2022版新教材高中化学1.1.1原子核核素课件鲁教版必修2VIP

1、第1章原子构造元素周期律第1节原子构造与元素性质第1课时原子核核素 一、原子构造一、原子构造1.1.原子及其构成微粒原子及其构成微粒对于原子来说对于原子来说: :核电荷数核电荷数=_=_=_=_质子数质子数核外电子数核外电子数2.2.质量数质量数(1)(1)定义定义: :质量数即原子核中质子数质量数即原子核中质子数(Z)(Z)和中子数和中子数(N)(N)之之和和, ,用符号用符号A A表示。表示。(2)(2)计算式计算式: :质量数质量数(A)=_(A)=_。Z+NZ+N3.3.原子构成的表示方法原子构成的表示方法一般用符号一般用符号 表示表示, ,字母表示意义如下字母表示意义如下: :AZX

2、【巧判断】【巧判断】(1(1 的质子数为的质子数为1,1,中子数也为中子数也为1 1。( () )提示提示: :。 的质子数为的质子数为1,1,中子数为中子数为0 0。11H11H(2)(2)2323NaNa+ +的质子数为的质子数为11,11,中子数为中子数为12,12,电子数为电子数为1111。( () )提示提示: :。2323NaNa+ +的电子数为的电子数为1010。(3)(3)2424MgMg2+2+中含有中含有1212个中子和个中子和1212个电子。个电子。( () )提示提示: :。由于。由于MgMg是是1212号元素号元素, ,质量数为质量数为24,24,离子失去离子失去两个

3、电子两个电子, ,所以所以2424MgMg2+2+中含有中含有1212个中子和个中子和1010个电子。个电子。【情境【情境思考】思考】生物体在生命存续期间保存的一种碳原子生物体在生命存续期间保存的一种碳原子碳碳- -1414 ) )会在其死亡后衰变会在其死亡后衰变, ,测量考古遗址中发现的遗测量考古遗址中发现的遗物里碳物里碳-14-14的数量的数量, ,可以推断出它的存在年代。可以推断出它的存在年代。146C【情境【情境思考】思考】你知道碳你知道碳-14-14的的“14“14是什么含义吗是什么含义吗? ?这种碳原子的质这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少子数、中子数、核外电子数分别

4、是多少? ?提示提示: :碳碳-14-14的的“14“14是指这种碳原子的质量数为是指这种碳原子的质量数为14,14,此此碳原子的质子数为碳原子的质子数为6 6、中子数为、中子数为8 8、核外电子数为、核外电子数为6 6。二、元素、核素、同位素二、元素、核素、同位素1.1.概念及关系概念及关系2.2.几种常见的同位素几种常见的同位素(1)(1)氢元素的同位素氢元素的同位素 名称名称氕氕氘氘( (重氢重氢) )氚氚( (超重氢超重氢) )符号符号_质质 子子 数数1 11 11 1中中 子子 数数_1 1_H HD DT T0 02 211H21H31H(2)(2)其他几种常见元素的同位素其他几

5、种常见元素的同位素元素名称元素名称碳碳氧氧铀铀元素符号元素符号C CO OU U常见同常见同位素位素1212C C、1313C C、1414C C1616O O、1717O O、1818O O234234U U、235235U U、238238U U用途用途_用于考用于考古断代古断代_是核反应是核反应堆的主要燃料堆的主要燃料1414C C235235U U【情境情境思考思考】氧的同位素在地理学中被用作年代确定的参考氧的同位素在地理学中被用作年代确定的参考, ,常用于常用于冰川的断代。氧的同位素在地球科学中广泛用于确定冰川的断代。氧的同位素在地球科学中广泛用于确定成岩成矿物质来源及成岩成矿温度。

