第一章第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第一課時原子核核素（教師）

第一節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)原子核核素目標(biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過對原子結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)掌握原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，明確與原子有關(guān)的一些數(shù)量之間的關(guān)系，形成“宏觀辨識與微觀探析”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。2．了解一些特殊同位素的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。知識精講知識精講知識點1、原子核1．原子及構(gòu)成微粒原子eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(原子核\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(質(zhì)子：帶有一個單位正電荷,中子：不帶電)),核外電子：帶有一個單位負(fù)電荷))對于一個原子來說：核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)。2．質(zhì)量數(shù)3．原子的表示方法一般用符號eq\o\al(A,Z)X表示，字母表示意義如下：【跟蹤練習(xí)】1.有一種人造氫原子(可表示為H)的原子核中有3個中子，它可以結(jié)合成eq\o\al(4,1)H2分子。一個eq\o\al(4,1)H2分子中，下列微粒的個數(shù)不等于2的是()A．原子 B．質(zhì)子C．中子 D．電子解析：C[eq\o\al(4,1)H2分子中含有2個H原子，A不符合題意；H原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是1,1個eq\o\al(4,1)H2分子中含有2個H原子，因此其中所含質(zhì)子數(shù)是2，B不符合題意；eq\o\al(4,1)H2分子中含有2個H原子，一個原子中含有3個中子，2個H原子中含有6個中子，中子個數(shù)不是2個，C符合題意；H原子核外有1個電子，分子中含有2個H原子，則共有2個電子，D不符合題意。]2.某微粒用eq\o\al(A,Z)Rn＋表示，下列關(guān)于該微粒的敘述正確的是()A．所含質(zhì)子數(shù)＝Z－nB．摩爾質(zhì)量為AC．所含核外電子數(shù)＝Z－nD．該微粒所帶的正電荷數(shù)＝Z解析：C[在eq\o\al(A,Z)Rn＋中R左下角的字母表示原子的質(zhì)子數(shù)，則微粒的質(zhì)子數(shù)為Z，A錯誤；在eq\o\al(A,Z)Rn＋中R左下角的字母表示原子的質(zhì)子數(shù)，左上角的字母表示質(zhì)量數(shù)，則微粒質(zhì)量數(shù)為A，B錯誤；eq\o\al(A,Z)Rn＋微粒的質(zhì)子數(shù)為Z，核外電子數(shù)為Z－n，C正確；eq\o\al(A,Z)Rn＋微粒中右上角的字母表示離子的電荷數(shù)，電荷數(shù)為n，D錯誤。]3．由eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(18,8)O組成的11g水中，含有的中子的物質(zhì)的量為()A．4.5mol B．5molC．5.5mol D．6mol解析：D[由eq\o\al(2,1)H和eq\o\al(18,8)O組成的水的相對分子質(zhì)量為22，1mol2Heq\o\al(18,2)O含12mol中子，故11g水中含有中子的物質(zhì)的量為eq\f(11g,22g·mol－1)×12＝6mol。]知識點2、核素1．核素具有相同數(shù)目的質(zhì)子和相同數(shù)目的中子的一類原子。2．同位素(1)定義：質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素互為同位素。如氫元素的三種核素eq\o\al(1,1)Heq\o\al(2,1)Heq\o\al(3,1)H俗稱－重氫超重氫符號HDT質(zhì)子數(shù)111中子數(shù)012(2)分類：同位素分為穩(wěn)定同位素和放射性同位素。放射性同位素最常見的應(yīng)用是進(jìn)行同位素示蹤和用作放射源。3．幾種重要的核素(1)eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H可用于制造氫彈。(2)eq\o\al(235,92)U是核反應(yīng)堆的燃料。(3)作為相對原子質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)測定用的標(biāo)準(zhǔn)原子為eq\o\al(12,)6C。(4)能確定磷在植物中的作用部位的是eq\o\al(32,15)P。4．元素的相對原子質(zhì)量元素的相對原子質(zhì)量是其各種核素的相對原子質(zhì)量分別與各種核素在自然界里的豐度的乘積之和。例如，氯元素有兩種核素：eq\o\al(35,17)Cl，相對原子質(zhì)量為34.97，其豐度為75.77%；eq\o\al(37,17)Cl，相對原子質(zhì)量為36.97，其豐度為24.23%。故氯元素的相對原子質(zhì)量為34.97×75.77%＋36.97×24.23%≈35.45?！靖櫨毩?xí)】1．下面有關(guān)13C、15N敘述正確的是()A．13C與15N有相同的中子數(shù)B．13C60與12C60互為同素異形體C．13C與14C的性質(zhì)完全相同D．14N與15N互為同位素解析：D[13C、15N的中子數(shù)分別為7、8，A錯誤；同素異形體是同一種元素形成的不同的單質(zhì)，因排列方式而具有不同性質(zhì)的單質(zhì)，13C60與12C60的排列相同，B錯誤；13C與14C互為同位素，化學(xué)性質(zhì)基本一樣，物理性質(zhì)不同，C錯誤；同位素是具有相同的質(zhì)子數(shù)不同的中子數(shù)核素的互稱，14N與15N質(zhì)子數(shù)都是7，中子數(shù)分別為7、8，D正確。]