1.1.1原子核 核素課件2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)魯科版（2019）必修2

第1章原子結(jié)構(gòu)與元素周期律第1節(jié)原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)第1課時(shí)原子核核素

一、原子結(jié)構(gòu)1.原子及其構(gòu)成微粒質(zhì)子中子原子核核外電子正負(fù)1對(duì)于原子來(lái)說(shuō):核電荷數(shù)=_______=___________質(zhì)子數(shù)核外電子數(shù)2.質(zhì)量數(shù)(1)定義：質(zhì)量數(shù)即原子核中質(zhì)子數(shù)(Z)和中子數(shù)(N)之和，用符號(hào)A表示。(2)計(jì)算式：質(zhì)量數(shù)(A)=_______。Z+N3.原子構(gòu)成的表示方法一般用符號(hào)表示，字母表示意義如下:質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)元素【巧判斷】(1)的質(zhì)子數(shù)為1，中子數(shù)也為1。 (

)(2)23Na+的質(zhì)子數(shù)為11，中子數(shù)為12，電子數(shù)為11。(

)(3)24Mg2+中含有12個(gè)中子和12個(gè)電子。 (

)提示：×。的質(zhì)子數(shù)為1，中子數(shù)為0。提示：×。23Na+的電子數(shù)為10。提示：×。由于Mg是12號(hào)元素，質(zhì)量數(shù)為24，離子失去兩個(gè)電子，所以24Mg2+中含有12個(gè)中子和10個(gè)電子?！厩榫场に伎肌可矬w在生命存續(xù)期間保留的一種碳原子——碳-14（）會(huì)在其死亡后衰變，測(cè)量考古遺址中發(fā)現(xiàn)的遺物里碳-14的數(shù)量，可以推斷出它的存在年代?！厩榫场に伎肌磕阒捞?14的“14”是什么含義嗎?這種碳原子的質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)分別是多少?提示：碳-14的“14”是指這種碳原子的質(zhì)量數(shù)為14，此碳原子的質(zhì)子數(shù)為6、中子數(shù)為8、核外電子數(shù)為6。二、元素、核素、同位素1.概念及關(guān)系核電荷數(shù)質(zhì)子中子相同不同2.幾種常見(jiàn)的同位素(1)氫元素的同位素

名稱氕氘(重氫)氚(超重氫)符號(hào)______質(zhì)子數(shù)111中子數(shù)__1__HDT02(2)其他幾種常見(jiàn)元素的同位素元素名稱碳氧鈾元素符號(hào)COU常見(jiàn)同位素12C、13C、14C16O、17O、18O234U、235U、238U用途___用于考古斷代____是核反應(yīng)堆的主要燃料14C235U【情境·思考】氧的同位素在地理學(xué)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(xué)中廣泛用于確定成巖成礦物質(zhì)來(lái)源及成巖成礦溫度。在生物學(xué)和醫(yī)學(xué)上有廣泛應(yīng)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(guān)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(diǎn)(1)分類①同位素分為_(kāi)____同位素和_______同位素。②放射性同位素的應(yīng)用:_______示蹤(如

)和作為_(kāi)______。穩(wěn)定放射性同位素放射源(2)特點(diǎn)①同位素的_____性質(zhì)基本相同，_____性質(zhì)有一定差別。②天然存在的某種元素,無(wú)論是化合態(tài)還是游離態(tài)，各種同位素所占的原子個(gè)數(shù)百分比一般是_____的?；瘜W(xué)物理不變提示:×。互為同位素的原子化學(xué)性質(zhì)幾乎完全相同,但物理性質(zhì)不同,如具有放射性,而

不具有?！厩膳袛唷?1)任何一種原子核內(nèi)都含有質(zhì)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(zhì)完全相同。 (

)提示:×。的原子核內(nèi)只有質(zhì)子沒(méi)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(shí)點(diǎn)一原子結(jié)構(gòu)及原子各微粒之間的關(guān)系【重點(diǎn)釋疑】1.原子的構(gòu)成：構(gòu)成原子的基本微粒是質(zhì)子、中子和電子。三種微粒的性質(zhì)、作用及相互關(guān)系如下:2.微粒間的關(guān)系(1)質(zhì)量關(guān)系質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)。(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(yáng)離子核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)-陽(yáng)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)【易錯(cuò)提醒】關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)原子中一定含有質(zhì)子,但不一定含有中子,如1H。(2)原子的質(zhì)量數(shù)和相對(duì)原子質(zhì)量的含義不同,但是原子的質(zhì)量數(shù)一般等于該原子相對(duì)原子質(zhì)量數(shù)值的整數(shù)部分。(3)對(duì)離子進(jìn)行電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)換算時(shí),應(yīng)該注意陽(yáng)離子和陰離子的區(qū)別?！局R(shí)拓展】突破原子組成的兩大關(guān)系(1)構(gòu)成原子的微粒之間存在兩個(gè)等量關(guān)系。①原子由原子核和核外電子構(gòu)成,其中原子核帶正電荷,核外電子帶負(fù)電荷,原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成;由于中子不帶電,原子呈電中性,所以原子的核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核外電子數(shù)。②原子結(jié)構(gòu)中的核電荷數(shù)決定了元素的種類,而質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和決定了原子質(zhì)量的相對(duì)大小,即質(zhì)量數(shù)(A)=質(zhì)子數(shù)(Z)+中子數(shù)(N)。(2)一個(gè)信息豐富的符號(hào)。

