化学学习方略必修2课件：原子核核素(鲁科)

1、第1章原子结构与元素周期律第1节 原 子 结 构第1课时 原子核 核素1.1.认识原子核的结构，明确质量数和认识原子核的结构，明确质量数和 的含义。的含义。2.2.掌握构成原子的微粒间的关系。掌握构成原子的微粒间的关系。3.3.知道元素、核素、同位素的含义。知道元素、核素、同位素的含义。AZX一、原子一、原子1.1.原子的构成原子的构成: :(1)(1)构成原子的微粒构成原子的微粒: :原子原子_原子核原子核_核外电子核外电子质子质子中子中子(2)(2)原子中各微粒的性质原子中各微粒的性质: :质子和中子依靠一种特殊的力质子和中子依靠一种特殊的力核力核力结合在一起。结合在一起。(3)(3)原子

2、中各微粒之间的关系原子中各微粒之间的关系: :核电荷数核电荷数=_=_数数=_=_数。数。微粒微粒电子电子质子质子中子中子相对质量相对质量5.4845.4841010-4-41.0071.0071.0081.008电量电量/C/C1.6021.6021010-19-191.6021.6021010-19-190 0电荷电荷_-1-1+1+10 0质子质子核外电子核外电子2.2.质量数质量数: :(1)(1)定义定义: :原子核中原子核中_数和数和_数之和。数之和。(2)(2)关系关系: :质量数质量数(A)=_(Z)+_(N)(A)=_(Z)+_(N)3.3.符号符号 的含义的含义: :质子质

3、子中子中子质子数质子数中子数中子数AZX质量数质量数质子数质子数根据以上所学知识回答根据以上所学知识回答: :(1) (1) 核内的中子数为核内的中子数为_；(2) (2) 核内的中子数为核内的中子数为_；(3) (3) 核内的中子数为核内的中子数为_。 168O3517Cl2311Na8 818181212二、核素二、核素1.1.元素元素: :具有相同具有相同_的同一类原子的总称。的同一类原子的总称。2.2.核素核素: :具有一定数目具有一定数目_和一定数目和一定数目_的一种原子。的一种原子。3.3.同位素同位素: :(1)(1)同位素同位素:_:_相同而相同而_不同的同一种元素的不同核不同

4、的同一种元素的不同核素互为同位素。素互为同位素。质子数质子数( (核电荷数核电荷数) )质子质子中子中子质子数质子数中子数中子数(2)(2)几种常见的同位素几种常见的同位素: :.氢元素的三种核素氢元素的三种核素: :俗称俗称重氢重氢超重氢超重氢符号符号_质子数质子数1 11 11 1中子数中子数_1 1_11H21H31HH HD DT T0 02 2.请将下列核素与其用途连线请将下列核素与其用途连线: :【思考辨析思考辨析】1.1.判断正误判断正误: :(1)(1)原子核是由质子和核外电子构成的。原子核是由质子和核外电子构成的。( )( )分析分析: :原子核是由质子和中子构成的。原子核是

5、由质子和中子构成的。(2)(2)中性原子的原子核内质子数和核外电子数相等。中性原子的原子核内质子数和核外电子数相等。( )( )分析分析: :由于是中性原子，而一个质子带一个单位的正电荷，一由于是中性原子，而一个质子带一个单位的正电荷，一个电子带一个单位的负电荷，所以原子核内的质子数和核外电个电子带一个单位的负电荷，所以原子核内的质子数和核外电子数相等。子数相等。(3)(3)同位素原子的物理、化学性质完全相同。同位素原子的物理、化学性质完全相同。( )( )分析分析: :同位素原子的物理性质不同，但是化学性质相同。同位素原子的物理性质不同，但是化学性质相同。(4)(4)质子数为质子数为1181

6、18、质量数为、质量数为293293的原子的原子核内的中子数为的原子的原子核内的中子数为175175。( )( )分析分析: :原子的中子数原子的中子数= =质量数质量数- -质子数质子数=293-118=175=293-118=175。(5)(5)两种微粒的质子数和电子数均相同，它们不可能分别是原两种微粒的质子数和电子数均相同，它们不可能分别是原子和离子。子和离子。( )( )分析分析: :原子是电中性的，离子带有电荷，故原子和离子不可能原子是电中性的，离子带有电荷，故原子和离子不可能质子数和电子数均相同。质子数和电子数均相同。2.2.问题思考问题思考: :(1)(1)目前元素周期表中的元素

