必修二第一章第1节第3课时核素

必修二 第一章第1 节第3课时 核素、同位素●学习目标1．了解质量数和AZ X 的含义。

2．了解核素、同位素的概念。

3．了解原子的构成。

了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。

●师生互动知识点一 质量数、核素与同位数1．质量数(1)定义：原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得的数值叫做质量数。

质量数(A )＝质子数(Z )＋中子数(N )(2)原子的表示形式：元素符号为X 的某原子，其质子数为Z ，质量数为A ，则该原子的表示形式为AZ X 。

组成原子的粒子间的关系为：原子A Z⎩⎨⎧原子核⎩⎪⎨⎪⎧质子Z 个 决定元素种类中子A －Z 个 决定核素种类核外电子Z 个 影响元素的化学性质温馨提示：①AZ X 表示一个质量数为A ，质子数为Z 的X 原子。

比如168O 表示一个质量数为16，质子数为8的氧原子。

②原子核电荷数越大的元素，其相对原子质量不一定越大。

如钴和镍其核电荷数分别为27和28，但其相对原子质量分别为58.93和58.69。

2．核素(1)定义：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。

(2)同种元素的原子核中，中子数不一定相同，如11H 、21H(D)、31H(T)，这3种中子数不同的原子各为氢元素的一种核素。

(3)一种核素代表一种原子，一种元素有几种核素就有几种原子。

(4)核素与元素的关系核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类核素(原子)的总称。

在现已知的110多种元素中，大多数的元素都包括两种或多种不同的核素，少数的元素只有一种核素，如下表3.同位素(1)定义：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。

即同一元素的不同核素互称为同位素。

如11H、21H、31H三种核素互称为氢元素的同位素。

温馨提示：①11H、21H是两种核素，它们互称为同位素，同位素的质子数一定相同，中子数一定不相同。

②同位素的质子数相同，原子核外电子层结构相同，化学性质基本相同。

③大多数元素都有同位素，所以原子的种类比元素的种类要多。

④同位素属于同一种元素，但不是同种原子。

例如11H、21H、31H是三种不同的氢原子，都属于氢元素。

⑤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：A．两种核素，如16O和18O； B．两种分子，如H2O和NH3；C．两种阳离子，如NH＋4和Na＋； D．两种阴离子，如OH－和F－。

(2)同位素的特点：①相同质子数，不同中子数；②同种元素，不同原子；③各同位素原子的化学性质基本相同；④在天然存在的元素里，不论是游离态还是化合态，各同位素原子的含量一般是不变的；⑤通常我们所说的元素的相对原子质量是按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值。

(下面有相关计算)(3)同位素的分类：许多元素存在同位素，同位素有天然存在的，也有人工制造的，有的具有放射性，叫这种元素的放射性同位素，有的没有放射性，即稳定同位素，有的元素只有一种核素，没有其他同位素原子，如2311Na。

(4)几种重要同位素及其应用①在氢元素的三种核素中，21H和31H可以制造氢弹。

②铀元素有23492U、23592U、23892U等多种核素，其中23592U是制造原子弹和核反应堆的燃料。

③氧元素有168O、178O、188O三种核素，其中188O常作示踪原子。

④碳元素有126C、136C、146C等几种同位素，而126C就是作相对原子质量标准的那种碳原子(通常也叫碳－12)，146C在考古中有重要应用，测定一些文物的年代。

⑤利用放射性同位素可以给金属制品探伤、抑制马铃薯和洋葱等发芽，延长保鲜期。

在医疗方面，可以利用某些核素放射出的射线治疗癌症等。

4．元素、核素、同位素、同素异形体间的联系5．元素、核素、同位素、同素异形体的区别原子是具有一定质子和一定中子(H除外)的单核中性微粒，它是化学变化的最小(基本)粒子，其决定因素是质子数、中子数和电子数；属微观粒子，可以论种类，也可以论个数；每种原子都有其相应的质量数；其相对原子质量就是用该原子的实际质量与一种126C的原子实际质量的1/12相比而得到的比值。

核素，其实就是一种原子。

而同位素，是质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素(原子)的互称，是不同核素(原子)的一种特殊关系，其决定因素是质子数和中子数；大多数的元素都有几种核素，存在同位素关系，所以导致了元素的相对原子质量是个平均值。

四个概念的关系可用下图表示：●例题分析例1、最近医学界通过用放射性14C标记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(AIDS)，则有关14C的叙述正确的是( )A．与C60中普通碳原子的化学性质不同 B．与14N含的中子数相同C．是C60的同素异形体 D．与12C互为同位素●变式训练1．(2014·梁山一中高一月考)H、H、H、H＋、H2可以表示( )A．氢的五种同位素 B．五种氢元素C．化学性质不同的氢原子 D．氢元素的五种不同粒子6．原子、元素中的因果关系(1)元素的类型决定于原子核内的质子数(核电荷数)。