6、在生物学和医学成岩成矿物质来源及成岩成矿温度。在生物学和医学上有广泛应用前景。自然界中氧以上有广泛应用前景。自然界中氧以1616O O、1717O O、1818O O三种同三种同位素的形式存在。位素的形式存在。上图中有几种元素上图中有几种元素? ?几种核素几种核素? ?这些核素之间属于何种这些核素之间属于何种关系关系? ?提示提示: :上图中有上图中有1 1种元素种元素,3,3种核素种核素, ,这这3 3种核素是同一种种核素是同一种元素的不同核素元素的不同核素, ,互称同位素。互称同位素。3.3.同位素的分类及特点同位素的分类及特点(1)(1)分类分类同位素分为同位素分为_同位素和同位素和_同

7、位素。同位素。放射性同位素的应用放射性同位素的应用: :_示踪示踪( (如如 ) )和作为和作为_。稳定稳定放射性放射性同位素同位素放射源放射源3215P(2)(2)特点特点同位素的同位素的_性质根本一样性质根本一样,_,_性质有一定差异。性质有一定差异。天然存在的某种元素天然存在的某种元素, ,无论是化合态还是游离态无论是化合态还是游离态, ,各种各种同位素所占的原子个数百分比一般是同位素所占的原子个数百分比一般是_的。的。化学化学物理物理不变不变【巧判断】【巧判断】(1)(1)任何一种原子核内都含有质子和中子。任何一种原子核内都含有质子和中子。( () )提示提示: :。 的原子核内只有质

8、子没有中子。的原子核内只有质子没有中子。(2)(2)元素的种类和核素的种类一样。元素的种类和核素的种类一样。( () )提示提示: :。一种元素可能有几种核素。一种元素可能有几种核素, ,所以核素的种类所以核素的种类比元素的种类多。比元素的种类多。11H(3)(3)互为同位素的原子性质完全一样。互为同位素的原子性质完全一样。( () )提示提示: :。互为同位素的原子化学性质几乎完全一样。互为同位素的原子化学性质几乎完全一样, ,但物理性质不同但物理性质不同, ,如如 具有放射性具有放射性, ,而而 不具有。不具有。11H31H知识点一原子构造及原子各微粒之间的关系知识点一原子构造及原子各微粒

9、之间的关系【重点释疑】【重点释疑】1.1.原子的构成原子的构成: :构成原子的根本微粒是质子、中子和电构成原子的根本微粒是质子、中子和电子。三种微粒的性质、作用及相互关系如下子。三种微粒的性质、作用及相互关系如下: :2.2.微粒间的关系微粒间的关系(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)电性关系电性关系微粒微粒等量关系等量关系不等量关系不等量关系原子原子质子数质子数= =核外电子数核外电子数阳离子阳离子核外电子数核外电子数= =质子数质子数- -阳离子所带电荷数阳离子所带电荷数质子数质子数 核外电子数核外电子数

10、阴离子阴离子核外电子数核外电子数= =质子数质子数+ +阴离子所带电荷数阴离子所带电荷数质子数质子数 核核外电子数外电子数【易错提醒】关于原子构造的几个易错点【易错提醒】关于原子构造的几个易错点(1)(1)原子中一定含有质子原子中一定含有质子, ,但不一定含有中子但不一定含有中子, ,如如1H1H。(2)(2)原子的质量数和相对原子质量的含义不同原子的质量数和相对原子质量的含义不同, ,但是原但是原子的质量数一般等于该原子相对原子质量数值的整数子的质量数一般等于该原子相对原子质量数值的整数局部。局部。(3)(3)对离子进展电子数与质子数换算时对离子进展电子数与质子数换算时, ,应该注意阳离应该

11、注意阳离子和阴离子的区别。子和阴离子的区别。【知识拓展知识拓展】突破原子组成的两大关系突破原子组成的两大关系(1)(1)构成原子的微粒之间存在两个等量关系。构成原子的微粒之间存在两个等量关系。原子由原子核和核外电子构成原子由原子核和核外电子构成, ,其中原子核带正电荷其中原子核带正电荷, ,核外电子带负电荷核外电子带负电荷, ,原子核由质子和中子构成原子核由质子和中子构成; ;由于中由于中子不带电子不带电, ,原子呈电中性原子呈电中性, ,所以原子的核电荷数所以原子的核电荷数= =核内质核内质子数子数= =核外电子数。核外电子数。原子构造中的核电荷数决定了元素的种类原子构造中的核电荷数决定了元

