【课时讲练通】高中化学 1.1.3核素课件 新人教版必修2.ppt

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1、第3课时核素学学习习目目标标1.1.知道元素、核素、同位素的含知道元素、核素、同位素的含义义。2.2.了解了解质质量数的含量数的含义义及原子的表示方法。及原子的表示方法。3.3.了解放射性元素、放射性同位素在能源、了解放射性元素、放射性同位素在能源、农农业业、医、医疗疗、考古等方面的、考古等方面的应应用。用。学学习习重点重点元素、核素、同位素的概念及其区元素、核素、同位素的概念及其区别别与与联联系。系。【自主预习自主预习】一、元素、一、元素、质质量数量数1.1.元素：元素：含含义义：_的同一的同一类类原子原子的的总总称。称。2.2.质质量数：量数：具有相同核具有相同核电电荷数荷数(质质子数子数

2、)电子电子相对质量相对质量质子数质子数(Z)+(Z)+中子数中子数(N)(N)3.3.原子的表示方法原子的表示方法：如作如作为为相相对对原子原子质质量量标标准的准的 表示表示质质子数子数为为_,_,质质量数量数为为_的碳原子。的碳原子。质量数质量数质子数质子数6 61212二、核素二、核素一定数目质子和一定数目中子一定数目质子和一定数目中子三、同位素三、同位素质子数相同而中子数不同质子数相同而中子数不同位置位置几乎相同几乎相同比比率率放射性同位素放射性同位素【自我小测自我小测】判断或回答下列判断或回答下列问题问题：1.1.核素的相核素的相对对原子原子质质量与元素的相量与元素的相对对原子原子质质

3、量相同量相同吗吗?提示：提示：不同。核素不同。核素(或原子或原子)的相对原子质量是以一个的相对原子质量是以一个1212C C原子原子质量的质量的1/121/12作为标准作为标准,核素核素(或原子或原子)的质量与它相比所得的的质量与它相比所得的数值数值;而元素的相对原子质量是该元素的各种核素的原子数而元素的相对原子质量是该元素的各种核素的原子数百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值。百分比与其相对原子质量的乘积所得的平均值。2.2.互互为为同位素的不同核素化学性同位素的不同核素化学性质质几乎完全相同的原因是什几乎完全相同的原因是什么么?提示：提示：结构决定性质结构决定性质,元素的化学性质主要是

4、由核外电子排布元素的化学性质主要是由核外电子排布决定的决定的,同种元素的不同核素原子核内质子数相同同种元素的不同核素原子核内质子数相同,核外电子核外电子数相同数相同,它们具有完全相同的核外电子排布它们具有完全相同的核外电子排布,因此化学性质几因此化学性质几乎完全相同。乎完全相同。3.(3.(判一判判一判)质质量数相同的原子一定属于同种元素。量数相同的原子一定属于同种元素。()()提示：提示：质子数相同的原子属于同一种元素质子数相同的原子属于同一种元素,而质量数相同的原而质量数相同的原子不一定属于同种元素子不一定属于同种元素,如如4.(4.(判一判判一判)自然界中元素的种自然界中元素的种类类一定

5、少于原子的种一定少于原子的种类类。()()提示：提示：大多数元素具有同位素大多数元素具有同位素,即同种元素可以有多种不同的即同种元素可以有多种不同的核素核素,因此元素的种类一定少于原子的种类。因此元素的种类一定少于原子的种类。5.(5.(判一判判一判)同位素的同位素的质质量数一定不同量数一定不同,但中子数一定相同。但中子数一定相同。()()提示：提示：同位素属于同一种元素同位素属于同一种元素,其质子数一定相同其质子数一定相同,而中子数而中子数一定不相同一定不相同,故同位素质量数一定不同。故同位素质量数一定不同。6.(6.(判一判判一判)1616O O2 2与与1818O O2 2互互为为同位素

