第1章 第1节 第1课时 原子核 核（课件PPT）-【优化指导】2024-2025学年高中化学必修第二册（鲁科版2019）

第1节　原子结构与元素性质 第1课时　原子核　核素 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 栏目索引 课前 预习案 课堂 探究案 冲关 演练案 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 课前 预习案 原子核 质子 中子 核外电子 质量数 质子数 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 质子数 核外电子数 质子数(Z) 中子数(N) 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 质子数 核电荷数 质子数 质子 中子 质子数 中子数 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 质子数 中子数 中子数 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 稳定 放射性 比例 物理 化学 测定文物的年代 氢弹 核反应堆 同位素示踪 放射源 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 相对原子质量 丰度 平均相对原子质量 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 × √ × √ × × 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 17 18 17 17 35 质子数 核外电子数 核素 同位素 不同 相同 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 课堂 探究案 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 必修 第二册 （L） 第1章　原子结构　元素周期律 返回导航 化学 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\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(_________)\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(\a\vs4\al(______：相对质量约为1，带一个单位正电荷),\a\vs4\al(______：相对质量约为1，不带电荷))),____________：质量很小，几乎可以忽略，带一个单位负电荷)) 2．原子构成的表示方法 一般用符号 eq \o\al(\s\up1(A),\s\do1(Z)) X表示，其中X表示元素符号，A表示_________，Z表示_________。 3．原子(AZX)中的两个重要关系 (1)核电荷数＝_________＝_______________。 (2)质量数(A)＝__________________＋__________________。 二、元素、核素、同位素 1．元素：具有相同_________(或____________)的一类原子的总称，其种类是由原子核内的_________决定的，如H、C、N三种元素。 2．核素：具有相同数目______和相同数目______的一种原子，其种类是由_________、_________决定的，如 eq \o\al(\s\up1(12),\s\do1( 6)) C、 eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 7)) N、 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H三种核素。 3．同位素 (1)概念：_________相同，而_________不同的同一种元素的不同核素互为同位素，元素的同位素由_________决定。 (2)常见元素的同位素 氢 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H(D)、 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H(T) 碳 eq \o\al(\s\up1(12),\s\do1( 6)) C、 eq \o\al(\s\up1(13),\s\do1( 6)) C、 eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 6)) C 氧 eq \o\al(\s\up1(16),\s\do1( 8)) O、 eq \o\al(\s\up1(17),\s\do1( 8)) O、 eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1( 8)) O 铀 eq \o\al(\s\up1(234),\s\do1( 92)) U、 eq \o\al(\s\up1(235),\s\do1( 92)) U、 eq \o\al(\s\up1(238),\s\do1( 92)) U 氯 eq \o\al(\s\up1(35),\s\do1(17)) Cl、 eq \o\al(\s\up1(37),\s\do1(17)) Cl (3)特点 ①同位素有天然存在的，也有人工制造的，有______同位素，也有_________同位素。 ②天然存在的同位素相互间保持一定的______。 ③同位素的______性质不同，______性质几乎相同。 4．几种重要核素的用途： eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 6)) C在考古工作中用于___________________； eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H可用于制造______； eq \o\al(\s\up1(235),\s\do1( 92)) U是____________的燃料；放射性同位素最常见的应用是进行_______________和用作_________。 三、几种常见的相对原子质量 1．原子(即核素)的相对原子质量：就是一种核素的一个原子的实际质量与一 个12C原子质量的_______的比值。 2．元素的相对原子质量：就是其各种核素的__________________分别与各种核素在自然界里的______的乘积之和，即该元素的各种同位素的________________________。如：Ar(Cl)＝Ar(35Cl)×a%＋Ar(37Cl)×b%。 eq \f(1,12) 1．