质。

【例2】　“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料，下列关于Pu的说法正确的是（　　）

A．Pu与U互为同位素

B．Pu与Pu互为同素异形体

C．Pu与U具有完全相同的化学性质

D．Pu与Pu具有相同的最外层电子数

解析　Pu与U是两种不同的元素，不属于同位素，A项不正确；

Pu与Pu的质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项正确；

同素异形体的研究对象是单质，Pu与Pu为同种元素的两种核素，是同位素，而不是同素异形体，B项不正确；

Pu与U属于两种元素的核素，化学性质不同，C项不正确。

答案　D

【知识总结】　

（1）元素、核素、同位素之间的关系可以用下图表示

（2）同位素的单质及其化合物的物理性质不同，化学性质相似。

（3）判断元素、核素、同位素的方法（原子用X表示）。

①只要Z相同就是同种元素。

②Z和A均相同为同种核素。

③Z相同A不相同则互为同位素。

变式训练2　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的化学性质与I相同

B．I的原子序数为53

C．I的原子核外电子数为78

D．I的原子核内中子数与质子数之差为25

答案　C

解析　I与I互为同位素，质子数相同、中子数不同，其化学性质相同，A正确；

I中，质子数＝原子序数＝核外电子数＝53，中子数为131－53＝78，则I的原子核内中子数与质子数之差为78－53＝25，故B、D正确，C错误。

1．下列关于Pt的说法正确的是（　　）

A．Pt和Pt质子数相同，互为同位素

B．Pt和Pt中子数相同，互为同位素

C．Pt和Pt核外电子数相同，是同一种核素

D．Pt和Pt的质量数不同，不能互称为同位素

解析　质子数相同，而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素，故A正确，B、D不正确；

一种原子就是一种核素，C不正确。

2．下列各微粒中，核外电子总数相等的是（　　）

A．Na和Na＋B．N2和CO2

C．NH和H3O＋D．H2S和H2O

解析　根据原子、分子中：

质子数＝核外电子数，阳离子中：

质子数－离子所带电荷数＝核外电子数，得核外电子数A中Na（11）、Na＋（10），B中N2（14）、CO2（22），C中NH（10）、H3O＋（10），D中H2S（18）、H2O（10）。

3．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、金刚石和石墨均互为同位素

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，但化学性质几乎完全相同

解析　元素的存在形式有游离态和化合态两种，A中的四种粒子是氢元素的四种不同粒子，A正确；

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，B不正确；

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，C正确；

C和C中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，D正确。

4．某元素的阳离子Rn＋，核外共有x个电子，原子的质量数为A，则该元素原子里的中子数为（　　）

A．A－x－nB．A－x＋n

C．A＋x－nD．A＋x＋n

解析　根据质量数＝质子数＋中子数，要求中子数必须先求质量数和质子数。

Rn＋中质子数等于阳离子的核外电子数加上阳离子所带的正电荷数，所以该原子的中子数＝A－（x＋n）＝A－x－n。

5．钚有20种放射性同位素，下列关于Pu和Pu的说法正确的是（　　）

A．Pu和Pu都含有94个中子

B．Pu和Pu互为同位素

C．Pu和Pu的核外电子数不同

D．Pu和Pu分别含有146和147个质子

解析　Pu和Pu都含有94个质子，中子数不同，A不正确；

Pu和Pu是Pu的两种不同核素，它们互称为同位素，B正确；

Pu和Pu的核外电子数相同，C不正确；

Pu和Pu质子数相同，中子数分别是146和147，D不正确。

6．完成下列问题：

（1）下列说法正确的是________。

①16O2与18O3互为同素异形体

②Ti和Ti的质量数不同，属于两种元素

③1H2与2H2互为同素异形体

④1H2与2H2互为同位素

⑤1HO与2HO互为同素异形体

⑥稀土元素Sm与Sm是同一种核素

（2）10Be和9Be________。

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．具有相同的核外电子排布

（3）写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号________。

（4）有5种核素，它们分别是、、＋、2＋、（“”内元素符号未写出），则它们所属元素有____种。

答案　

（1）①　

（2）cd　（3）8O　（4）3

解析　

（1）Ti和Ti属同种元素，1HO与2HO、1H2与2H2为同种物质，Sm与Sm是两种核素。

（2）a不正确，一种原子具有确定的质子数和中子数，而10Be与9Be中子数不同，则10Be与9Be不是同一种原子。

b不正确，原子的质量数等于其质子数与中子数之和，10Be与9Be质子数相同，而质量数不同，则10Be与9Be具有不同的中子数。

c正确，同位素具有相同的化学性质，10Be与9Be互为同位素，则10Be与9Be具有相同的化学性质。

d正确，10Be与9Be核外电子数相同，则10Be与9Be具有相同的核外电子排布。

（3）含有8个质子的原子是氧原子，含有10个中子，质量数为18，则该原子的化学符号为O。

（4）元素是质子数相同的同一类原子的总称，质子数相同的原子或单核离子属于同种元素，和＋、2＋和属同种元素，是一种元素，故