6、。同位素。()()提示：提示：同位素指的是同一元素的不同原子同位素指的是同一元素的不同原子,这两种微粒是由氧这两种微粒是由氧元素的两种核素分别构成的单质元素的两种核素分别构成的单质,是分子是分子,不能互称同位素。不能互称同位素。【释义链接释义链接】原子的结构原子的结构构成原子的微粒是质子、中子和电子构成原子的微粒是质子、中子和电子(只有只有 没有中子没有中子)。a.a.核电荷数核电荷数=质子数质子数=核外电子数核外电子数b.b.质量数质量数=质子数质子数+中子数。中子数。原子原子原子核原子核质子：一个质子带一个单位正电荷质子：一个质子带一个单位正电荷中子：不带电中子：不带电核外电子：一个电子带

7、一个单位负电荷核外电子：一个电子带一个单位负电荷原子原子(或离子或离子)的表示方法的表示方法原子原子()()原子核原子核核外电子：核外电子：Z Z个个质子：质子：Z Z个个中子：中子：(A-Z)(A-Z)个个 元素、核素、同位素的区别与联系元素、核素、同位素的区别与联系构成原子的微粒有构成原子的微粒有质质子、中子和子、中子和电电子子,其中原子核中的其中原子核中的质质子子数和中子数决定了元素、同位素和核素的种数和中子数决定了元素、同位素和核素的种类类：1.1.试举试举例分析元素、核素、同位素三者例分析元素、核素、同位素三者间间的包含关系。的包含关系。提示：提示：核素即原子核素即原子,由质子数和中

8、子数共同决定。元素是质由质子数和中子数共同决定。元素是质子数相同的同一类原子的总称子数相同的同一类原子的总称,而同一元素的不同核素之间而同一元素的不同核素之间互称为同位素。三者之间的关系可用图示表示如下：互称为同位素。三者之间的关系可用图示表示如下：例如：例如：2.2.一种元素可以有多种核素一种元素可以有多种核素,决定核素的微粒是什么决定核素的微粒是什么?如何判如何判断不同核素是否属于同位素断不同核素是否属于同位素?提示：提示：核电荷数核电荷数(质子数质子数)决定了元素决定了元素,只有确定了质子数和只有确定了质子数和中子数才能确定核素中子数才能确定核素;同位素属于同种元素同位素属于同种元素,其

9、质子数一定相其质子数一定相同同,故不同核素中故不同核素中,质子数相同的核素属于同位素。质子数相同的核素属于同位素。3.3.同位素在周期表中位于同一位置同位素在周期表中位于同一位置,那么在周期表中位于同那么在周期表中位于同一位置的元素一定一位置的元素一定为为同位素同位素吗吗?提示：提示：不一定。因为同位素的质子数不一定。因为同位素的质子数(原子序数原子序数)相同相同,所以所以在周期表中位于同一位置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但在周期表中位于同一位置的镧系和锕系元素系和锕系元素,因其质子数不同因其质子数不同,不属于同种元素不属于同种元素,不属于同不属于同位素。位素。4.4.

10、同位素与同素异形体有什么区同位素与同素异形体有什么区别别?提示：提示：(1)(1)意义不同意义不同,同位素是指质子数相同而中子数不同的同位素是指质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子之间的互称同一元素的不同原子之间的互称;而同素异形体是指同一元而同素异形体是指同一元素形成的不同单质。素形成的不同单质。(2)(2)所指对象不同所指对象不同,同位素指的是原子同位素指的是原子,而同素异形体指的是单质。而同素异形体指的是单质。【探究提升探究提升】【知识点睛知识点睛】元素、核素、同位素、同素异形体的区元素、核素、同位素、同素异形体的区别别【规律方法规律方法】元素、核素、同位素的判断方法元素、核素、同