12、素的种类, ,而质子数而质子数与中子数之和决定了原子质量的相对大小与中子数之和决定了原子质量的相对大小, ,即质量数即质量数(A)=(A)=质子数质子数(Z)+(Z)+中子数中子数(N)(N)。(2)(2)一个信息丰富的符号。一个信息丰富的符号。【思考思考讨论讨论】(1)(1)原子为什么显电中性原子为什么显电中性? ?而离子带有电荷而离子带有电荷? ?提示提示: :因为原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷因为原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数相等。离子是原子通过得失电子形成的数相等。离子是原子通过得失电子形成的, ,核外电子数核外电子数不再等于质子数不再等于质子数, ,因此离子是带电荷

13、的。因此离子是带电荷的。(2)(2)决定原子质量的主要因素是什么决定原子质量的主要因素是什么? ?提示提示: :因为电子的质量很小因为电子的质量很小, ,可以忽略不计可以忽略不计, ,所以主要取所以主要取决于质子和中子的质量。决于质子和中子的质量。【案例示范】【案例示范】 【典例】钋是一种银白色金属【典例】钋是一种银白色金属, ,能在黑暗中发光能在黑暗中发光, ,由著由著名科学家居里夫人与丈夫皮埃尔名科学家居里夫人与丈夫皮埃尔居里于居里于18981898年在沥年在沥青铀矿中发现青铀矿中发现, ,为了纪念居里夫人的祖国波兰为了纪念居里夫人的祖国波兰(Polska),(Polska),两人对这种元

14、素命名为钋两人对这种元素命名为钋, ,是世界上最毒的物质之一。是世界上最毒的物质之一。以下有关以下有关 的说法正确的选项是的说法正确的选项是( () )21084PoA.A.钋原子的核外电子数是钋原子的核外电子数是126126B.B.钋原子核内中子数与质子数之差是钋原子核内中子数与质子数之差是4242C.C.钋原子核内中子数是钋原子核内中子数是8484D.D.钋元素的相对原子质量是钋元素的相对原子质量是210210【思维建模思维建模】解答构成原子微粒间的关系思路如下解答构成原子微粒间的关系思路如下: :【解析解析】选选B B。 的质量数为的质量数为210,210,质子数为质子数为8484。核外

15、电。核外电子数子数= =质子数质子数=84,=84,故故A A项错误项错误; ;中子数中子数= =质量数质量数- -质子数质子数= =210-84=126,210-84=126,故中子数与质子数之差为故中子数与质子数之差为126-84=42,126-84=42,所以所以B B项正确项正确,C,C项错误项错误;210;210为质量数为质量数, ,只能近似为只能近似为 的相的相对原子质量对原子质量, ,并不等于钋元素的相对原子质量并不等于钋元素的相对原子质量, ,故故D D项错项错误。误。21084Po21084Po【迁移【迁移应用】应用】1.1.下表符号中下表符号中“2“2的含义正确的一组是的含

16、义正确的一组是 ( () )选项选项2 2H H2 2HeHe2Cl2ClCaCa2+2+A A质量数质量数 中子数中子数质子数质子数电荷数电荷数B B质量数质量数 质子数质子数 原子个数原子个数 电荷数电荷数C C质子数质子数 中子数中子数 原子个数原子个数 电荷数电荷数【解析解析】选选B B。元素符号左上角的数字表示质量数。元素符号左上角的数字表示质量数, ,左左下角的数字表示质子数下角的数字表示质子数, ,右上角的数字表示所带电荷数右上角的数字表示所带电荷数, ,前面的数字表示微粒个数。前面的数字表示微粒个数。2.2.全世界每年都会发生上万起火灾全世界每年都会发生上万起火灾, ,为了预防

