1、 第3课时 核 素 必备知识自主学习 一、原子的构成 1.原子的构成 2.质量数 质子和中子的相对质量都近似为1,如果忽略电子的质量,将原子核内所有_ _的相对质量取近似整数值相加,所得的数值即为质量数,用符号_表示。3.两个关系(1)质量数(A)=_+_(质量关系)(2)原子序数=核电荷数=_=核外电子数(原子中的数量关系)(3 的质量数为_,质子数为_,中子数为_。的质量数为_,质子数为_,核外电子数为_。质子 和中子 A 质子数(Z)中子数(N)质子数 14 6 8 23 11 10 146 C2311 Na【自主探索】(1)判断下列说法是否正确。所有原子都由质子、中子和核外电子构成。(
2、)提示:。中没有中子。质子数为17、中子数为20的氯原子 。()提示:。质子数为17、中子数为20的氯原子可以表示为 。某铀元素的质量数是238,中子数是146,则该原子的核外电子数是92。()提示:。核外电子数=质子数=质量数-中子数。11H2017 Cl3717 Cl(2)(知识关联)观察下面的原子构成,说出所表示的氦、锂原子核内分别有几个中子?提示:氦、锂原子核内中子分别有2个、4个。二、核素 同位素 1.核素(1)定义:具有一定数目_和一定数目_的一种原子。(2)实例氢的三种核素。质子 中子 2.同位素(1)定义:_相同而_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_互称
3、为同位素,如 、(D)(T)互称为同位素。质子数 中子数 核素 11H21 H31 H(2)特点。(3)应用 考古中用_测定文物的年代。_用于制造氢弹。放射性同位素释放的射线可用于育种、治疗恶性肿瘤等。146 C21 H、31 H【自主探索】(1)科学家通过粒子加速器进行了一周的实验,获得了6个非常罕见的 原子。原子的核内中子数和核外电子数分别是多少?提示:19、26。的中子数=质量数-质子数=45-26=19,电子数=质子数=26。在一定条件下能否与氧气反应?提示:能。同位素的化学性质几乎完全相同。4526Fe4526Fe4526Fe4526Fe(2)(情境思考)2020年前后新型冠状病毒肆
4、虐,新型冠状病毒引起的肺炎治疗方 案之一是对低氧血症的患者进行有效氧疗(即吸氧治疗)。请思考 与 是同位素吗?它们的物理性质和化学性质是否相同 与 之间的转化是化 学变化吗?(证据推理与模型认知)提示:与 不是同位素,同位素是对原子而言的,两种分子不是同位素 与 的化学性质相同,物理性质不同,因为 与 的化学性质由原 子的最外层电子数决定,而物理性质与核素的质量数有关;原子是化学变化中的 最小微粒,原子核发生变化,则原子种类发生变化,故 与 之间的转化不 属于化学变化。1682O1882O168 O188 O1682O1882O1682O1882O168 O188 O168 O188 O关键能
5、力合作学习 知识点一 原子的构成 1.原子的构成 2.原子结构中的微粒关系(1)原子(2)离子的核外电子数 3.符号 中各个字母的含义 【合作探究】(1)(教材二次开发)“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”,质子数相同而中子数不同的微粒一定是同位素吗?(宏观辨识与微观探析)提示:不一定,如 和H2O中质子数相同,中子数不同,但二者不是同位素。2010 Ne(2)(情境应用)据新华社报道,考古学家在著名的史前巨型聚落遗址杨官寨遗址旁边,首次发现一处距今6000年的大型公共墓地,其埋葬2000余人的规模堪称史无前例,堪称6000年前“最早中国”的活化石。考古队根据出土随葬品
6、及碳-14探测年代等相关资料,推断该批墓葬是与杨官寨遗址同时的大型墓地。碳-14原子和作为相对原子质量标准的碳-12原子(12C)在原子结构上有什么异同?(科学探究与创新意识)提示:碳-14原子和碳-12原子具有相同的质子数和核外电子数,中子数不同。碳-12原子与碳-14原子属于什么关系?(科学探究与创新意识)提示:互为同位素。【典例示范】【典例】2020年全球暴发了新型冠状病毒肺炎疫情,疫情期间,做好自我保护措 施,保持基本的手部和呼吸道卫生。碘伏是一种常用的消毒剂,碘伏的主要成分 是碘,碘元素有多种核素,其中的一种核素 可用于治疗肿瘤。下列有关 的说法正确的是()A.质量数是53 B.质子
7、数是125 C.中子数是125 D.电子数是53【解析】选D 的质子数为53,质量数为125,则核外电子数为53,中子数为 125-53=72。12553 I12553 I12553 I【误区警示】微粒数计算规避“三”误区(1)质量数=质子数+中子数,该关系适用于原子和离子。(2)核电荷数(质子数)=核外电子数,只适用于原子和分子。(3)对离子进行电子数与质子数换算时应该注意阳离子和阴离子的区别。阴离子核外电子数=核电荷数+所带电荷数 阳离子核外电子数=核电荷数-所带电荷数【素养训练】1.(2020西城区高一检测)2020年,新型冠状病毒肺炎疫情暴发,为 了配合防疫,我们尽量做到每天测量体温,