(2)核素的类型决定于原子核内的质子数和中子数。

(3)同位素关系的第一决定因素是核内质子数(核电荷数)，第二决定因素是核内中子数。

(4)元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数(严格地说是外围电子数)。

(5)微粒的电性表现取决于原子得失电子的数目。

7．(了解)元素周期表中隐藏的数字规律(1)周期数＝原子的电子层数。

(2)主族数＝原子的最外层电子数。

(3)主族数＝原子的价电子数。

(4)主族数＝元素的最高正价数(F 、O 除外)。

(5)主族数＝8＋元素的负价数(氢除外)。

(6)在同一主族内，族数和原子的原子序数、核内质子数、核电荷数、核外电子数，最外层电子数、价电子数、离子的电荷数，元素的主要正、负化合价数等等，这么多的数，见一个是偶数其他都是偶数，见一个是奇数其他都是奇数。

(7)在同一周期内，从左到右的原子序数是连续数；在ⅠA 族内，从上到下原子序数按2、8、8、18、18、32的幅度跳跃，在0族内，从上到下原子序数按8、8、18、18、32的幅度跳跃。

知识点二 几种相对原子质量1．原子的相对原子质量(即核素的相对原子质量)原子的相对原子质量＝一个该原子的质量一个12C 原子质量×1122．原子的近似相对原子质量＝质量数＝质子数＋中子数。

3．元素(精确)的相对原子质量根据各种核素的相对原子质量和它们在原子总数中所占的组成分数计算的平均值。

计算公式为： M r ＝A ·a %＋B ·b %＋C ·c %＋……其中A 、B 、C 分别为各同位素的相对原子质量；a %、b %、c %分别为自然界中各同位素所占的原子的含量或原子个数的组成分数；M r 是元素(精确)的相对原子质量。

例：如氧有三种天然同位素，它们的同位素原子的相对原子质量和各同位素原子含量(即原子个数百分比)的数据分别为：16 8O 15.995 99.759% 17 8O 16.999 0.037% 18 8O 17.999 0.204%则氧元素(精确)的相对原子质量为：M r ＝15.995×99.759%＋16.999×0.037%＋17.999×0.204%＝15.999。

4．元素的近似相对原子质量可根据各种核素(同位素)的质量数按上法计算。

如氧元素的近似相对原子质量为：M r ＝16×99.759%＋17×0.037%＋18×0.204%＝16.004思考：请比较3与4的区别。

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例2、居里夫人因对Ra(镭)元素的研究两次获得诺贝尔奖。

人们在测定物质放射性时通常用22688 Ra作为标准。

下列有关22688Ra的说法正确的是( )A．226是Ra元素的相对原子质量 B．226是Ra元素的近似相对原子质量C．226Ra的相对原子质量为226D．226Ra的质量数为226，在数值上等于该原子的近似相对原子质量例3、某元素的一种同位素X的原子的质量数为A，含N个中子，它与1H原子组成H m X分子。

在a g H m X中所含质子的物质的量是( )A.aA＋m(A－N＋m)mol B.aA(A－N)mol C.aA＋m(A－N)mol D.aA(A－N＋m)mol●变式训练2．硼有两种天然同位素105B、115B，硼元素的近似相对原子质量为10.80，则对硼元素中105B的质量分数判断正确的是( )A．20% B．略大于20% C．略小于20% D．80%3．(2014·经典习题选萃)现将某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下：试回答下列问题：(1)34.969表示________；(2)35.453表示________；(3)35表示________；(4)35.485表示________；(5)24.23%表示________。

当堂反馈1．下列各组粒子中属于同位素的是( )A．16O和18O B．H2O和D2O C．H2和D2 D．24Mg和24Na2． 1919年，科学家第一次实现了人类多年的梦想——人工转变元素。

这个核反应如下：147N＋42He→178O＋11H下列叙述正确的是（）A．178O原子核内有9个质子 B．11H原子核内有1个中子C．O2和O3互为同位素 D．通常情况下，He和N2化学性质都很稳定3．A Z X与A＋1Z X＋两种微粒，下列叙述正确的是( )A．一定都是由质子、中子、电子组成的 B．化学性质几乎完全相同C．质子数一定相同，质量数和中子数一定不相同D．核电荷数和核外电子数一定相同4．现有5种微粒，它们分别是4019X，4018Y，4019Z＋，4020R2＋，4120M，则它们所属的元素种类有( ) A．3种B．4种 C．5种D．2种5．某阳离子M n＋的核外共有x个电子，核内有a个中子，则M的质量数为( )A．a＋x－n B．a＋x＋n C．a－x－n D．a－x＋n6．用以下的物质编号回答下列问题。

①63Li ②147N ③2311Na ④2412Mg ⑤73Li ⑥146C ⑦C60⑧石墨(1)________互为同位素；(填编号，不同)(2)________质量数相等，但不能互称同位素；(3)________的中子数相等，但质子数不相等，所以不是同一种元素；(4)________互为同素异形体。