11、位素的判断方法(1)(1)判断元素、核素和同位素时判断元素、核素和同位素时,要抓住各种微粒的本质。即要抓住各种微粒的本质。即质子数相同的原子就是同种元素质子数相同的原子就是同种元素;质子数和中子数均相同的质子数和中子数均相同的就是同种原子就是同种原子,也称为核素也称为核素,同种元素的不同核素互称同位同种元素的不同核素互称同位素。素。(2)(2)答题时要认真分析原子表示符号的答题时要认真分析原子表示符号的n n组数字组数字 只要只要Z Z相同相同,就是同种元素就是同种元素;Z;Z和和A A均相同均相同,是同种核素是同种核素;Z;Z相同相同,A,A不相不相同的互称同位素同的互称同位素;Z;Z不相同

12、的无论不相同的无论A A是否相同是否相同,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。【误区警示误区警示】(1)(1)同位素中同位素中“同位同位”指几种核素的质子数相同，在元素周指几种核素的质子数相同，在元素周期表中占据同一个位置。同位素属于同一种元素，但不是同期表中占据同一个位置。同位素属于同一种元素，但不是同种原子。例如，种原子。例如，是三种不同的原子，但都是氢元素。是三种不同的原子，但都是氢元素。(2)(2)同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数远小于原子的种类数。类数远小于原子的种类数。(3)(3)不能

13、简单根据微粒所含质子数判断元素或核素种类。不能简单根据微粒所含质子数判断元素或核素种类。质子数相同的微粒不一定是同种元素，也不一定是同种核质子数相同的微粒不一定是同种元素，也不一定是同种核素。若两种微粒所含的质子数与核外电子数分别相同，则可素。若两种微粒所含的质子数与核外电子数分别相同，则可能有以下四种情况：能有以下四种情况：两种核素两种核素,如如1616O O和和1818O;O;两种分子两种分子,如如H H2 2O O和和NHNH3 3;两种阳离子两种阳离子,如如 和和NaNa+;两种阴离子两种阴离子,如如OHOH-和和F F-。(2013(2013漳州高一漳州高一检测检测)在自然界中在自然

14、界中锗锗有有5 5种种稳稳定的核素：定的核素：7070GeGe、7272GeGe、7373GeGe、7474GeGe、7676GeGe。下列有关。下列有关说说法中正确的是法中正确的是()A.A.7070GeGe、7272GeGe等互称同素异形体等互称同素异形体B.B.7070GeGe、7272GeGe等互称同位素等互称同位素C.C.7070GeGe、7272GeGe等的核外等的核外电电子排布不同子排布不同D.D.7070GeGe、7272GeGe等的等的质质子数、子数、质质量数、核外量数、核外电电子数相等子数相等【解析解析】选选B B。7070GeGe、7272GeGe等是同种元素的不同核素等

15、是同种元素的不同核素,互称为互称为同位素同位素,不是同素异形体不是同素异形体,A,A错错,B,B正确正确;这些锗的核素其质子数、这些锗的核素其质子数、核外电子数相等核外电子数相等,故核外电子排布相同故核外电子排布相同,而核内中子数不同而核内中子数不同,质量数不相等质量数不相等,C,C、D D错。错。【变式训练变式训练】钍钍(Th(Th，原子序数为，原子序数为90)90)取代铀取代铀(U)(U)进行核能发进行核能发电更安全、成本更便宜。钍电更安全、成本更便宜。钍232232可以转化成铀可以转化成铀233233。下列说法。下列说法正确的是正确的是()()A.A.钍钍232232转化成铀转化成铀23

16、3233是化学变化是化学变化B.B.钍钍232232、铀、铀233233分别表示钍、铀的一种核素分别表示钍、铀的一种核素C.C.钍钍232232可表示为可表示为D.D.钍钍229229、钍、钍230230、钍、钍232232互为同素异形体互为同素异形体【解析解析】选选B B。钍。钍232232转化为铀转化为铀233233，元素种类发生改变是核，元素种类发生改变是核反应，不是化学变化，反应，不是化学变化，A A项错；钍项错；钍232232可表示为可表示为 C C项错；项错；钍钍229229、钍、钍230230、钍、钍232232互为同位素，互为同位素，D D项错。项错。【知识拓展知识拓展】核素的

