高中化学1.1.3核素教师用书新人教版必修2

第 3 课时核素[ 目标导航] 1. 了解质量数和Z A X 的含义。

2. 了解核素、同位素的概念，并了解同位素的重要作用。

3. 了解原子的结构以及各种微粒数的关系。

一、原子的构成质量数1．原子的构成及表示方法(1) 构成质子( 带正电)A原子核原子( Z A X) 中子(不带电)核外电子( 带负电)(2) 表示方法例如，162C表示的是C元素中质量数为12、质子数为6、中子数为6的原子；186O表示的是O 元素中质量数为16 、质子数为8、中子数为8 的原子。

2．质量数由于原子的质量集中在原子核上，把质子和中子的相对质量分别取其近似整数值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的近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，符号为A。

质量数( A) ＝质子数( Z) ＋中子数(N)。

点拨原子或离子中各微粒间的数目关系(1) 原子的质子数＝核电荷数＝原子序数＝核外电子数。

(2) 阳离子所带电荷数＝质子数－核外电子数；阴离子所带电荷数＝核外电子数－质子数。

(3) 质子数( Z) ＝阳离子的核外电子数＋阳离子所带的电荷数。

(4) 质子数(Z) ＝阴离子的核外电子数－阴离子所带的电荷数。

议一议判断正误，正确的打“√” ，错误的打“×”(1) 所有原子都由质子、中子和核外电子构成( )(2) 原子的种类大于元素的种类( )(3) 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( )答案(1) × (2) √ (3) √ 二、核素同位素1．核素把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。

如12C、13C、14C 就是碳元素的三种不同核素。

2．同位素质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。

即同一元素的不同核素之间互称为同位素，如1H、2H、3H三种核素均是氢元素的同位素。

3．同位素的两个特征(1) 同一种元素的各种同位素的化学性质几乎完全相同；(2) 在天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，同位素相互之间保持一定的比率，即各种同位素所占的原子个数百分比是相同的。

4．同位素的用途(1) 164C 在考古工作中用于测定一些文物的年代。

(2) 1H、1H 用于制造氢弹。

(3) 利用放射性同位素释放的射线育种、治疗癌症和肿瘤等。

提醒(1) 同位素中“同位” 指几种核素的质子数相同，在元素周期表中占据同一个位置。

同位素属于同一种元素，但不是同种原子。

例如：11H、12H、31H 是三种不同的原子，但都是氢元素。

(2) 同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数远小于原子的种类数。

议一议1．判断正误，正确的打“√” ，错误的打“×”(1) 不同元素的核素的质量数一定不同( )(2) 164C 和174N互为同位素( )(3) 29325U 与29328U是同一种核素( )(4) 14C 可用于文物的年代鉴定，14C 与12C 为同种单质( )答案(1) × (2) × (3) × (4) ×2．下列8种化学符号：11H2、12H2、164C、36Li 、2113Na、174N、37Li 、2142Mg。

(1) 表示核素的符号共________ 种。

(2) 互为同位素的是_______ 和_______ 。

(3) 中子数相等，但质子数不相等的核素是 _______ 和_________ 。

答案(1)6 (2) 63Li 73Li (3) 2131Na 2124Mg解析(1) 11H2、12H2 为分子不属于核素范畴。

(2) 36Li 、73Li 的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素。

23 24(3) 2131Na 和1242Mg的中子数相等，但质子数不同。

一、元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系例 1 下列说法错误的是( )A. 1H、1H、H 和H2 是氢元素的四种不同粒子B. 4200Ca和4202Ca、石墨和金刚石均为同素异形体C. 11H和21H是不同的核素D．12C 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元素的存在形式有游离态和化合态两种， A 项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，11H 和12H 是质子数均为1，中子数不等的不同的氢原子，它们是不同的核素；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，同理，2400Ca 和2420Ca互为同位素其物理性质不同但化学性质几乎完全相同；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。

答案 B 归纳总结1．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的总称质子数、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11H、21H、13H三种核素1231H、1H、1H 互称同位素O2 与O3互为同素异形体特别提醒(1) 在辨析核素和同素异形体时，通常只根据二者研究范畴不同即可作出判断。

(2) 同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目远少于原子种类的数目。

(3) 自然界中，元素的各种同位素的含量基本保持不变。

变式训练 1 下列互为同位素的是(A．H2 D2 B．)14N14CC．16O17O D．金刚石石墨答案C解析同位素是指质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素的互称，只有 C 项符合。

二、原子的相对原子质量与元素的相对原子质量的区别例 2 我国著名化学家张青莲教授测定的锑元素的相对原子质量为121.760 ，被国际原子量委员会采用为国际新标准。

