高中化學 第1章 第1節(jié) 核素和同位素（第4課時）學案 新人教版必修21

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核素和同位素（第4課時） 【學習目標】 1．了解核素、同位素的概念。 2．了解原子的構成。了解原子序數(shù)、核電荷數(shù)、質子數(shù)、中子數(shù)、核外電子數(shù)，以及質量數(shù)與質子數(shù)、中子數(shù)之間的相互關系。 【學習過程】 1. 原子結構 原子由原子核和核外電子構成，原子核在原子的中心，由帶正電的質子與不帶電的中子構成，帶負電的電子繞核作高速運動。也就是說，質子、中子和電子是構成原子的三種微粒。在原子中，原子核帶正電荷，其正電荷數(shù)由所含質子數(shù)決定。 （1）原子的電性關系：核電荷數(shù) = 質子數(shù) = 核外電子數(shù) （2）質量數(shù)：將原子核內所有的質子和中子的相對質量取近似整數(shù)值加起來所得的數(shù)值，叫質量數(shù)。 質量數(shù)（A）= 質子數(shù)（Z）+ 中子數(shù)（N） （3）離子指的是帶電的原子或原子團。帶正電荷的粒子叫陽離子，帶負電荷的粒子叫陰離子。當質子數(shù)(核電荷數(shù))＞核外電子數(shù)時，該粒子是陽離子，帶正電荷；當質子數(shù)(核電核數(shù)＜核外電子數(shù)時，該粒子是陰離子，帶負電荷。 （4）原子組成的表示方法： ①質子數(shù)＝核電荷數(shù)＝原子序數(shù)＝核外電子數(shù)(原子)。 ②陰、陽離子所帶電荷數(shù)＝質子數(shù)－核外電子數(shù)。 ③質量數(shù)(A)＝質子數(shù)(Z)＋中子數(shù)(N)。 ④質子數(shù)(Z)＝陽離子的核外電子數(shù)＋陽離子的電荷數(shù)。 ⑤質子數(shù)(Z)＝陰離子的核外電子數(shù)－陰離子的電荷數(shù)。 2．核素和同位素 （1）核素：具有一定數(shù)目質子和一定數(shù)目中子的一種原子稱為核素。氕、氘、氚，這三種氫原子是氫元素的三種中子數(shù)不同的原子：H(H)、H(D)、H(T)，它們質子數(shù)相同(1個)，核外電子數(shù)相同(1個)，核內中子數(shù)不同。H(H)核內無中子，H(D)核內有1個中子，H(T)核內有2個中子。H、H、H核內質子數(shù)相同，所以它們屬于同一種元素。 ①每一種核素都是一種原子，不同的核素是不同的原子。由于許多元素有多種原子，所以原子數(shù)遠遠大于元素的種類數(shù)。 ②在天然元素中，有許多元素有多種核素，也有的元素只有一種核素。 （2）同位素：質子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同一種元素的不同核素互為同位素。 ①“同位”是指幾種核素的質子數(shù)(即核電荷數(shù))相同，在元素周期表中占據(jù)同一位置。 ②同位素中的“同”含義廣泛，包括質子數(shù)相同、電子數(shù)相同、原子的化學性質基本相同、元素符號相同等。 ③同位素表明的是核素間的相互關系，顯然互為同位素的不同核素屬于同種元素。 ④同一元素的各種同位素雖然質量數(shù)不同，但它們的化學性質基本相同。 ⑤天然存在的某種元素里，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各同位素所占的百分數(shù)一般是不變的，即是一個定值。 （3）元素、核素、同位素之間的聯(lián)系： 元素 核素 同位素 本質 質子數(shù)相同的一類原子 質子數(shù)中子數(shù)都一定的原子 質子數(shù)相同、 中子數(shù)不同的同一 元素的不同原子之間的互稱 范疇 同類原子，存在游離態(tài)、化合態(tài)兩種形式 原子 原子 特性 只有種類，沒有個數(shù) 化學反應中的最小微粒 化學性質幾乎完全相同 決定因素 質子數(shù) 質子數(shù)、中子數(shù) 質子數(shù)、中子數(shù) 舉例 H、C、N三種元素 H、H、H三種核素 U、U、U互為同位素 溫馨提示：判斷元素、核素和同位素時，要抓住各種微粒的本質。即質子數(shù)相同的原子就是同種元素；質子數(shù)和中子數(shù)均相同的就是同種原子，也稱為核素，同種元素的不同核素互稱同位素。