17、相对原子质量与元素的相对原子质量核素的相对原子质量与元素的相对原子质量(1)(1)核素的相对原子质量：以一个核素的相对原子质量：以一个1212C C原子质量的原子质量的1/121/12作为标作为标准，其他原子的质量跟它相比所得的比值即为该核素的相对准，其他原子的质量跟它相比所得的比值即为该核素的相对原子质量。原子质量。(2)(2)元素的相对原子质量：是该元素的各种核素的原子个数元素的相对原子质量：是该元素的各种核素的原子个数百分比与其相对原子质量的乘积之和百分比与其相对原子质量的乘积之和,是一个平均值是一个平均值,又称为又称为元素的平均相对原子质量。元素的平均相对原子质量。如如A A、B B、

18、C C为某元素的不同核素为某元素的不同核素,其原子个数百分比依次其原子个数百分比依次为为a%a%、b%b%、c%c%,则该元素的相对原子质量则该元素的相对原子质量M=MM=MA Aa%+Ma%+MB Bb%+Mb%+MC Cc%+c%+,其中其中M MA A、M MB B、M MC C分别表示核素分别表示核素A A、B B、C C的相对原子质量。的相对原子质量。1.1.国际上规定国际上规定1212C C原子质量的原子质量的 是核素相对原子质量的标是核素相对原子质量的标准，下列有关准，下列有关1212C C的说法正确的是（的说法正确的是（）A.A.相对原子质量为相对原子质量为12 B.12 B.

19、质子数为质子数为1212C.C.中子数为中子数为12 D.12 D.核外电子数为核外电子数为1212【解析解析】选选A A。1212C C是指质子数为是指质子数为6 6，中子数为，中子数为6 6的碳元素的的碳元素的一种核素。因为该原子的质量的一种核素。因为该原子的质量的 是相对原子质量的标是相对原子质量的标准，故该核素的相对原子质量一定为准，故该核素的相对原子质量一定为1212，故只有，故只有A A项正确。项正确。2.(2.(双选双选)(2013)(2013南京高一检测南京高一检测)是重要的核工业原是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。料，在自然界的丰度很低。的浓缩一直为国际社会所的浓缩一直

20、为国际社会所关注。下列关于关注。下列关于 的说法正确的是（的说法正确的是（）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 互为同位素互为同位素D.D.的质量数为的质量数为235235【解析解析】选选C C、D D。解答本题应明确符号。解答本题应明确符号 表示的含义及同表示的含义及同位素的概念。位素的概念。是铀元素的一种核素，质量数为是铀元素的一种核素，质量数为235235，核，核内质子数和核外电子数都是内质子数和核外电子数都是9292，核内中子数为，核内中子数为2352359292143143；由同位素的概念知，；由同位素

21、的概念知，与与 互为同位素。互为同位素。3.3.下列说法错误的是（下列说法错误的是（）A.HA.H+和和H H2 2是氢元素的四种不同粒子是氢元素的四种不同粒子B.B.石墨和金刚石互称为同位素石墨和金刚石互称为同位素C.C.和和 互称为同位素互称为同位素D.D.1212C C和和1414C C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同全相同【解析解析】选选B B。A A项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，子，A A正确；金刚石与石墨是由碳元素组成的不同单质，它正确；金刚石与石墨是由碳元素组成的不同单质，它们互为

22、同素异形体，们互为同素异形体，B B错误；错误；和和 是质子数均为是质子数均为2020，中子数不等的不同钙原子，它们是不同的核素，互称为同中子数不等的不同钙原子，它们是不同的核素，互称为同位素，位素，C C正确；正确；1212C C和和1414C C由于其质子数均为由于其质子数均为6 6，而中子数分别，而中子数分别为为6 6和和8 8，故它们互为同位素，其物理性质不同但化学性质，故它们互为同位素，其物理性质不同但化学性质却几乎完全相同，却几乎完全相同，D D正确。正确。4.4.某元素的一种同位素某元素的一种同位素X X的原子的质量数为的原子的质量数为A A，含，含N N个中子，个中子，它与它与

