.第3课时核素学习目标核心素养建构1了解质量数的定义。2了解原子的表示方法。3了解核素和同位素的概念。4能识别不同概念间的相互关系。知 识 梳 理一、原子构成、质量数1原子的构成(1)构成原子 (2)原子的表示方法元素符号，如Cl表示质量数为37、核电荷数为17的氯原子。2质量数(1)质量数质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将原子核内所有质子和中子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A表示。(2)两个关系质量数(A)质子数(Z)中子数(N)(质量关系)。原子序数核电荷数质子数核外电子数(数量关系)。二、核素、同位素1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。(2)氢的三种核素原子符号(X)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)H氕10H或D氘11H或T氚12【自主思考】1所有原子的原子核内都有质子和中子吗？提示不一定。原子核中一定含有质子，但不一定有中子，如H中只有质子没有中子。2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H、H(D)、H(T)之间互称为同位素。(2)特点：天然存在的同位素，相互间保持一定的比率。(3)几种重要核素的用途：6C在考古工作中用于测定文物的年代；U用于制造原子弹、核发电；H、H用于制造氢弹；放射性同位素释放的射线用于育种、治疗肿瘤等。【自主思考】2质子数相同而中子数不同的微粒一定互为同位素吗？提示同位素是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子，而微粒包括原子、分子、离子等，如NH和Na都有11个质子，显然不能称为同位素。效 果 自 测1判断正误，正确的打“”，错误的打“”。(1)所有原子都由质子、中子和核外电子构成()(2)原子的种类大于元素的种类()(3)某种氯原子的中子数是18，则其质量数是35，核外电子数是17()(4)不同元素的核素的质量数一定不同()(5)C和N互为同位素()(6)U与U是同一种核素()(7)14C可用于文物的年代鉴定，14C与12C为同种单质()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2下列8种化学符号：H2、H2、C、Li、Na、N、Li、Mg。(1)表示核素的符号共_种。(2)互为同位素的是_和_。(3)中子数相等，但质子数不相等的核素是_和_。解析(1)H2、H2为分子不属于核素范畴。(2)Li、Li的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素。(3)Na和Mg的中子数相等，但质子数不同。答案(1)6(2)LiLi(3)NaMg探究一、元素、核素、同位素、同素异形体的区别和联系【合作交流】1质子数相同的微粒一定属于同一种元素吗？提示微粒的种类包括分子、原子、离子、质子、中子、电子等，而质子数相同的原子才属于同一种元素，质子数相同的微粒(如Ne和H2O都含有10个质子)不一定属于同一种元素。2一种元素可以有多种核素，决定核素的微粒是什么？如何判断不同核素是否属于同位素？提示核电荷数(质子数)决定了元素，只有确定了质子数和中子数才能确定核素；同位素属于同种元素，其质子数一定相同，故不同核素中，质子数相同的核素属于同位素。3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？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。416O与18O互为同位素，O2与O3互为同素异形体，同位素与同素异形体有什么区别？提示(1)意义不同，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；而同素异形体是指同一元素形成的不同单质。(2)所指对象不同，同位素指的是原子，而同素异形体指的是单质。【点拨提升】1区别名称内容项目元素核素同位素同素异形体本质质子数相同的一类原子的总称质子数、中子数都一定的原子质子数相同、中子数不同的核素同种元素形成的不同单质范畴同类原子原子原子单质特性只有种类，没有个数化学反应中的最小微粒化学性质几乎完全相同元素相同、性质不同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、O三种元素H、H、H三种核素H、H、H互称同位素O2与O3互为同素异形体2.联系特别提醒(1)在辨析核素和同素异形体时，通常只根据二者研究范畴不同即可作出判断。(2)同种元素可以有多种不同的同位素原子，所以元素的种类数目远少于原子种类的数目。(3)自然界中，元素的各种同位素的含量基本保持不变。