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.认识原子核的结构，明确质量数和 的含义。2.掌握构成原子的微粒间的关系。3.知道元素、核素、同位素的含义。AZX一、原子 1.原子的构成:(1)构成原子的微粒:原子 _ 原子核 _ _ 核外电子 质子 中子(2)原子中各微粒的性质:质子和中子依靠一种特殊的力核力结合在一起。(3)原子中各微粒之间的关系:核电荷数=_数=_数。微粒 电子 质子 中子 相对质量 5.48410-4 1.007 1.008 电量/C 1.60210-19 1.60210-19 0 电荷 _ _ _-1+1 0 质子 核外电子 2.质量数
2、:(1)定义:原子核中_数和_数之和。(2)关系:质量数(A)=_(Z)+_(N)3.符号 的含义:质子 中子 质子数 中子数 AZX质量数 质子数 根据以上所学知识回答:(1)核内的中子数为_；(2)核内的中子数为_；(3)核内的中子数为_。168O3517Cl2311Na8 18 12 二、核素 1.元素:具有相同_的同一类原子的总称。2.核素:具有一定数目_和一定数目_的一种原子。3.同位素:(1)同位素:_相同而_不同的同一种元素的不同核 素互为同位素。质子数(核电荷数)质子 中子 质子数 中子数(2)几种常见的同位素:.氢元素的三种核素:俗 称 重氢 超重氢 符 号 _ _ _ 质子
3、数 1 1 1 中子数 _ 1 _ 11H21H31HH D T 0 2.请将下列核素与其用途连线:【思考辨析】1.判断正误:(1)原子核是由质子和核外电子构成的。()分析:原子核是由质子和中子构成的。(2)中性原子的原子核内质子数和核外电子数相等。()分析: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 子数相等。(3)同位素原子的物理、化学性质完全相同。()分析:同位素原子的物理性质不同，但是化学性质相同。(4)质子数为118、质量数为293的原子的原子核内的中子数为 175。()分析:原子的中子数=质量数-质子数=293-118=
4、175。(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 子和离子。()分析: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。2.问题思考:(1)目前元素周期表中的元素的种类共有112种，能否说发现核素有112种？为什么？分析: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。(2)所有的原子是否都是由质子、中子、电子构成的？分析: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。【知识链接】相对质量:是以一个12C原子质量的 作为标准，任何一种微粒的平均质 量跟一个12C原子质量的 的比值。核力:核力是使核子组成原子核
5、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 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 显现出来。112112一、原子的构成及微粒间的数量关系 1.原子的构成: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:2.构成原子或离子的微粒间的三种关系:(1)质量关系:质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)(2)电性关系:电中性微粒原子(同一种元素)或分子。核电荷数=核内质子数=核外电子数。带电离子。质子数电子数。阳离子(Rm+)质子数电子数 质子数=电子数+m
6、 阴离子(Rm-)质子数电子数 质子数=电子数-m(3)数量关系:中子不带电，1个质子带1个单位正电荷，所以有:核电荷数=质子数；对于原子:质子数=核外电子数。【学而后思】(1)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？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。(2)是否所有的微粒所具有的质子数和核外电子数都相等？为什么？提示: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数少。二、元素、核素
7、、同位素与同素异形体的比较 1.区别:名称 内容 项目 元 素 核 素 同位素 同素异形体 概 念 质子数相同的同一类原子 质子数、中子数都一定的原子 质子数相同、中子数不同的同一种元素的不同核素 同种元素形成的不同的单质 范 围 原 子 原 子 原 子 单 质 名称 内容 项目 元 素 核 素 同位素 同素异形体 特 性 只有种类,没有个数 化学反应中的最小微粒 由同位素组成的单质,化学性质几乎相同,物理性质不同 由一种元素组成,可独立存在 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、N三种元素 三种核素 互为同位素 石墨与金刚石 123111HH H、
8、234235238929292UUU、2.联系:【知识备选】有关元素的几个物理量的计算方法 1.核素的相对原子质量:是用一个核素的实际质量除以一个12C 原子质量的 所得的比值，计算公式为“Mr=”。2.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 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 值，计算公式为“质量数=质子数+中子数”。112121C12一个核素的实际质量一个原子质量的3.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 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“=Aa%+Bb%+Cc%+”。4.元素的近似相对原子质量:是用各
9、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，计算公式与元素的 相对原子质量类似。rM【学而后思】(1)一种元素是否一定只有一种原子？提示: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。(2)“35Cl和37Cl-互为同位素”的说法正确吗？为什么？提示:不正确。同位素是对原子而言的，而37Cl-是一个阴离子，所以二者不互为同位素。类型 一 构成原子的微粒之间的数量关系【典例】(2013长春高一检测)是 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，对 原子的叙述不正确的是()A质量数是60 B质子数是60 C中子数是33 D核外电
10、子数是27 6027Co6027Co【解题指南】解答本题要注意以下两点:(1)正确理解核素符号 中各量的含义；(2)在原子中，质子数核电荷数核外电子数原子序数。【解析】选B。由 可知该核素质量数是60，质子数是27，中子数是60-27=33，核外电子数是27。AZX6027Co【误区警示】(1)不明白核素符号 中各量的含义导致不会正确地计算该 核素中的中子数；(2)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】(2013昆明高一检测)微粒 的核外电子数 为()AZ个 BA个 C(A+n)个 D(Z+n)个【解析】选D。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，