2．230Th和232Th是釷的兩種不同核素。下列有關(guān)Th的說法正確的是()A．230Th元素的質(zhì)子數(shù)是230B．230Th比232Th的中子數(shù)少2C．它們互為同素異形體D．230Th和232Th的相互轉(zhuǎn)化屬于化學(xué)變化解析：B[230Th的質(zhì)量數(shù)為230，Th元素的質(zhì)子數(shù)小于230，A錯誤；230Th和232Th二者質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)差為(232－Z)－(230－Z)＝2，B正確；230Th和232Th是質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同的同種元素的不同原子，為同位素，C錯誤；230Th和232Th的相互轉(zhuǎn)化屬于核反應(yīng)，D錯誤。]3．現(xiàn)有下列基本粒子：1H、2H、3H、1H＋、234U、235U、238U、14Neq\o\al(－,3)、40K、40Ca、Cl2、14N、14C，請回答下列問題：(1)其中，含有________種元素，屬于氫元素的核素有________種，屬于鈾元素的核素有________種，互為同位素的原子分別是______________，______________。(2)質(zhì)量數(shù)相等的原子為________，________。(3)0.1mol14Neq\o\al(－,3)中共含________mol中子，含________個電子。解析：(1)共有7種元素，氫元素中有1H、2H、3H三種核素，鈾元素有234U、235U、238U三種核素，上述三種氫原子、三種鈾原子各自互為同位素。(2)質(zhì)量數(shù)相等的原子有：40K與40Ca,14N與14C。(3)每個14Neq\o\al(－,3)中含質(zhì)子數(shù)為7×3＝21個，中子數(shù)為(14－7)×3＝21個，電子數(shù)為22個，則0.1mol14Neq\o\al(－,3)含2.1mol中子，含2.2NA個電子。[答案](1)7331H、2H、3H234U、235U、238U(2)40K與40Ca14N與14C(3)2.12.2NA歸納總結(jié)1．質(zhì)量關(guān)系(1)質(zhì)量數(shù)(A)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)。(2)原子的相對原子質(zhì)量近似等于質(zhì)量數(shù)。2．電性關(guān)系微粒等量關(guān)系不等量關(guān)系原子質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)－陽離子核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)－陽離子所帶電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)>核外電子數(shù)陰離子核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋陰離子所帶電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)<核外電子數(shù)元素、核素、同位素及同素異形體的比較區(qū)別2．聯(lián)系課后練習(xí)原子核核素（基礎(chǔ)練習(xí)）1．某元素的一個原子形成的離子可表示為eq\o\al(b,a)Xn－，下列說法正確的是()A．eq\o\al(b,a)Xn－中含有的中子數(shù)為a＋bB．eq\o\al(b,a)Xn－中含有的電子數(shù)為a－nC．X原子的質(zhì)量數(shù)為a＋b＋nD．一個eq\o\al(b,a)X原子的質(zhì)量約為eq\f(b,6.02×1023)g解析:D[題給微粒的中子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)－質(zhì)子數(shù)＝b－a，A項錯誤；題給微粒的核外電子數(shù)＝核內(nèi)質(zhì)子數(shù)＋所帶負(fù)電荷數(shù)＝a＋n，B項錯誤；X原子的質(zhì)量數(shù)為b，C項錯誤。]2．假設(shè)R元素沒有同位素，R原子的質(zhì)量數(shù)為A，Rm－的核外電子數(shù)為x，則WgRm－所含中子的物質(zhì)的量為()A．(A－x＋m)mol B．(A－x－m)molC．eq\f(W,A)(A－x＋m)mol D．eq\f(W,A)(A－x－m)mol解析：C[Rm－的核外電子數(shù)為x，則R原子的質(zhì)子數(shù)是x－m。因此R的中子數(shù)是A－x＋m，所以WgRm－所含中子的物質(zhì)的量為eq\f(W,A)×(A－x＋m)mol，C項正確。]3.“玉兔二號”月球車順利完成第十五月晝的科學(xué)探測工作，進(jìn)入月夜休眠。月球車一般用eq\o\al(238,94)Pu作為熱源材料。下列關(guān)于eq\o\al(238,94)Pu的說法正確的是()A．eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U互為同位素B．eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu互為同素異形體C．eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U具有完全相同的化學(xué)性質(zhì)D．eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu具有相同的最外層電子數(shù)解析：D[A項，eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U的質(zhì)子數(shù)不同，不是同種元素，A項錯誤；eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu互為同位素，B項錯誤；eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(238,92)U不屬于同種元素，化學(xué)性質(zhì)不同，C項錯誤；eq\o\al(238,94)Pu與eq\o\al(239,94)Pu為同種元素，核外電子排布相同，最外層電子數(shù)相同，D項正確。]