23、1 1H H原子组成原子组成H Hm mX X分子。在分子。在a g Ha g Hm mX X中所含质子的物质的量中所含质子的物质的量是（是（）A.mol B.molA.mol B.molC.mol D.molC.mol D.mol【解析解析】选选A A。由质量数。由质量数A A和中子数和中子数N N可以求得可以求得X X的质子数为的质子数为A-NA-N，同位素，同位素X X的近似相对原子质量与质量数的近似相对原子质量与质量数A A相等，则相等，则H Hm mX X的的相对分子质量为相对分子质量为A+mA+m，1 mol H1 mol Hm mX X含有的质子为含有的质子为(A-N+m)mol

24、(A-N+m)mol，那么，那么，a g Ha g Hm mX X中所含质子的物质的量为中所含质子的物质的量为5.5.（20132013桂林高一检测）我国成功研制的铯（桂林高一检测）我国成功研制的铯（133133CsCs）原）原子钟，使我国时间频率基准的精度从子钟，使我国时间频率基准的精度从3030万年不差万年不差1 1秒提高到秒提高到600600万年不差万年不差1 1秒，已知铯原子的核外电子数为秒，已知铯原子的核外电子数为5555，则该原，则该原子的中子数为（子的中子数为（）A.23 B.55 C.78 D.133A.23 B.55 C.78 D.133【解析解析】选选C C。133133C

25、sCs的质量数为的质量数为133133，核外电子数为，核外电子数为5555，则，则质子数也为质子数也为5555，该原子的中子数为，该原子的中子数为133-55=78133-55=78。6.6.与与 两种微粒，下列叙述正确的是（两种微粒，下列叙述正确的是（）A.A.一定都是由质子、中子、电子组成的一定都是由质子、中子、电子组成的B.B.化学性质几乎完全相同化学性质几乎完全相同C.C.质子数一定相同，质量数和中子数一定不相同质子数一定相同，质量数和中子数一定不相同D.D.核电荷数和核外电子数一定相同核电荷数和核外电子数一定相同【解析解析】选选C C。中无中子，中无中子，中无电子，中无电子，A A错

26、误；错误；为为原子，原子，为离子，二者化学性质不同，为离子，二者化学性质不同，B B错误；两者质错误；两者质子数均为子数均为Z Z，质量数分别为，质量数分别为A A、A+1A+1，中子数分别为，中子数分别为A-Z,A-Z,(A+1)-Z,C(A+1)-Z,C正确；对于离子正确；对于离子 核电荷数为核电荷数为Z Z，核外电子，核外电子数为数为Z-1Z-1，D D错误。错误。7.7.有甲、乙、丙三种短周期元素，甲元素原子的质子数比有甲、乙、丙三种短周期元素，甲元素原子的质子数比中子数小中子数小2 2，乙元素原子核内无中子，丙元素质子数与甲元，乙元素原子核内无中子，丙元素质子数与甲元素质量数相等，且

27、甲与丙同主族。素质量数相等，且甲与丙同主族。（1 1）甲、乙、丙元素的元素符号分别是）甲、乙、丙元素的元素符号分别是_、_、_。（2 2）甲与乙、丙与乙所形成的化合物稳定性强的是）甲与乙、丙与乙所形成的化合物稳定性强的是_（填化学式）。（填化学式）。【解析解析】乙元素原子核内无中子，则乙是氢元素，设甲、乙元素原子核内无中子，则乙是氢元素，设甲、丙的质子数分别是丙的质子数分别是x x、y y，则有，则有x x8 8y y，x x（x x2 2）y y，解得解得x x6 6，y y1414，即甲是碳，丙是硅。，即甲是碳，丙是硅。答案：答案：（1 1）C H SiC H Si（2 2）CHCH4 4