【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(zhì)量的主要因素是什么?提示：因?yàn)樵雍怂鶐д姾蓴?shù)與核外電子所帶負(fù)電荷數(shù)相等。離子是原子通過(guò)得失電子形成的,核外電子數(shù)不再等于質(zhì)子數(shù),因此離子是帶電荷的。提示：因?yàn)殡娮拥馁|(zhì)量很小,可以忽略不計(jì),所以主要取決于質(zhì)子和中子的質(zhì)量。【典例】釙是一種銀白色金屬,能在黑暗中發(fā)光,由著名科學(xué)家居里夫人與丈夫皮埃爾·居里于1898年在瀝青鈾礦中發(fā)現(xiàn),為了紀(jì)念居里夫人的祖國(guó)波蘭(Polska),兩人對(duì)這種元素命名為釙,是世界上最毒的物質(zhì)之一。下列有關(guān)的說(shuō)法正確的是 (

)A.釙原子的核外電子數(shù)是126B.釙原子核內(nèi)中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差是42C.釙原子核內(nèi)中子數(shù)是84D.釙元素的相對(duì)原子質(zhì)量是210【思維建模】解答構(gòu)成原子微粒間的關(guān)系思路如下:【解析】選B。的質(zhì)量數(shù)為210,質(zhì)子數(shù)為84。核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=84,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)=210-84=126,故中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)之差為126-84=42,所以B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;210為質(zhì)量數(shù),只能近似為

的相對(duì)原子質(zhì)量,并不等于釙元素的相對(duì)原子質(zhì)量,故D項(xiàng)錯(cuò)誤?！具w移·應(yīng)用】1.下表符號(hào)中“2”的含義正確的一組是 (

)選項(xiàng)2H2He2ClCa2+A質(zhì)量數(shù)中子數(shù)質(zhì)子數(shù)電荷數(shù)B質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)原子個(gè)數(shù)電荷數(shù)C質(zhì)子數(shù)中子數(shù)原子個(gè)數(shù)電荷數(shù)D質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)電荷數(shù)【解析】選B。元素符號(hào)左上角的數(shù)字表示質(zhì)量數(shù),左下角的數(shù)字表示質(zhì)子數(shù),右上角的數(shù)字表示所帶電荷數(shù),前面的數(shù)字表示微粒個(gè)數(shù)。2.全世界每年都會(huì)發(fā)生上萬(wàn)起火災(zāi),為了預(yù)防火災(zāi)發(fā)生,現(xiàn)在很多商場(chǎng)、賓館、辦公樓都安裝有煙霧報(bào)警器,這對(duì)預(yù)防火災(zāi),減少火災(zāi)損失具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。常用的煙霧報(bào)警器是一種電離式煙霧報(bào)警器,其主體是一個(gè)放有镅-241（）放射源的電離室

原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是（）A.241 B.146

C.95

D.51【解析】選D。的質(zhì)子數(shù)為95,質(zhì)量數(shù)為241,中子數(shù)=241-95=146,核外電子數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=95,中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為146-95=51?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】可以作為核聚變材料。下列關(guān)于敘述正確的是(

)A.

和是同一種原子B.

原子核內(nèi)中子數(shù)為2C.

原子核外電子數(shù)為2D.