7、的种类共有目前元素周期表中的元素的种类共有112112种，能否说发现核种，能否说发现核素有素有112112种？为什么？种？为什么？分析分析: :不能，因为同一种元素可以有多种不同的同位素，所以不能，因为同一种元素可以有多种不同的同位素，所以核素的种类要比元素的种类多。核素的种类要比元素的种类多。(2)(2)所有的原子是否都是由质子、中子、电子构成的？所有的原子是否都是由质子、中子、电子构成的？分析分析: :所有的原子都有质子和电子，但不一定有中子。如氕原所有的原子都有质子和电子，但不一定有中子。如氕原子核内就没有中子。子核内就没有中子。【知识链接知识链接】相对质量相对质量: :是以一个是以一个

8、1212C C原子质量的原子质量的 作为标准，任何一种微粒的平均质作为标准，任何一种微粒的平均质量跟一个量跟一个1212C C原子质量的原子质量的 的比值。的比值。核力核力: :核力是使核子组成原子核的作用力，属于强相互作用力的一类。核力是使核子组成原子核的作用力，属于强相互作用力的一类。原子核中有中子、质子，质子是带正电的，所以质子之间会互原子核中有中子、质子，质子是带正电的，所以质子之间会互相排斥。是非常强大的核力将它们吸引在一起，使它们在非常相排斥。是非常强大的核力将它们吸引在一起，使它们在非常小的区域形成原子核。核力是短程力，只有在原子核尺度上才小的区域形成原子核。核力是短程力，只有在

9、原子核尺度上才显现出来。显现出来。112112一、原子的构成及微粒间的数量关系一、原子的构成及微粒间的数量关系1.1.原子的构成原子的构成: :构成原子的基本粒子是质子、中子和电子。三构成原子的基本粒子是质子、中子和电子。三种微粒的性质、作用和相互关系如下种微粒的性质、作用和相互关系如下: :2.2.构成原子或离子的微粒间的三种关系构成原子或离子的微粒间的三种关系: :(1)(1)质量关系质量关系: :质量数质量数(A)=(A)=质子数质子数(Z)+(Z)+中子数中子数(N)(N)(2)(2)电性关系电性关系: :电中性微粒电中性微粒原子原子( (同一种元素同一种元素) )或分子。或分子。核电

10、荷数核电荷数= =核内质子数核内质子数= =核外电子数。核外电子数。带电离子。带电离子。质子数质子数电子数。电子数。阳离子阳离子(R(Rm+m+) )质子数质子数 电子数电子数质子数质子数= =电子数电子数+m+m阴离子阴离子(R(Rm-m-) )质子数质子数 电子数电子数质子数质子数= =电子数电子数-m-m(3)(3)数量关系数量关系: :中子不带电，中子不带电，1 1个质子带个质子带1 1个单位正电荷，所以有个单位正电荷，所以有: :核电荷数核电荷数= =质子数；对于原子质子数；对于原子: :质子数质子数= =核外电子数。核外电子数。【学而后思学而后思】(1)(1)阴离子或者阳离子的质量

11、数是否也等于其质子数和中子数阴离子或者阳离子的质量数是否也等于其质子数和中子数之和？为什么？之和？为什么？提示提示: :是。对于阴离子或阳离子来说是由于其核外电子数的变是。对于阴离子或阳离子来说是由于其核外电子数的变化而导致的，与核内质子数和中子数没有关系，所以仍是二者化而导致的，与核内质子数和中子数没有关系，所以仍是二者之和。之和。(2)(2)是否所有的微粒所具有的质子数和核外电子数都相等？为是否所有的微粒所具有的质子数和核外电子数都相等？为什么？什么？提示提示: :不是。对于阴离子来说，其相对于中性原子来说相当于不是。对于阴离子来说，其相对于中性原子来说相当于得到了电子，所以核外电子数大于