已知锑有两种以上天然同位素，则121.760 是( )A．按照锑的各种天然同位素的质量数与这些同位素所占的原子百分比计算出来的平均值B．按照锑的各种天然同位素的相对原子质量与这些同位素所占的原子百分比计算出来的平均12 1C．一个锑原子的质量与12C原子质量的112的比值12 1D．锑元素的质量与12C 原子质量的12的比值解析 元素的相对原子质量是根据各种天然同位素的相对原子质量和这些同位素所占的原子 百分比计算出来的平均值。

答案 B 归纳总结1．原子的相对原子质量 (1) 含义121 原子的相对原子质量是该同位素的一个原子的质量与12C 质量的 的比值。

(2) 计算公式(3) 常用关系原子的近似相对原子质量＝质量数2．元素的相对原子质量 (1) 元素的平均相对原子质量①含义：根据各种核素的相对原子质量和它们在原子总数中所占的组成分数计算的平均值。

②计算公式M r ＝ A ·a %＋B · b %＋C · c %＋其中 A 、 B 、 C 分别为各同位素的相对原子质量： a %、 b %、 c %分别为自然界中各同位素所占的则氧元素的相对原子质量为 M r ＝15.995×99.759%＋16.999 × 0.037%＋ 17.999 × 0.204%≈15.999 。

(2) 元素的近似相对原子质量 可根据各种核素 (同位素 )的质量数按上法计算。

特别提醒 (1) 元素周期表中的相对原子质量是指元素的平均相对原子质量， 而不是该元素的 某种核素的相对原子质量。

(2) 已知某元素的一种核素的相对原子质量无法求解该元素的平均相对原子质量。

原子的相对原子质量＝一个该原子的质量一个 C 原子质量× 112原子的含量或原子个数的组成分数， M r 是元素的平均相对原子质量。

③ 实例如氧有三种天然同位素， 它们的同位素原子的相对原子质量和各同位素原子含量 (即原子个数 百分比 ) 的数据分别为O15.995 99.759% 17 8O 16.999 0.037% 188O 17.9990.204%变式训练 2 氧元素有三种核素 16O 、17O 、 18O ，它们在自然界中所占的原子个数百分比分别为a %、b %、c %，则下列说法正确的是 ( )A ．一个 O 原子的质量为 16 g答案 B解析 1 mol 16O 原子的质量近似等于 16 g ，A 错误；某一核素原子的相对原子质量在数值上 近似等于其质量数， B 正确； 氧元素的相对原子质量为 16O 、17O 、18O 的相对原子质量的平均值， 而“ 16a %＋ 17b %＋18c %”是氧元素的近似相对原子质量， C 、D 错误。

1．下列有关钯原子 ( 14066Pd)的说法错误的是 ( )A ．原子序数为 46B ．质子数为 46C ．电子数为 46D ．中子数为 46答案 D解析 由 14066Pd 可知，钯的原子序数为 46，核外电子数＝原子序数＝质子数＝ 46；核内中子数为 106－46＝ 60，D 选项错误。

2．有六种微粒，它们分别是 4109M 、4200N 、4180X 、1409Q ＋、4200Y 2＋、 1407Z －，它们所属元素的种类为 ( )A ．3种B ．4种C ．5种D ．6种答案 B解析 质子数决定元素的种类， 4109M 、1490Q ＋是 K 元素形成的微粒， 4200N 、2400Y 2＋表示 Ca 元素形成的 微粒； 18X 表示 Ar 原子， 17Z 表示 Cl 。

3．下列说法不正确的是 ( )①质子数相同的粒子一定是同一元素②质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子 ③电子数相同的粒子不一定是同种元素④ 一种元素不可以形成不同单质⑤ 某元素的相对原子质量取整数值就是质量数A ．②④⑤B ．①④⑤C ．②③④D ．①②③④⑤答案 BC ．氧元素的相对原子质量为16＋17＋183B ． 17O 的相对原子质量约为 17D ．氧元素的相对原子质量为 （16 a %＋ 17b %＋ 18c %）解析质子数相同，一种是分子而另一种是原子时，则不是同一元素，如H2O、Ne，①错误；质子数相同、电子数也相同的两种微粒，电性、电量必然相同，不可能一种是分子，另一种是离子，②正确；电子数相同的粒子不一定是同种元素，如Na 、He 均为10 电子微粒，③ 正确；一种元素可以形成不同的单质，如O2、O3，金刚石、石墨，红磷、白磷等，④错误；由于绝大多数元素存在同位素，元素的相对原子质量不等于某同位素原子的相对原子质量，因此元素的相对原子质量取整数值也不一定是质量数，⑤错误。

4．氯元素在自然界有35Cl 和37Cl 两种同位素，在计算式34.969×75.77%＋36.966 × 24.23% ≈35.453 中( )A．75.77%表示35Cl 的质量分数35B．24.23%表示35Cl 的丰度C．35.453 表示氯元素的相对原子质量D．36.966 表示37Cl 的质量数答案C解析元素的相对原子质量是按该元素的各种天然同位素的相对原子质量和所占的丰度计算35出的平均值。