代表原子核內(nèi)有2個(gè)質(zhì)子和3個(gè)中子的氦原子【解析】選C。和的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均不相等,不是同一種原子,故A錯(cuò)誤：

原子核內(nèi)中子數(shù)為3-2=1,故B錯(cuò)誤；原子核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù),均為2,故C正確；代表原子核內(nèi)有2個(gè)質(zhì)子和1個(gè)中子的氦原子,故D錯(cuò)誤?！舅仞B(yǎng)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(chǎn)物),符號(hào)為131I,半衰期為8.3天。正常情況下自然界是不會(huì)存在的。在核醫(yī)學(xué)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(lái)標(biāo)記許多化合物,供體內(nèi)或體外診斷疾病用。如碘-131標(biāo)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(jù)以上材料,回答下列問(wèn)題:(1)碘-131原子的質(zhì)量數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)各是多少?(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)(2)碘-129(129I)主要來(lái)源于宇生放射性核素,它的核內(nèi)中子數(shù)與質(zhì)子數(shù)的差值是多少?(宏觀辨識(shí)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(shù)差值是多少?(證據(jù)推理與模型認(rèn)知)【解析】(1)碘-131原子的質(zhì)量數(shù)為131,由于碘元素是53號(hào)元素,故質(zhì)子數(shù)為53,中子數(shù)為131-53=78。(2)129I,其中子數(shù)為129-53=76,則中子數(shù)和質(zhì)子數(shù)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(shù)差值是131-127=4。答案：(1)質(zhì)量數(shù)為131,質(zhì)子數(shù)為53,中子數(shù)為78。(2)23

(3)41.元素核素同位素同素異形體2.聯(lián)系【易錯(cuò)提醒】有關(guān)核素的幾個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(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(shù)元素有同位素,個(gè)別元素沒(méi)有同位素。(3)不同核素間的轉(zhuǎn)化不屬于化學(xué)變化,而屬于核反應(yīng)?！舅伎肌び懻摗?1)質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的微粒一定是同位素嗎?為什么?(2)到目前為止,人類發(fā)現(xiàn)的元素有118種,能否說(shuō)發(fā)現(xiàn)的原子共有118種?提示:不一定,如和H2O質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同,但二者不是同位素。提示:不能。因?yàn)楹芏嘣卮嬖谕凰?即同一種元素存在多種不同的原子,故人類發(fā)現(xiàn)的原子遠(yuǎn)多于118種?！镜淅?改編題)玉兔二號(hào)月球車于2019年1月3日22時(shí)22分完成與嫦娥四號(hào)著陸器的分離,駛抵月球表面。首次實(shí)現(xiàn)月球背面著陸,成為中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展的又一座里程碑。月球車一般用作為熱源材料。下列關(guān)于的說(shuō)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(xué)性質(zhì)D.具有相同的最外層電子數(shù)【思維建?！拷獯鸨绢愒囶}思維流程如下:【解析】選D。A項(xiàng)

的質(zhì)子數(shù)不同,不能互稱為同位素,A項(xiàng)錯(cuò)誤;

Pu互為同位素,B項(xiàng)錯(cuò)誤;

不屬于同種元素,化學(xué)性質(zhì)不同,C項(xiàng)錯(cuò)誤;為同種元素,核外電子排布相同,最外層電子數(shù)相同,D項(xiàng)正確?！灸割}追問(wèn)】(1)

原子中中子數(shù)為多少?(2)

的化學(xué)性質(zhì)是否相同?提示:144。中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)=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(shù)相同,因此化學(xué)性質(zhì)相同。【規(guī)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(shí),應(yīng)抓住各種微粒的本質(zhì)區(qū)別。質(zhì)子數(shù)相同的原子就是同種元素,質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子,互為同位素;同一元素形成的不同單質(zhì)之間互為同素異形體。(2)注意原子符號(hào)中的數(shù)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(yīng)用】1.重水(D2O)是重要的核工業(yè)原料,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

(

)A.氘(D)原子核外有1個(gè)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(duì)分子質(zhì)量相同【解析】選C。氘(D)是氫元素的一種核素,含有一個(gè)質(zhì)子、一個(gè)中子和一個(gè)電子,與1H互為同位素,A項(xiàng)、B項(xiàng)正確;由同種元素形成的不同單質(zhì)之間互稱為同素異形體,C項(xiàng)錯(cuò)誤;

的相對(duì)分子質(zhì)量均為20,D項(xiàng)正確。2.1919年,科學(xué)家第一次實(shí)現(xiàn)了人類多年的夢(mèng)想——人工轉(zhuǎn)變?cè)?。這個(gè)反應(yīng)如下

,下列敘述正確的是(

)A.

原子核內(nèi)有9個(gè)質(zhì)子B.

原子核內(nèi)有1個(gè)中子C.O2和O3互為同位素D.通常情況下,He和N2化學(xué)性質(zhì)都很穩(wěn)定【解析】選D.

原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是8,A錯(cuò)誤;

原子核內(nèi)中子數(shù)是1-1=0,B錯(cuò)誤;O2和O3互為同素異形體,C錯(cuò)誤;通常情況下,He和N2化學(xué)性質(zhì)都很穩(wěn)定,D正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列敘述正確的是 (

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