17、火灾发生为了预防火灾发生, ,现在很多商场、宾馆、办公楼都安装有烟雾报警器现在很多商场、宾馆、办公楼都安装有烟雾报警器, ,这这对预防火灾对预防火灾, ,减少火灾损失具有很大的现实意义。常用减少火灾损失具有很大的现实意义。常用的烟雾报警器是一种电离式烟雾报警器的烟雾报警器是一种电离式烟雾报警器, ,其主体是一个其主体是一个放有镅放有镅-241-241 ) )放射源的电离室放射源的电离室 原子核内中原子核内中子数与核外电子数之差是子数与核外电子数之差是( () )24195Am24195Am【解析解析】选选D D。 的质子数为的质子数为95,95,质量数为质量数为241,241,中子中子数数=2

18、41-95=146,=241-95=146,核外电子数核外电子数= =核内质子数核内质子数=95,=95,中子数与中子数与核外电子数之差为核外电子数之差为146-95=51146-95=51。24195Am【补偿训练】【补偿训练】 可以作为核聚变材料。以下关于可以作为核聚变材料。以下关于 表达正表达正确的是确的是( () )A. A. 和和 是同一种原子是同一种原子B. B. 原子核内中子数为原子核内中子数为2 2C. C. 原子核外电子数为原子核外电子数为2 2D. D. 代表原子核内有代表原子核内有2 2个质子和个质子和3 3个中子的氦原子个中子的氦原子32He31H32He32He32H

19、e32He32He【解析解析】选选C C。 和和 的质子数和中子数均不相等的质子数和中子数均不相等, ,不不是同一种原子是同一种原子, ,故故A A错误：错误： 原子核内中子数为原子核内中子数为3-2=1,3-2=1,故故B B错误；错误； 原子核外电子数等于质子数原子核外电子数等于质子数, ,均为均为2,2,故故C C正正确；确； 代表原子核内有代表原子核内有2 2个质子和个质子和1 1个中子的氦原子个中子的氦原子, ,故故D D错误。错误。32He31H32He32He32He【素养提升素养提升】碘碘-131-131是元素碘的一种放射性同位是元素碘的一种放射性同位素素, ,为人工放射性核素

20、为人工放射性核素( (核裂变产核裂变产物物),),符号为符号为131131I,I,半衰期为天。半衰期为天。正常情况下自然界是不会存在的。正常情况下自然界是不会存在的。在核医学中在核医学中, ,碘碘-131-131除了以除了以NaINaI溶液的形式直接用于甲状溶液的形式直接用于甲状腺功能检查和甲状腺疾病治疗外腺功能检查和甲状腺疾病治疗外, ,还可用来标记许多化还可用来标记许多化合物合物, ,供体内或体外诊断疾病用。如碘供体内或体外诊断疾病用。如碘-131-131标记的玫瑰标记的玫瑰红钠盐和马尿酸钠就是常用的肝、胆和肾等的扫描显红钠盐和马尿酸钠就是常用的肝、胆和肾等的扫描显像剂。像剂。根据以上材料

21、根据以上材料, ,答复以下问题答复以下问题: :(1)(1)碘碘-131-131原子的质量数、质子数、中子数各是多少原子的质量数、质子数、中子数各是多少?(?(证据推理与模型认知证据推理与模型认知) )(2)(2)碘碘-129(129I)-129(129I)主要来源于宇生放射性核素主要来源于宇生放射性核素, ,它的核它的核内中子数与质子数的差值是多少内中子数与质子数的差值是多少?(?(宏观辨识与微观探宏观辨识与微观探析析) )(3)(3)131131I I和和127127I I为碘元素的两种不同原子为碘元素的两种不同原子, ,这两种原子的这两种原子的中子数差值是多少中子数差值是多少?(?(证据