8、普通体温计中含有金属汞(Hg)。关于 的说法正确的是()A.质子数为200 B.核外电子数为80 C.核电荷数为120 D.中子数为80 20080 Hg2.科学家从化肥厂生产的(NH4)2SO4中检验出组成为N4H4(SO4)2的物质,经测定该 物质易溶于水,在水中以 和 两种离子形式存在,植物的根系极易吸收 ,但它遇到碱时,会生成一种形似白磷的N4分子。N4分子不能被植物吸收。(1)14N4的中子数是_,一个14NO分子中含有_个电子。(2)N4H4(SO4)2能否与草木灰混合使用?说出理由。_。(3)N4和N2的化学性质是否相同?说出理由。_。24SO 444N H 444N H 知识点
9、二 核素 同位素 1.元素、核素、同位素和同素异形体辨析(1)区别(2)联系 2.同位素的“六同三不同”【合作探究】(1)(思维升华)同位素在周期表中位于同一位置,那么在周期表中位于同一位置的元素一定为同位素吗?(宏观辨识与微观探析)提示:不一定。因为同位素的质子数(原子序数)相同,所以在周期表中位于同一位置;但在周期表中位于同一位置的镧系和锕系元素,因其质子数不同,不属于同种元素,不属于同位素。(2)(情境思考)氧的同位素在地理学中被用作年代确定的参考,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16O、17
10、O、18O三种同位素的形式存在。上图中有几种元素?几种核素?这些核素之间属于何种关系?提示:题图中有1种元素,3种核素,这3种核素是同一种元素的不同核素,互称同位素。【典例示范】【典例】C60分子是一种由60个碳原子构成的分子,它形似足球,因此又名足球烯。它可用作新型高效的催化剂;用于气体的贮存,C60所贮存的氢气比金属或其合金要多;用于制造光学材料,有望在光计算、光记忆、光信号处理及控制等方面有所应用。医学界通过用放射性14C标记的C60,发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞,从而抑制艾滋病病毒。下列有关14C的说法中正确的是()A.14C原子与C60中普通碳原子的
11、化学性质不同 B.14C原子与14N原子中所含中子数相同 C.14C与C60互为同素异形体 D.14C与12C、13C互为同位素【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)认真分析符号表示的意义。(2)判断某微粒是同位素还是同素异形体,关键是要确定微粒的类别。【母题追问】(1)14CO、12CO点燃后生成物分别是什么?提示:14CO2、12CO2。14CO、12CO点燃和氧气反应时,碳原子的种类不变。(2)一个14C60分子中的质子数、中子数分别是_。提示:360、480。一个14C60分子中的质子数是660=360;中子数是(14-6)60=480。【规律方法】分析核素、同位素、同素异形体试题
12、的“三个明确”(1)明确本质。判断核素、同位素、同素异形体时,要抓住各种微粒的本质区别。质子数相同的原子属于同种元素;质子数和中子数均相同的是同种原子,也称为核素,同种元素的不同核素互称同位素;同种元素的不同单质互为同素异形体,且这些单质的结构有差异性。(2)明确符号。依据 X进行判断:只要Z相同,就是同种元素;Z和A均相同,是同种核素;Z相同,A不相同的互为同位素;Z不同、A相同,不属于同种元素。(3)明确规律 X的得(失)电子能力相同,原子个数百分比保持一定,不能通过化学变化实现其相互转化。【素养训练】据报道,某些花岗岩会产生氡 ),从而对人体产生伤害。研究发现,镭 )能蜕变为 ,故将 称
13、为镭射气;钍 )能蜕变为 ,故将 称为钍射气;锕 )能蜕变为 ,故将 称为锕射气。22286 Rn22688 Ra22286 Rn22286 Rn23290 Th22086 Rn22086 Rn22789 Ac21986 Rn21986 Rn(1)镭射气、钍射气、锕射气的中子数分别是多少?提示:镭射气 的中子数为222-86=136,钍射气 的中子数为220-86=134,锕射气 的中子数为219-86=133。22286 Rn22086 Rn21986 Rn(2)镭射气、钍射气、锕射气什么关系?提示:互为同位素 、的质子数相同,属于同种元素,但三者的中 子数不同,故三者互为同位素。(3)上述