12、质子数，而对于阳离子来说得到了电子，所以核外电子数大于质子数，而对于阳离子来说相当于在中性原子的基础上失去电子，所以核外电子数比质子相当于在中性原子的基础上失去电子，所以核外电子数比质子数数少。少。二、元素、核素、同位素与同素异形体的比较二、元素、核素、同位素与同素异形体的比较1.1.区别区别: : 名称名称 内容内容项目项目元素元素核素核素同位素同位素同素异形体同素异形体概念概念质子数相质子数相同的同一同的同一类原子类原子质子数、中质子数、中子数都一定子数都一定的原子的原子质子数相同、中子质子数相同、中子数不同的同一种元数不同的同一种元素的不同核素素的不同核素同种元素形同种元素形成的不同的成

13、的不同的单质单质范围范围原子原子原子原子原子原子单质单质 名称名称 内容内容项目项目元素元素核素核素同位素同位素同素异形体同素异形体特性特性只有种类只有种类, ,没有个数没有个数化学反应中化学反应中的最小微粒的最小微粒由同位素组成的单由同位素组成的单质质, ,化学性质几乎化学性质几乎相同相同, ,物理性质不物理性质不同同由一种元素由一种元素组成组成, ,可独可独立存在立存在决定因素决定因素质子数质子数质子数、质子数、中子数中子数质子数、质子数、中子数中子数组成元素、组成元素、结构结构举例举例H H、C C、N N三种元素三种元素三种核素三种核素互为同位素互为同位素石墨与金刚石墨与金刚石石123

14、111HH H、 、234235238929292UUU、2.2.联系联系: : 【知识备选知识备选】有关元素的几个物理量的计算方法有关元素的几个物理量的计算方法1.1.核素的相对原子质量核素的相对原子质量: :是用一个核素的实际质量除以一个是用一个核素的实际质量除以一个1212C C原子质量的原子质量的 所得的比值，计算公式为所得的比值，计算公式为“M Mr r= = ” ”。2.2.核素的质量数核素的质量数: :是将原子核中所有质子和中子的相对质量的是将原子核中所有质子和中子的相对质量的近似整数值加起来所得的数值，是核素相对原子质量的近似近似整数值加起来所得的数值，是核素相对原子质量的近似

15、值，计算公式为值，计算公式为“质量数质量数= =质子数质子数+ +中子数中子数”。112121C12一个核素的实际质量一个原子质量的3.3.元素的相对原子质量元素的相对原子质量: :是根据一种元素的各种核素的相对原是根据一种元素的各种核素的相对原子质量及各自在原子总数中所占的物质的量分数计算出来的子质量及各自在原子总数中所占的物质的量分数计算出来的平均值，计算公式为平均值，计算公式为“ “ =Aa%+Bb%+Cc%+”=Aa%+Bb%+Cc%+”。4.4.元素的近似相对原子质量元素的近似相对原子质量: :是用各核素的质量数代替相对原是用各核素的质量数代替相对原子质量计算出来的元素的相对原子质量

16、，计算公式与元素的子质量计算出来的元素的相对原子质量，计算公式与元素的相对原子质量类似。相对原子质量类似。rM【学而后思学而后思】(1)(1)一种元素是否一定只有一种原子？一种元素是否一定只有一种原子？提示提示: :一种元素可以只有一种核素，也可以有多种核素，有几一种元素可以只有一种核素，也可以有多种核素，有几种核素就有几种原子。种核素就有几种原子。(2)“(2)“3535ClCl和和3737ClCl- -互为同位素互为同位素”的说法正确吗？为什么？的说法正确吗？为什么？提示提示: :不正确。同位素是对原子而言的，而不正确。同位素是对原子而言的，而3737ClCl- -是一个阴离子，是一个阴离

17、子，所以二者不互为同位素。所以二者不互为同位素。类型类型 一一 构成原子的微粒之间的数量关系构成原子的微粒之间的数量关系【典例典例】(2013(2013长春高一检测长春高一检测) ) 是是射线放射源，可用于射线放射源，可用于农作物诱变育种，我国用该方法培育出了许多农作物新品种，农作物诱变育种，我国用该方法培育出了许多农作物新品种，对对 原子的叙述不正确的是原子的叙述不正确的是( )( )A A质量数是质量数是60 B60 B质子数是质子数是60 60 C C中子数是中子数是33 D33 D核外电子数是核外电子数是27276027Co6027Co【解题指南解题指南】解答本题要注意以下两点解答本题