22、推理与模型认知证据推理与模型认知) )【解析】【解析】(1)(1)碘碘-131-131原子的质量数为原子的质量数为131,131,由于碘元素是由于碘元素是5353号元素号元素, ,故质子数为故质子数为53,53,中子数为中子数为131-53=78131-53=78。(2)129I,(2)129I,其中子数为其中子数为129-53=76,129-53=76,那么中子数和质子数那么中子数和质子数的差值为的差值为76-53=2376-53=23。(3)131I(3)131I和和127I127I为碘元素的两种同位素为碘元素的两种同位素, ,这两种原子的这两种原子的中子数差值是中子数差值是131-127

23、=4131-127=4。答案答案: :(1)(1)质量数为质量数为131,131,质子数为质子数为53,53,中子数为中子数为7878。(2)23(2)23(3)4(3)4知识点二元素、核素、同位素及同素异形体的比较知识点二元素、核素、同位素及同素异形体的比较【重点释疑】【重点释疑】1.1.区别区别2.2.联系联系【易错提醒】有关核素的几个易错点【易错提醒】有关核素的几个易错点(1)(1)元素可以有假设干种核素元素可以有假设干种核素, ,也可以只有一种核素也可以只有一种核素, ,有有多少种核素就有多少种原子。多少种核素就有多少种原子。(2)(2)多数元素有同位素多数元素有同位素, ,个别元素没

24、有同位素。个别元素没有同位素。(3)(3)不同核素间的转化不属于化学变化不同核素间的转化不属于化学变化, ,而属于核反响而属于核反响。【思考【思考讨论】讨论】(1)(1)质子数一样而中子数不同的微粒一定是同位素吗质子数一样而中子数不同的微粒一定是同位素吗? ?为什么为什么? ?提示提示: :不一定不一定, ,如如 和和H2OH2O质子数一样质子数一样, ,中子数不同中子数不同, ,但但二者不是同位素。二者不是同位素。2010Ne(2)(2)到目前为止到目前为止, ,人类发现的元素有人类发现的元素有118118种种, ,能否说发现能否说发现的原子共有的原子共有118118种种? ?提示提示: :

25、不能。因为很多元素存在同位素不能。因为很多元素存在同位素, ,即同一种元素即同一种元素存在多种不同的原子存在多种不同的原子, ,故人类发现的原子远多于故人类发现的原子远多于118118种种。【案例示范】【案例示范】 【典例】【典例】( (改编题改编题) )玉兔二号月球车于玉兔二号月球车于20212021年年1 1月月3 3日日2222时时2222分完成与嫦娥四号着陆器的别离分完成与嫦娥四号着陆器的别离, ,驶抵月球外表。驶抵月球外表。首次实现月球反面着陆首次实现月球反面着陆, ,成为中国航天事业开展的又一成为中国航天事业开展的又一座里程碑。月球车一般用座里程碑。月球车一般用 作为热源材料。作为

26、热源材料。23894Pu以下关于以下关于 的说法正确的选项是的说法正确的选项是 ( () )A. A. 互为同位素互为同位素B. PuB. Pu互为同素异形体互为同素异形体C. C. 具有完全一样的化学性质具有完全一样的化学性质D. D. 具有一样的最外层电子数具有一样的最外层电子数23894Pu2382389492PuU与2382399494Pu与2382389492PuU与2382399494PuPu与【思维建模思维建模】解答本类试题思维流程如下解答本类试题思维流程如下: :【解析】选【解析】选D D。A A项项 的质子数不同的质子数不同, ,不能互称为不能互称为同位素同位素,A,A项错误

27、项错误; Pu; Pu互为同位素互为同位素,B,B项错误项错误; ; 不属于同种元素不属于同种元素, ,化学性质不同化学性质不同,C,C项错误项错误; ; 为同种元素为同种元素, ,核外电子排布一样核外电子排布一样, ,最外层电子最外层电子数一样数一样,D,D项正确。项正确。2382389492PuU与2382399494Pu与2382389492PuU与2382399494PuPu与【母题追问】【母题追问】(1) (1) 原子中中子数为多少原子中中子数为多少? ?提示提示:144:144。中子数。中子数= =质量数质量数- -质子数质子数=238-94=144=238-94=144。(2)