28、8.8.（1 1）A A元素原子的核电荷数为元素原子的核电荷数为8 8，其原子核内的质子数为，其原子核内的质子数为_，该元素原子的二价阴离子中，核外电子数为，该元素原子的二价阴离子中，核外电子数为_，中子数是，中子数是9 9的核素表示为的核素表示为_。（2 2）B B元素原子的一价阳离子的核外有元素原子的一价阳离子的核外有1818个电子，质量数个电子，质量数为为4040，该元素原子的原子核内中子数为，该元素原子的原子核内中子数为_。（3 3）A A、B B形成形成1111型化合物的相对分子质量是型化合物的相对分子质量是_。【解析解析】（1 1）核电荷数质子数，阴离子的核外电子数）核电荷数质子数

29、，阴离子的核外电子数质子数所带电荷数质子数所带电荷数1010，中子数是，中子数是9 9的核素，质量数是的核素，质量数是1717，可表示为，可表示为（2 2）B B元素质子数是元素质子数是18181=191=19，质量数为，质量数为4040，该元素原子，该元素原子的中子数为的中子数为404019192121。（3 3）两元素形成）两元素形成1111型化合物是型化合物是K K2 2O O2 2，其相对分子质量是，其相对分子质量是40402 217172 2114114。答案：答案：（1 1）8 108 10（2 2）21 21 （3 3）1141149.9.用用A.A.质子数、质子数、B.B.中子

30、数、中子数、C.C.核外电子数、核外电子数、D.D.最外层电子最外层电子数、数、E.E.电子层数，填写下列空格：电子层数，填写下列空格：（1 1）同位素种类由）同位素种类由_决定。决定。（2 2）元素种类由）元素种类由_决定。决定。（3 3）某元素有无同位素由）某元素有无同位素由_决定。决定。（4 4）核素相对原子质量由）核素相对原子质量由_决定。决定。（5 5）主族元素的化学性质主要由）主族元素的化学性质主要由_决定。决定。（6 6）核电荷数由）核电荷数由_决定。决定。（7 7）碱金属原子失电子能力相对强弱由）碱金属原子失电子能力相对强弱由_决定。决定。（8 8）原子得失电子能力相对强弱主要

31、由）原子得失电子能力相对强弱主要由_决定。决定。【解析解析】(1)(1)同位素种类的确定，既要确定元素同位素种类的确定，既要确定元素(质子数质子数)，又要确定核素又要确定核素(中子数中子数)。(2)(2)确定元素种类只需确定质子数。确定元素种类只需确定质子数。(3)(3)某元素有无同位素，已经确定了元素，只要由中子数确某元素有无同位素，已经确定了元素，只要由中子数确定同位素即可。注意跟定同位素即可。注意跟(1)(1)的区别。的区别。(4)(4)核素相对原子质量的近似整数值等于该核素的质量数，核素相对原子质量的近似整数值等于该核素的质量数，则由质子数和中子数决定。则由质子数和中子数决定。(5)(

32、5)主族元素最外层电子数决定元素原子得失电子的能力，主族元素最外层电子数决定元素原子得失电子的能力，即化学性质。即化学性质。(6)(6)核电荷数核电荷数=质子数。质子数。(7)(7)碱金属元素原子电子层数越多，失电子能力越强，故决碱金属元素原子电子层数越多，失电子能力越强，故决定碱金属原子失电子能力相对强弱的因素是电子层数。定碱金属原子失电子能力相对强弱的因素是电子层数。(8)(8)原子最外层电子数越少，失电子能力越强，最外层电子原子最外层电子数越少，失电子能力越强，最外层电子数越多，得电子能力越强；最外层电子数相同，电子层数数越多，得电子能力越强；最外层电子数相同，电子层数越多，失电子能力越强，得电子能力越弱，故原子得失电越多，失电子能力越强，得电子能力越弱，故原子得失电子能力的相对强弱主要由最外层电子数和电子层数决定。子能力的相对强弱主要由最外层电子数和电子层数决定。答案：答案：(1)A(1)A、B (2)A (3)BB (2)A (3)B(4)A(4)A、B (5)D (6)A B (5)D (6)A (7)E (8)D(7)E (8)D、E E