18、要注意以下两点: :(1)(1)正确理解核素符号正确理解核素符号 中各量的含义；中各量的含义；(2)(2)在原子中，质子数核电荷数核外电子数原子序数。在原子中，质子数核电荷数核外电子数原子序数。【解析解析】选选B B。由。由 可知该核素质量数是可知该核素质量数是6060，质子数是，质子数是2727，中子数是中子数是60-27=3360-27=33，核外电子数是，核外电子数是2727。AZX6027Co【误区警示误区警示】(1)(1)不明白核素符号不明白核素符号 中各量的含义导致不会正确地计算该中各量的含义导致不会正确地计算该核素中的中子数；核素中的中子数；(2)(2)因不熟悉原子结构中的各种量

19、之间的关系导致错选。因不熟悉原子结构中的各种量之间的关系导致错选。AZX【变式训练变式训练】(2013(2013昆明高一检测昆明高一检测) )微粒微粒 的核外电子数的核外电子数为为( )( )A AZ Z个个 B BA A个个 C C(A+n)(A+n)个个 D D(Z+n)(Z+n)个个【解析解析】选选D D。由于该离子是阴离子，所以相对于中性原子来。由于该离子是阴离子，所以相对于中性原子来说是得到了电子，所以该微粒的电子数是说是得到了电子，所以该微粒的电子数是(Z+n)(Z+n)个。个。nZA【变式备选变式备选】(2013(2013拉萨高一检测拉萨高一检测) )放射性同位素钬放射性同位素钬

20、的原子核内的中子数为的原子核内的中子数为( )( )A.166 B.67 A.166 B.67 C.99 D.C.99 D.无法确定无法确定【解析解析】选选C C。 的原子核内的中子数为的原子核内的中子数为166-67=99166-67=99。16667Ho16667Ho类型类型 二二 元素、核素、同位素元素、核素、同位素【典例典例】 是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中中 的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。下的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关列有关 的叙述中错误的是的叙述中错误的是( )( )A A 的化学性质

21、与的化学性质与 相同相同B B 的原子序数为的原子序数为5353C C 的原子核外电子数为的原子核外电子数为7878D D 的原子核内中子数多于质子数的原子核内中子数多于质子数13153I13153I13153I13153I13153I13153I13153I12753I【解题指南解题指南】解答本题要注意以下解答本题要注意以下3 3点点: :(1)(1)知道同位素是对原子而言的。知道同位素是对原子而言的。(2)(2)质量数质子数质量数质子数+ +中子数。中子数。(3)(3)同位素的物理性质存在差异，化学性质相同。同位素的物理性质存在差异，化学性质相同。【解析解析】选选C C。 表示的是质子数为

22、表示的是质子数为5353，质量数为，质量数为131131的碘原的碘原子，其原子序数和核外电子数都为子，其原子序数和核外电子数都为5353，中子数，中子数13113153537878，所以中子数多于质子数。，所以中子数多于质子数。 和和 互为同位素，其化学性互为同位素，其化学性质相同。质相同。13153I13153I12753I【名师点评名师点评】讲解本题时应注意以下讲解本题时应注意以下3 3点点: :(1)(1)进一步给学生强调同位素的概念；进一步给学生强调同位素的概念；(2)(2)让学生进一步明白同位素是质子数相同而中子数不同的不让学生进一步明白同位素是质子数相同而中子数不同的不同核素的互称

23、；同核素的互称；(3)(3)通过本题再次提醒学生同位素的化学性质相同而在物理性通过本题再次提醒学生同位素的化学性质相同而在物理性质上有差异。质上有差异。【互动探究互动探究】(1)(1)选项选项A A中的两种核素互为同位素吗？中的两种核素互为同位素吗？提示提示: :是。因为是。因为 与与 是质子数相同而中子数不同的两种不是质子数相同而中子数不同的两种不同的原子，二者互为同位素。同的原子，二者互为同位素。(2)(2)试计算一下试计算一下A A项中两种核素的中子数之差为多少？项中两种核素的中子数之差为多少？提示提示: : 的中子数与的中子数与 的中子数之差为的中子数之差为(131-53)-(127-