4.下列說法錯誤的是()A．eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、H＋和H2是氫元素的四種不同微粒B．eq\o\al(40,20)Ca和eq\o\al(42,20)Ca、金剛石和石墨分別互為同位素C．eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H是不同的兩種核素D．eq\o\al(12,6)C和eq\o\al(14,6)C互為同位素，物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎相同解析：B[eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、H＋和H2分別表示：質(zhì)子數(shù)為1中子數(shù)為0的氫原子、質(zhì)子數(shù)為1中子數(shù)為1的氫原子、帶一個單位正電荷的氫離子、氫氣單質(zhì)，屬于氫元素的四種不同微粒，故A正確；eq\o\al(42,20)Ca和eq\o\al(40,20)Ca是同種元素的不同原子，互為同位素，石墨和金剛石為碳元素的不同單質(zhì)，互為同素異形體，故B錯誤；eq\o\al(1,1)H和eq\o\al(2,1)H的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，互為同位素，是不同核素，故C正確；eq\o\al(12,6)C和eq\o\al(14,6)C質(zhì)子數(shù)都為6，中子數(shù)不同，互為同位素，物理性質(zhì)不同，但化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同，故D正確。]5．門捷列夫曾經(jīng)說過：“從積累的事實得出結(jié)論就是理論；而理論使我們能夠預(yù)見事實?！?016年IUPAC確認(rèn)了四種新元素，其中一種為Mc，中文名為“鏌”。元素Mc可由反應(yīng)：eq\o\al(243,95)Am＋eq\o\al(41,20)Ca=eq\o\al(281,115)Mc＋3eq\o\al(1,0)n得到。下列有關(guān)說法正確的是()A．Mc元素的質(zhì)子數(shù)為115B．287Mc與288Mc互為同素異形體C．eq\o\al(41,20)Ca原子的中子數(shù)為20D．Am元素的相對原子質(zhì)量為243解析：A[eq\o\al(281,115)Mc質(zhì)子數(shù)為115，質(zhì)量數(shù)為281，A正確；287Mc與288Mc互為同位素，B錯誤；eq\o\al(41,20)Ca原子的中子數(shù)為41－20＝21，C錯誤；243Am的質(zhì)量數(shù)為243，D錯誤。]6．钷(Pm)廣泛用于量規(guī)、光電池等。eq\o\al(147,61)Pm的最外層電子數(shù)是2，下列說法不正確的是()A．Pm的原子核外有61個電子B．eq\o\al(147,61)Pm與eq\o\al(145,61)Pm互為同位素C．Pm屬于金屬元素D．eq\o\al(147,61)Pm的中子數(shù)與電子數(shù)之差為86解析：D[原子的質(zhì)子數(shù)等于核外電子數(shù)，故Pm的原子核外有61個電子，A正確；eq\o\al(147,61)Pm與eq\o\al(145,61)Pm的質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，故互為同位素，B正確；根據(jù)Pm元素名稱可知屬于金屬元素，C正確；eq\o\al(147,61)Pm的中子數(shù)與電子數(shù)之差為147－61－61＝25，D錯誤。]7．英國物理學(xué)家盧瑟福領(lǐng)導(dǎo)的科研小組在1911年通過α粒子散射實驗提出了新的原子結(jié)構(gòu)模型，標(biāo)志著人類對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識進(jìn)入了新階段。(1)盧瑟福團隊用到α粒子(eq\o\al(4,2)He2＋)來轟擊金箔，該化學(xué)符號中4代表的含義是________；在1～18號元素中，最外層電子數(shù)與氦原子相等的元素是________。(2)氦元素在自然界中僅有3He和4He兩種原子，它們具有相同的________。A．質(zhì)子數(shù) B．中子數(shù)C．物理性質(zhì) D．化學(xué)性質(zhì)表中是來自文獻(xiàn)當(dāng)中關(guān)于氦元素的相關(guān)記載，其中的“99.999863%”表示的是________，“4.002602”表示的是________。3He3.0160100.000137%4He4.00260399.999863%平均4.002602(3)關(guān)于α粒子散射實驗現(xiàn)象的記載如下：①的α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，②的α粒子發(fā)生偏轉(zhuǎn)，③的α粒子甚至被直接反彈回去。①②③三處空格分別為________。A．絕大多數(shù)極少數(shù)個別B．個別極少數(shù)絕大多數(shù)C．幾乎半數(shù)幾乎半數(shù)個別D．個別幾乎半數(shù)幾乎半數(shù)通過該試驗，盧瑟福得出了________模型。解析：(1)質(zhì)量數(shù)Be和Mg(2)AD豐度He元素的相對原子質(zhì)量(3)A核式原子能力提升8．核內(nèi)中子數(shù)為N的R2＋，質(zhì)量數(shù)為A，則ng它的氧化物中所含質(zhì)子的物質(zhì)的量是()A．eq\f(n,A＋16)(A－N＋8)molB．eq\f(n,A＋16)(A－N＋10)molC．(A－N＋2)molD．eq\f(n,A)(A－N＋6)mol解析：A[質(zhì)子、中子在化學(xué)變化中均不變化，故R原子的質(zhì)量數(shù)為A，中