互為同位素的原子，物理性質不同，但化學性質幾乎完全相同。 【歸納總結】 （1）原子得失電子形成的陰、陽離子中，質子數(shù)和電子數(shù)不相等，并且離子中也不一定含有電子，如H＋就沒有電子。 （2）并不是所有原子都是由質子、中子、電子構成的，H中就不含中子。 （3）元素周期表中已列出了112種元素，但已發(fā)現(xiàn)的原子并不是112種，而是遠大于112種。 （4）同位素與同素異形體所指的對象不同，前者指原子，后者指單質。 （5）金剛石和石墨混合在一起，為混合物，而H2、D2、T2混合在一起為純凈物。 【當堂檢測】 1. I是常規(guī)核裂變產(chǎn)物之一，可以通過測定大氣或水中I的含量變化來檢測核電站是否發(fā)生放射性物質泄漏。下列有關I的敘述中錯誤的是(　　) A.I的化學性質與I相同 B.I的原子序數(shù)為53 C.I的原子核外電子數(shù)為78 D.I的原子核內中子數(shù)多于質子數(shù) 2.質子數(shù)和中子數(shù)相同的原子A，其陽離子An＋核外共有x個電子，則A的質量數(shù)為(　　) A．2(x＋n)　　　　　B．2(x－n) C．2x D．n＋2x 3. 儲氫合金是一類能夠大量吸收氫氣，并與氫氣結合成金屬氫化物的材料。如由金屬鑭(La)和鎳(Ni)形成的合金LaNi5就是一種良好的儲氫合金。下列關于La和Ni的說法中正確的是(　　) A．鑭元素的質量數(shù)為139 B.Ni的核內質子數(shù)比中子數(shù)多3 C.La與La的核外電子數(shù)相同，屬于同一種核素 D.Ni與Ni化學性質相同，互為同位素 4. 某元素的一種同位素X的原子的質量數(shù)為A，含N個中子，它與1H原子構成HmX分子。在a g HmX中所含質子的物質的量是(　　) A.(A－N＋m) mol B.(A－N) mol C.(A－N) mol D.(A－N＋m) mol 5. Co的衰變方程式為Co===Ni＋1e＋υe其中υe是反中微子，它的電荷為零，靜止質量可以為零。 (1)下列關于Co的敘述中，錯誤的是________(填序號)。 A．質子數(shù)是27 B．電子數(shù)是27 C．質量數(shù)是27 D．中子數(shù)是60 (2)在上述衰變方程中，衰變產(chǎn)物Ni的質量數(shù)A為________，核電荷數(shù)Z為________。 (3)元素的化學性質主要取決于________(填序號)。 A．最外層電子數(shù) B．核內中子數(shù) C．核內質子數(shù) D．質量數(shù) (4)不同種元素的本質區(qū)別是________(填序號)。 A．質子數(shù)不同 B．中子數(shù)不同 C．電子數(shù)不同 D．質量數(shù)不同 答案與解析 題號 答案 解析 1 C I表示的是質子數(shù)為53，質量數(shù)為131的碘原子，其原子序數(shù)和核外電子數(shù)都為53，中子數(shù)＝131－53＝78，所以中子數(shù)多于質子數(shù)，I和I互為同位素，其化學性質相同。 2 A 已知陽離子Xm＋中：質子數(shù)＝核外電子數(shù)＋m。則A的質子數(shù)＝中子數(shù)＝x＋n，故其質量數(shù)＝2(x＋n) 3 D 139為La原子的質量數(shù)，A項錯；Ni的核內質子數(shù)(28)比中子數(shù)(31)少3，B項錯；La與La的質子數(shù)相同，但中子數(shù)不同，是兩種不同的核素，C項錯；Ni與Ni是同種元素的不同核素，互為同位素，化學性質相同，D項對 4 A 根據(jù)題意，X原子的質子數(shù)為(A－N)，1個HmX分子中所含質子數(shù)為，則a g HmX中所含質子的物質的量為＝(A－N＋m) mol 5 (1)CD　 (2)60　28　 (3)A　 (4)A (1)Co中質子數(shù)為27，質量數(shù)為60，中子數(shù)為60－27＝33。(2)在衰變過程中，衰變出的電子和反中微子，使得衰變產(chǎn)物質量數(shù)沒變化，但質子數(shù)變?yōu)?7＋1＝28，核電荷數(shù)與質子數(shù)相同。(3)元素的化學性質主要由原子的最外層電子數(shù)決定。(4)元素是指具有相同核電荷數(shù)(質子數(shù))的一類原子的總稱