24、53)=4(131-53)-(127-53)=4。13153I12753I13153I12753I【变式备选变式备选】(2013(2013大连高一检测大连高一检测) ) 是重要的核工业原是重要的核工业原料，在自然界的百分含量很低。料，在自然界的百分含量很低。 的浓缩一直为国际社会的浓缩一直为国际社会所关注。下列有关所关注。下列有关 说法正确的是说法正确的是( )( )A A 原子核中含有原子核中含有9292个中子个中子B B 原子核外有原子核外有143143个电子个电子C C 与与 互为同素异形体互为同素异形体D D 与与 核内质子数相等核内质子数相等23592U23592U23592U235

25、92U23592U23592U23592U23892U23892U【解析解析】选选D D。 原子核中含有原子核中含有9292个质子，中子数为个质子，中子数为235-92235-92=143=143，A A不正确；不正确； 原子核外电子数原子核外电子数= =核内质子数核内质子数=92=92，B B不正不正确；确； 与与 质子数相同而中子数不同，二者互为同位质子数相同而中子数不同，二者互为同位素，素，C C不正确，不正确，D D正确。正确。 23592U23592U23592U23892U1.1.某粒子含有某粒子含有6 6个质子，个质子，7 7个中子，电荷为个中子，电荷为0 0，则它的化学符号，则

26、它的化学符号是是( )( )A A B B C C D D【解析解析】选选C C。6 6个质子说明是碳元素，含有个质子说明是碳元素，含有7 7个中子说明质量个中子说明质量数是数是1313，电荷为，电荷为0 0 说明是原子，所以化学符号为说明是原子，所以化学符号为613Al136Al136C613C136C 。2.(20132.(2013菏泽高一检测菏泽高一检测) )原子的种类决定于原子的原子的种类决定于原子的( )( )A.A.相对原子质量大小相对原子质量大小B.B.核内质子数和中子数核内质子数和中子数C.C.最外层电子数最外层电子数D.D.核电荷数核电荷数【解析解析】选选B B。原子的种类是

27、由质子数和中子数共同决定的。原子的种类是由质子数和中子数共同决定的。3.(20133.(2013德州高一检测德州高一检测) )对于对于 两种粒子，下列叙述两种粒子，下列叙述正确的是正确的是( )( )A A质子数一定相同，质量数和中子数一定不同质子数一定相同，质量数和中子数一定不同B B化学性质几乎相同化学性质几乎相同C C一定都由质子、中子、电子构成一定都由质子、中子、电子构成D D核电荷数、核外电子数一定相同核电荷数、核外电子数一定相同AA 1ZZXX和【解析解析】选选A A。 两种微粒的质子数均为两种微粒的质子数均为Z Z，质量数分，质量数分别为别为A A和和A+1A+1，所以质量数不相

28、同，中子数也不相等；由于二者，所以质量数不相同，中子数也不相等；由于二者一个是原子，一个是离子，所以二者的化学性质一定不同；这一个是原子，一个是离子，所以二者的化学性质一定不同；这两种微粒一定有质子，但是不一定有电子和中子；两种微粒的两种微粒一定有质子，但是不一定有电子和中子；两种微粒的核电荷数相等，但是核外电子数一定不同。核电荷数相等，但是核外电子数一定不同。AA 1ZZXX和4.4.有有5 5种单核粒子，它们分别是种单核粒子，它们分别是 (“(“”内元内元素符号未写出素符号未写出) )，则它们所属元素的种类有，则它们所属元素的种类有( )( )A.2A.2种种 B.3B.3种种C.4C.4