11、所以该微粒的电子数是(Z+n)个。nZA【变式备选】(2013拉萨高一检测)放射性同位素钬 的原子核内的中子数为()A.166 B.67 C.99 D.无法确定【解析】选C。的原子核内的中子数为166-67=99。16667Ho16667Ho类型 二 元素、核素、同位素【典例】是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水 中 的含量变化来检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 13153I13153I13153I13153I13153I13153I13153I127
12、53I【解题指南】解答本题要注意以下3点:(1)知道同位素是对原子而言的。(2)质量数质子数+中子数。(3)同位素的物理性质存在差异，化学性质相同。【解析】选C。表示的是质子数为53，质量数为131的碘原 子，其原子序数和核外电子数都为53，中子数13153 78，所以中子数多于质子数。和 互为同位素，其化学性 质相同。13153I13153I12753I【名师点评】讲解本题时应注意以下3点:(1)进一步给学生强调同位素的概念；(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同核素的互称；(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质上有差异。【互动探究】(1)选项A中的两
13、种核素互为同位素吗？提示:是。因为 与 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。(2)试计算一下A项中两种核素的中子数之差为多少？提示:的中子数与 的中子数之差为(131-53)-(127-53)=4。13153I12753I13153I12753I【变式备选】(2013大连高一检测)是重要的核工业原 料，在自然界的百分含量很低。的浓缩一直为国际社会 所关注。下列有关 说法正确的是()A 原子核中含有92个中子 B 原子核外有143个电子 C 与 互为同素异形体 D 与 核内质子数相等 23592U23592U23592U23592U23592U23592U23592U23
14、892U23892U【解析】选D。原子核中含有92个质子，中子数为235-92=143，A不正确；原子核外电子数=核内质子数=92，B不正 确；与 质子数相同而中子数不同，二者互为同位 素，C不正确，D正确。23592U23592U23592U23892U1.某粒子含有6个质子，7个中子，电荷为0，则它的化学符号 是()A B C D【解析】选C。6个质子说明是碳元素，含有7个中子说明质量 数是13，电荷为0 说明是原子，所以化学符号为 613Al136Al136C613C136C 。2.(2013菏泽高一检测)原子的种类决定于原子的()A.相对原子质量大小 B.核内质子数和中子数 C.最外层
15、电子数 D.核电荷数【解析】选B。原子的种类是由质子数和中子数共同决定的。3.(2013德州高一检测)对于 两种粒子，下列叙述 正确的是()A质子数一定相同，质量数和中子数一定不同 B化学性质几乎相同 C一定都由质子、中子、电子构成 D核电荷数、核外电子数一定相同 AA 1ZZXX和【解析】选A。两种微粒的质子数均为Z，质量数分 别为A和A+1，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 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。AA 1ZZXX和4.有5种单核粒子，它们分别是 (“”内
16、元 素符号未写出)，则它们所属元素的种类有()A.2种 B.3种 C.4种 D.5种【解析】选B。元素的种类主要是由质子数决定的，而对上述 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 3种。4040 40402421918 192020、5.(1)写出表示含有8个质子、10个中子的原子的化学符号 _。(2)原子种类由_决定；元素种类由_决定；元素的 同位素由_决定；元素的化学性质由_决定。.有 H2O、D2O 石墨、金刚石 H、D、T 四组微粒或物质，回答下列问题:(1)互为同位素的是_；(2)互为同素异形体的是_；(3)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
17、质量最大的是_(填化学式)。161718888OOO、【解析】.(1)含有8个质子的原子为氧原子，含有10个中 子，质量数为18，则该原子的化学符号为(2)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 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。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 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 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
18、，应该是 答案:.(1)(2)质子数、中子数 质子数 中子数 最外层电子数.(1)(2)(3)31812 8HO。188O31812 8HO卢瑟福核式原子模型的理论探究 在1911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。粒子是一种不带电子、带有2个单位正电荷、质量数等于4的微粒。卢瑟福把一束做变速运动的 粒子射向一片极薄的金箔，过去他一直认为 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 粒子，粒子应很容易穿过金箔，但他惊奇地发现，有极少量的 粒子发生偏转或被笔直地弹回。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些结论。(1)原子是可以再分的，根据
19、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？提示:由质子、中子和电子构成。它们之间的关系是:质量数等 于质子数和中子数的和，质子数等于原子核外电子数。(2)在上述卢瑟福的实验中用到了 粒子，根据上述对 粒子 的描述写出 粒子的 的形式？提示:根据上述实验中的描述“粒子是一种不带电子、带有 2个单位正电荷、质量数等于4的微粒”可知，在粒子中有 2个质子和2个中子，符号为 AZX422He。(3)如果你是卢瑟福，猜测为什么绝大多数的 粒子会穿过金箔？提示:原子中存在原子核，且原子核只占原子体积的很小一部分。(其他合理解释也可)(4)通过上述实验中的有关现象猜测为什么会有少量 粒
20、子会发生偏转或者被笔直地弹回？提示:金原子核带正电荷。金原子核的质量远大于粒子的质量。(写出上述两点中的一种或者其他的合理答案也可)(5)某化学老师在讲卢瑟福测定实验时，设计了学生探究活动，向圆圈A、B、C中投乒乓球，若B为标准模型，向A、B、C中各投入20次乒乓球，请回答下列问题:A中没有反弹，B中有一次反弹，则说明原子是什么结构？提示:A中没有反弹说明没碰到质量大的物质，也就是说可能是空心的，B中有一次反弹说明碰到了质量大的物质，说明原子不是空心的。若B中有一次反弹，C中有10次反弹，则又说明什么问题？提示:B中有一次反弹，C中有10次反弹说明原子中质量大的物质所占的体积很小，即原子核比原子小很多，电子的运动空间较大。