【典题例证1】下列说法错误的是()A.H、H、H和H2是氢元素的四种不同粒子B.Ca和Ca、石墨和金刚石均为同素异形体C.H和H是不同的核素D12C和14C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎完全相同解析元素的存在形式有游离态和化合态两种，A项中的四种微粒是氢元素的四种不同粒子，H和H是质子数均为1，中子数不等的不同的氢原子，它们是不同的核素；12C和14C由于其质子数均为6，而中子数分别为6和8，故它们互为同位素，同理，Ca和Ca互为同位素，其物理性质不同但化学性质几乎完全相同；金刚石与石墨是由碳元素组成的不同的单质，它们互为同素异形体。答案B【学以致用1】下列互为同位素的是()AH2D2B14N14CC16O17O D金刚石石墨解析同位素是指质子数相同，中子数不同的同一种元素的不同核素的互称，只有C项符合。答案C探究二、原子的构成及几个相对原子质量比较【合作交流】1指出符号中各“字母”的含义，如X表示X元素的元素符号：A_，Z_，c_，d_，e_。提示X原子的质量数是AX原子的质子数是ZX元素的化合价是c价X的离子带有d个单位正电荷一个离子中含有X原子的个数是e2一个原子的质量为m g，一个C原子的质量为n g，则该原子的相对原子质量是多少？提示【点拨提升】1构成原子的粒子及相互关系(1)构成原子的粒子(2)有关粒子间的关系质量数(A)质子数(Z)中子数(N)质子数核电荷数中性原子的核外电子数阳离子：质子数核外电子数电荷数阴离子：质子数核外电子数电荷数2原子的质量数与原子的相对原子质量及元素的相对原子质量的关系(1)区别原子的相对原子质量，是指该原子的真实质量与6C质量的的比值，一般不是正整数；而原子的质量数是该原子内所有质子数和中子数的代数和，都是正整数。(2)联系如果忽略电子的质量，质子、中子的相对质量分别取其近似整数值，那么，原子的相对原子质量在数值上与原子的质量数相等。而元素的相对原子质量是由天然元素的各种同位素的相对原子质量与其在自然界中所占原子个数的百分数的积的加和得来的。数学表达式为ArA1a1%A2a2%。【典题例证2】某元素一种同位素原子的质子数为m，中子数为n，则下列论断正确的是()A不能由此确定该元素的相对原子质量B这种元素的相对原子质量为(mn)C若碳原子质量为W g，此原子的质量为(mn)W gD核内中子的总质量小于质子的总质量解析元素的相对原子质量是由天然元素的各种同位素的相对原子质量及元素各同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值，因此，只知道某同位素原子的质量数，不能确定该元素的相对原子质量，A对，B错误。该核素的相对原子质量为mn，若12C质量为W g，则此原子的质量为(mn)W/12g，C错误。1个质子的质量略小于1个中子的质量，但核内质子总质量与中子总质量比较还要取决于质子数和中子数的多少。质子的总质量大于、等于、小于中子的总质量都有可能，D错误。答案A【学以致用2】核内中子数为N的R2，质量数为A，则它的n g氧化物中所含质子的物质的量是()A.(AN8) molB.(AN10) molC(ANZ) molD.(AN6) mol解析解决本题的关键在于理解摩尔质量、质量数概念并能灵活运用。化学变化中质子数、中子数均不变，故R2的质量数为A，中子数N，则R原子的质量数也为A，中子数也为N，故R原子的质子数为AN，二价R2的氧化物为RO，摩尔质量为(A16) gmol1，n g RO的物质的量为 mol。1 mol RO中含质子(AN8) mol，故n g RO中含质子为(AN8) mol。故B、C、D错误，A正确。答案A1下列有关钯原子(Pd)的说法错误的是()A原子序数为46B质子数为46C电子数为46 D中子数为46解析由Pd可知，钯的原子序数为46，核外电子数原子序数质子数46；核内中子数为：1064660，D选项错误。答案D2有六种微粒，它们分别是M、N、X、Q、Y2、Z，它们所属元素的种类为()A3种B4种C5种D6种解析质子数决定元素的种类，M、Q是K元素形成的微粒，N、Y2表示Ca元素形成的微粒；X表示Ar原子，Z表示Cl。答案B3下列说法不正确的是()质子数相同的粒子一定是同一元素质子数相同且电子数也相同的两种粒子不可能一种是分子，另一种是离子电子数相同的粒子不一定是同种元素一种元素不可以形成不同单质某元素的相对原子质量取整数值就是质量数A BC D解析质子数相同，一种是分子而另一种是原子时，则不是同一元素，如H2O、Ne，错误；质子数相同、电子数也相同的两种微粒，电性、电量必然相同，不可能一种是分子，另一种是离子，正确；电子数相同的粒子不一定是同种元素，如Na、He均为10电子微粒，正确；一种元素可以形成不同的单质，如O2、O3，金刚石、石墨，红磷、白磷等，错误；由于绝大多数元素存在同位素，元素的相对原子质量不等于某同位素原子的相对原子质量，因此元素的相对原子质量取整数值也不一定是质量数，错误。答案B4某粒子用Rn表示，下列关于该粒子的叙述中正确的是()A所含质子数An B所含中子数AZC所含电子数An D所含质子数AZ解析首先明确该粒子属于阳离子，因为对于中性原子：核内质子数核外电子数，故阳离子所含电子数为(Zn)。依据ANZ，可确定只有B是正确的。答案B5在Li、N、Na、Mg、Li、C中：(1)_和_互为同位素。(2)_和_质量数相等，但不能互称同位素。解析质子数相同，中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素，故Li与Li互为同位素；N与C质量数相等，但因质子