29、种种 D.5D.5种种【解析解析】选选B B。元素的种类主要是由质子数决定的，而对上述。元素的种类主要是由质子数决定的，而对上述5 5种单核粒子来说，只有三种质子数，所以所属的元素种类为种单核粒子来说，只有三种质子数，所以所属的元素种类为3 3种。种。4040 40402421918 192020、5. (1)5. (1)写出表示含有写出表示含有8 8个质子、个质子、1010个中子的原子的化学符号个中子的原子的化学符号_。(2)(2)原子种类由原子种类由_决定；元素种类由决定；元素种类由_决定；元素的决定；元素的同位素由同位素由_决定；元素的化学性质由决定；元素的化学性质由_决定。决定。.有有

30、 H H2 2O O、D D2 2O O 石墨、金刚石石墨、金刚石 H H、D D、T T 四组微粒或物质，回答下列问题四组微粒或物质，回答下列问题: :(1)(1)互为同位素的是互为同位素的是_； (2)(2)互为同素异形体的是互为同素异形体的是_；(3)(3)由和中微粒能结合成含三个原子的化合物，这些化合由和中微粒能结合成含三个原子的化合物，这些化合物中相对分子质量最大的是物中相对分子质量最大的是_(_(填化学式填化学式) )。161718888OOO、【解析解析】.(1).(1)含有含有8 8个质子的原子为氧原子，含有个质子的原子为氧原子，含有1010个中个中子，质量数为子，质量数为18

31、18，则该原子的化学符号为，则该原子的化学符号为(2)(2)质子数、中子数完全相同的原子才是同种原子，否则为不质子数、中子数完全相同的原子才是同种原子，否则为不同种原子；质子数相同的原子是同种元素，否则不是同种元同种原子；质子数相同的原子是同种元素，否则不是同种元素；只有质子数相同、中子数不同的原子才互为同位素；最素；只有质子数相同、中子数不同的原子才互为同位素；最外层电子数的多少决定元素的化学性质。外层电子数的多少决定元素的化学性质。188O。.互为同位素的应该是质子数相同而中子数不同的原子，所互为同位素的应该是质子数相同而中子数不同的原子，所以答案选；互为同素异形体的应该是相同元素形成的性

32、质以答案选；互为同素异形体的应该是相同元素形成的性质不同的单质，答案应该选；由和中微粒能结合成含三个不同的单质，答案应该选；由和中微粒能结合成含三个原子的化合物，这些化合物中相对分子质量最大的应该是质量原子的化合物，这些化合物中相对分子质量最大的应该是质量数最大的两种原子形成的分子，应该是数最大的两种原子形成的分子，应该是答案答案: :.(1).(1)(2)(2)质子数、中质子数、中子数子数 质子数质子数 中子数中子数 最最外层电子数外层电子数.(1).(1) (2) (2) (3) (3) 31812 8HO。188O31812 8HO卢瑟福核式原子模型的理论探究卢瑟福核式原子模型的理论探究

33、在在19111911年前后英国物理学家卢瑟福通过散射实验，提出了核式年前后英国物理学家卢瑟福通过散射实验，提出了核式原子模型。原子模型。粒子是一种不带电子、带有粒子是一种不带电子、带有2 2个单位正电荷、质个单位正电荷、质量数等于量数等于4 4的微粒。卢瑟福把一束做变速运动的的微粒。卢瑟福把一束做变速运动的粒子射向一粒子射向一片极薄的金箔，过去他一直认为片极薄的金箔，过去他一直认为粒子质量比电子大几千倍，粒子质量比电子大几千倍，若原子是实心球，它不可能挡住轰击它的若原子是实心球，它不可能挡住轰击它的粒子，粒子，粒子应很粒子应很容易穿过金箔，但他惊奇地发现，有极少量的容易穿过金箔，但他惊奇地发现，有极少量的粒子发生偏转粒子发生偏转或被笔直地弹回。或被笔直地弹回。他根据以上叙述的实验现象得出了关于金箔中金原子结构的一他根据以上叙述的实验现象得出了关于金箔中金原子结构的一些结论。些结论。(1)(1)原子是可以再分的，根据现阶段你所学的知识，原子由哪原子是可以再分的，根据现阶段你所学的知识，原子由哪三种微粒构成？它们之间有什么关系？三种微粒构成？它们之间有什么关系？提示提示: :由质子、中子和电子构成。它们之间的关系是由质子、中子和电子构