14、材料中共涉及几种元素?几种核素?提示:4种元素,6种核素。质子数决定元素种类;质子数和中子数共同决定核素 种类。22286 Rn22086 Rn21986 Rn【课堂小结】三言两语话重点 (1)熟记一个符号(2)必记的两个等量关系 质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数(对于原子而言)(3)区分三个概念 核素:一种核素就是一种原子。同位素:同种元素不同原子之间的互称。同素异形体:同种元素不同单质之间的互称。课堂检测素养达标 1.科学家发现一种只由四个中子构成的粒子,这种粒子称为“四中子”,也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法不正确的是(
15、)A.该粒子不显电性 B.该粒子质量数为4 C.在元素周期表中与氢元素占同一位置 D.该粒子质量比氢原子大【解析】选C。因中子显电中性,所以“四中子”不显电性,A正确;质量数为质子数与中子数的和,所以“四中子”的质量数为4,B正确;该粒子的质子数为零,所以在周期表中该粒子与氢元素不在同一位置,C错误;“四中子”的质量数为4,比氢原子质量数大,D正确。2.是常规核裂变产物之一,可以通过测定大气或水中 的含量变化来监测 核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关 的叙述中错误的是()A.的化学性质与 相同 B.的原子序数为53 C.的原子核外电子数为78 D.的原子核内中子数多于质子数【解析】选C。与
16、 互为同位素,化学性质相同,A正确 的质子数为 53,质量数为131,中子数=131-53=78,B、D正确;核外电子数应为53,C错误。13153 I13153 I13153 I13153 I12753 I13153 I13153 I12753 I13153 I12753 I13153 I3.(2020重庆高一检测)我国科学家通过测量SiO2中 26Al和10Be两种元素的比例来确定“北京人”的年龄,这种测量方法叫铝铍测年法。关于26Al和10Be的说法不正确的是()A.10Be和9Be是中子数不同、质子数相同的不同原子 B.10Be的原子核内中子数比质子数多 C.5.2 g 26Al3+中
17、所含的电子数约为1.21023 D.26Al和26Mg的质子数、中子数和核外电子数都不相同 4.自然界中碳元素有三种同位素,即稳定同位素12C、13C和放射性同位素14C,14C的半衰期为5 730年,14C的应用主要有两个方面:一是在考古学中测定生物死亡年代,即放射性测年法;二是以14C标记化合物为示踪剂,探索化学和生命科学中的微观运动。下列有关碳元素的说法错误的是()A.12C、13C、14C互为同位素,具有相同的物理性质 B.金刚石、石墨、C60互为同素异形体 C.12C可以作为测定相对原子质量和阿伏加德罗常数的标准 D.50 g 14C18O2的中子数是28NA 5.据统计,全世界42
18、个国家和地区缺硒,我国有72%的地区处于缺硒和低硒生态环境之中。由于独特的地质地理环境,使得位于秦巴山深处的安康,成为世界上面积最大、富硒地层最厚、最宜开发利用的富硒区,属于我国罕见富硒区。下列有关 和 的说法正确的是()A.和 所含电子数不同 B.和 互为同位素 C.和 分别含有44和46个质子 D.和 都含有34个中子【解析】选B。质子数等于核外电子数,因此电子数相同,均是34,A错误 和 的质子数相同,而中子数不同,所以互为同位素,B正确;两种原子的质子数 均是34,前者的中子数是44,后者的中子数是46,C、D错误。7834Se8034Se7834Se8034Se7834Se8034S
19、e7834Se8034Se7834Se8034Se7834Se8034Se【加固训练】(2020西宁高一检测)(1)据相关报道,在日本生产的婴儿奶粉中检测到铯的人工放射性核素。133Cs的核电荷数为_,133Cs+核外有_个电子,铯与水的反应比钠与水的反应更_(填“剧烈”或“缓慢”)。(2)在粒子NH3D+中,电子数、质子数和中子数之比为_。(3)我国某物理研究所取得重大科技成果,研制出由18O所形成的单质气体。18O是一种稳定的核素,称为重氧。1.8 g 18O形成的气体的物质的量是_。18O2气体的摩尔质量为_。0.1 mol重氧水H2 18O所含的中子数约为_个。0.2 mol 18O2气体在标准状况下的体积约为_。【素养新思维】6.水是由氢氧两种元素组成的,自然界中的液态水包括海洋、江河、湖泊里的水以及天上的云,固体的水包括南极,北极,高山上的冰川以及冬天的冰雪中。氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水,可得水分子的种数为_;可得相对分子质量不同的水分子有_种。