28、(2) 的化学性质是否一样的化学性质是否一样? ?提示提示: :一样一样, ,由于它们的核外电子排布一样由于它们的核外电子排布一样, ,最外层电子最外层电子数一样数一样, ,因此化学性质一样。因此化学性质一样。23894Pu2382399494PuPu与【规律方法】判断同位素、同素异形体的技巧【规律方法】判断同位素、同素异形体的技巧(1)(1)判断同位素、同素异形体时判断同位素、同素异形体时, ,应抓住各种微粒的本应抓住各种微粒的本质区别。质区别。质子数一样的原子就是同种元素质子数一样的原子就是同种元素, ,质子数一样而中子数质子数一样而中子数不同的原子不同的原子, ,互为同位素互为同位素;

29、;同一元素形成的不同单质之同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。间互为同素异形体。(2)(2)注意原子符号中的数字意义。注意原子符号中的数字意义。 , ,只要只要Z Z一样一样, ,就是同种元素就是同种元素;Z;Z和和A A均一样均一样, ,就是同一就是同一种核素种核素;Z;Z一样、一样、A A不同的互为同位素不同的互为同位素;Z;Z不同的不管不同的不管A A是是否一样否一样, ,均不是同种元素均不是同种元素, ,更不能称为同位素。更不能称为同位素。 【迁移【迁移应用】应用】1.1.重水重水(D2O)(D2O)是重要的核工业原料是重要的核工业原料, ,以下说法错误的选项是以下说法错误的选项

30、是 ( () )A.A.氘氘(D)(D)原子核外有原子核外有1 1个电子个电子B.1HB.1H与与D D互称同位素互称同位素 2O2O与与D2OD2O互称同素异形体互称同素异形体 D. D. 的相对分子质量一样的相对分子质量一样1181622HODO与【解析解析】选选C C。氘。氘(D)(D)是氢元素的一种核素是氢元素的一种核素, ,含有一个质含有一个质子、一个中子和一个电子子、一个中子和一个电子, ,与与1 1H H互为同位素互为同位素,A,A项、项、B B项正项正确确; ;由同种元素形成的不同单质之间互称为同素异形体由同种元素形成的不同单质之间互称为同素异形体, ,C C项错误项错误; ;

31、 的相对分子质量均为的相对分子质量均为20,D20,D项正确。项正确。1181622HODO与年年, ,科学家第一次实现了人类多年的梦想科学家第一次实现了人类多年的梦想人人工转变元素。这个反响如下工转变元素。这个反响如下 , ,以下以下表达正确的选项是表达正确的选项是世纪金榜导学号世纪金榜导学号( () )14472NHe17181OHA. A. 原子核内有原子核内有9 9个质子个质子B. B. 原子核内有原子核内有1 1个中子个中子2 2和和O O3 3互为同位素互为同位素D.D.通常情况下通常情况下,He,He和和N N2 2化学性质都很稳定化学性质都很稳定178O11H【解析解析】选选D

32、. D. 原子核内质子数是原子核内质子数是8,A8,A错误错误; ; 原子核原子核内中子数是内中子数是1-1=0,B1-1=0,B错误错误;O;O2 2和和O O3 3互为同素异形体互为同素异形体,C,C错误错误; ;通常情况下通常情况下,He,He和和N N2 2化学性质都很稳定化学性质都很稳定,D,D正确。正确。178O11H【补偿训练】【补偿训练】以下表达正确的选项是以下表达正确的选项是( () )A.40KA.40K和和40Ca40Ca原子中质子数和中子数都不相等原子中质子数和中子数都不相等B.B.金刚石和石墨的性质一样金刚石和石墨的性质一样2 2和和D2D2互为同位素互为同位素D.D.某物质只含一种元素某物质只含一种元素, ,该物质一定是纯洁物该物质一定是纯洁物【解析】选【解析】选A A。质子数决定元素种类。质子数决定元素种类, ,质子数和中子数质子数和中子数决定原子的种类。因为决定原子的种类。因为40K