巧判断(对的打“√”，错的打“×”) (1)所有原子都由质子、中子和核外电子构成( ) (2)原子和离子的质量数都等于其质子数和中子数之和( ) (3)质子数相同的粒子一定属于同种元素( ) (4)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子( ) (5)中子数不同而质子数相同的微粒一定互为同位素( ) (6)元素的相对原子质量等于原子质量数( ) 2．根据原子结构完成下列填空： (1) eq \o\al(\s\up1(35),\s\do1(17)) Cl的核电荷数是______，中子数是______，电子数是______，质子数是______，质量数是______，原子呈电中性是由于_________和_______________相等。 (2)已知一种氧原子的中子数为10，电子数为8，则这种氧原子可表示为________，该原子是氧元素的一种______，与 eq \o\al(\s\up1(16),\s\do1( 8)) O和 eq \o\al(\s\up1(17),\s\do1( 8)) O互称为_________，三者的物理性质______，化学性质______。 eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1( 8)) O 学习任务一　原子符号及构成原子微粒间的关系 根据原子的结构，讨论并完成下列填空： (1)AXn＋共有x个电子，则该阳离子的中子数为____________________；AXn－共有x个电子，则该阴离子的中子数为___________________________。 (2)X2＋核外有a个电子，核内有b个中子，则X原子可表示为______________；已知元素Y的一种阴离子的质量数为A，核外有a个电子，核内有b个中子，则该阴离子可表示为________。 提示　(1)A－(x＋n)　A－(x－n)　 (2) eq \o\al(\s\up1(a＋b＋2),\s\do1(　a＋2)) X　 eq \o\al(\s\up1(　A),\s\do1(A－b)) Y[a－(A－b)]－ 1．“ eq \o\al(\s\up1(a),\s\do1(b)) X eq \o\al(\s\up1(n±),\s\do1(m)) ”中数字的含义：a→质量数　b→质子数或核电荷数　n→离子所带电荷数　m→原子个数 2．三种单核微粒的电性关系 原子 质子数＝核外电子数 阳离子 核外电子数＝质子数－阳离子所带电荷数 阴离子 核外电子数＝质子数＋阳离子所带电荷数 1．某粒子结构示意图为 eq \a\vs4\al() ，若该粒子为离子，则它所带的电荷数可能为(　　) ①8－n　②n－8　③10－n　④n－10 A．③④　　　　　　　　　 B．①② C．①④ D．②③ A　[若为阳离子，电荷数为n－2－8＝n－10；若为阴离子，电荷数为2＋8－n＝10－n。] 2．已知元素X的简单离子X－核外有a个电子，核内有b个中子，则下列叙述正确的是(　　) A．X原子核电荷数为a＋b B .X－的质量数小于a＋b－1 C．X原子可表示为 eq \o\al(\s\up1(a＋b＋1),\s\do1(　　　b)) X D．X原子的电子数为a－1 D　[X原子得到一个电子形成X－，则其原子的核电荷数和电子数都为a－1，A项错误，D项正确；由于电子的质量非常小，可以忽略不计，故X－的质量数为a＋b－1，B项错误；X原子可表示为 eq \o\al(\s\up1(a＋b－1),\s\do1(　a－1)) X，C项错误。] 2016年6月8日，国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)宣布，将由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室和俄罗斯的科学家联合合成的第118号元素命名为oganesson(缩写Og)，其中文名称为 eq \a\vs4\al() ，原子结构如图所示。该元素是人类目前合成的最重元素，是通过利用回旋加速器得到的高速钙­48离子轰击人造元素锎­249合成的，其过程可表示为： eq \o\al(\s\up1(249),\s\do1( 98)) Cf＋ eq \o\al(\s\up1(48),\s\do1(20)) Ca→ eq \o\al(\s\up1(294),\s\do1(118)) Og＋3 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n(其中 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(0)) n表示中子)。 (1) eq \o\al(\s\up1(294),\s\do1(118)) Og原子核内的质子数是______，中子数是_________。 (2)根据 eq \a\vs4\al() 的原子结构示意图判断，该元素是___________元素，______(填“能”或“不能”)形成离子。 (3)该元素原子的合成过程_______(填“是”或“不是”)化学反应，其原因是___________________________________________________________________。 (4)该元素原子的合成过程______(填“遵守”或“不遵守”)质量守恒定律，其原因是______________________________________________________________ __________________________________________________________________。 解析　(1) eq \o\al(\s\up1(294),\s\do1(118)) Og原子核内的质子数是118，质量数是294，则中子数是294－118＝176。 (2)根据 eq \a\vs4\al() 的原子结构示意图，可知该原子的最外电子层有8个电子，结构稳定，属于惰性气体元素，其原子既不能失去电子，也不能得到电子，不能形成离子。 (3)该元素原子的合成过程中原子的种类发生了变化，不属于化学反应，属于核反应。 (4)由该元素原子的合成过程，可知该核反应前后构成原子的质子、中子、电子的数目不变，故遵循质量守恒定律。 答案　(1) 118　176 (2)惰性气体　不能 (3)不是　合成过程中原子的种类发生了变化 (4)遵守　合成反应前后构成原子的质子、中子、电子的数目不变 学习任务二　元素、核素、同位素、同素异形体间的区别与联系 针对下列五组微粒或物质，讨论并回答下列问题： ① eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H、 eq \o\al(\s\up1(3),\s\do1(1)) H　② eq \o\al(\s\up1(16),\s\do1( 8)) O、 eq \o\al(\s\up1(17),\s\do1( 8)) O、 eq \o\al(\s\up1(18),\s\do1( 8)) O　③ eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 7)) NH3、 eq \o\al(\s\up1(15),\s\do1( 7)) NT3、 eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 7)) ND3　④ eq \o\al(\s\up1(16),\s\do1( 8)) O2、 eq \o\al(\s\up1(17),\s\do1( 8)) O3　⑤ eq \o\al(\s\up1(35),\s\do1(17)) Cl2、 eq \o\al(\s\up1(37),\s\do1(17)) Cl2、 eq \o\al(\s\up1(35),\s\do1(17)) Cl、 eq \o\al(\s\up1(37),\s\do1(17)) Cl (1)五组微粒或物质涉及的元素有________种，涉及的核素有________种。 (2)互为同位素的是___________(填序号)。 (3)互为同素异形体的是___________(填序号)。 (4)化学性质不同的是__________(填序号)。 (5)①和②中的原子可形成的三原子化合物分子有____种。 提示　(1)4　10　(2)①②　(3)④　(4)④　(5)18 1．区别 　　　 　名称 内容 项目　　　 元素 核素 同位素 同素异 形体 概念 质子数相同的一类原子的总称　 质子数和中子数都相同的一类原子 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 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 化学反应中的最小粒子　 物理性质不同，化学性质几乎相 　同 物理性质和化学性质都不同 决定因素 质子数 质子数、中子数 质子数、中子数 组成元素和结构 举例 H、C、N三种元素　 eq \o\al(\s\up1(16),\s\do1( 8)) O、 eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 7)) N、 eq \o\al(\s\up1(35),\s\do1(17)) Cl三种核素 eq \o\al(\s\up1(35),\s\do1(17)) Cl、 eq \o\al(\s\up1(37),\s\do1(17)) Cl 互为同位素 O2和O3属于同素异形体　 2.关系 1．下列互为同位素的是(　　) A．H2与D2　　　　 B．16O与16O2－ C．16O与17O D．金刚石与石墨 C　[H2与D2是氢元素的两种核素形成的两种氢分子；16O与16O2－分别是氧元素的一种核素的一个原子和一种离子；16O与17O的质子数相同，中子数不同，互为同位素；金刚石与石墨是碳元素的同素异形体。故C项符合题意。] 2．(2020·山东济南高一检测) eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne是最早发现的Ne元素的稳定同位素，汤姆逊(J·J·Thomson)和阿斯通(F·W·Aston)在1913年发现了 eq \o\al(\s\up1(22),\s\do1(10)) Ne。下列说法正确的是(　　) A． eq \o\al(\s\up1(22),\s\do1(10)) Ne和 eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne是同素异形体 B． eq \o\al(\s\up1(22),\s\do1(10)) Ne和 eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne互为同位素 C． eq \o\al(\s\up1(22),\s\do1(10)) Ne和 eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne的性质完全相同 D． eq \o\al(\s\up1(22),\s\do1(10)) Ne转变为 eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne为化学变化 B　[惰性气体是单原子分子， eq \o\al(\s\up1(22),\s\do1(10)) Ne和 eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne分子组成相同，不属于同素异形体，A项错误； eq \o\al(\s\up1(22),\s\do1(10)) Ne和 eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne两种原子的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，B项正确； eq \o\al(\s\up1(22),\s\do1(10)) Ne和 eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne两原子的质量数不同，核外电子排布完全相同，故二者的物理性质不同，化学性质几乎完全相同，C项错误； eq \o\al(\s\up1(22),\s\do1(10)) Ne转变为 eq \o\al(\s\up1(20),\s\do1(10)) Ne，原子核发生了变化，属于核变化，不属于化学变化，D项错误。] [易错警示] 同位素的“六同三不同” 碳元素的天然同位素有 eq \o\al(\s\up1(12),\s\do1( 6)) C、 eq \o\al(\s\up1(13),\s\do1( 6)) C、 eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 6)) C三种，其中 eq \o\al(\s\up1(12),\s\do1( 6)) C具有很大的稳定性，其原子质量是确定相对原子质量的标准， eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 6)) C是碳的一种具有放射性的同位素，其半衰期达5 730年， 可用来推断古生物的存在年龄。 (1)北京王府井古人类文化遗址博物馆向世人展示“北京人”狩猎、烧火、制造工具的遗迹。博物馆300多平方米的展厅里，陈列着原址发掘出土的石砧、石锤、石片，还有原始牛、斑鹿、鸵鸟、鱼类等古生物的骨骼及古人类制成的骨铲、 骨片等工具。再现25000年前斑鹿跳跃、鸵鸟欢腾、望山听水、野猪生息的景象。其中“北京人”生活遗址的年代是怎样测定出来的呢？ INCLUDEPICTURE "K6.TIF" 　 (1)提示　“北京人”生活遗址的年代是通过测定古人类生活遗迹里的具有放射性碳的同位素——碳­14(14C)原子的数量来推断出来的。 (2)一个原子的实际质量是很小的，如果人们用它们的实际质量来进行有关计算的话那就非常的麻烦，例如m(O)＝2.657× 10－26千克。1959年在慕尼黑召开的国际纯粹暨应用物理学联合会(简称IUPAP)上，德国J.H.马陶赫建议用稳定的碳的同位素原子——碳­12(12C)质量的 eq \f(1,12) 作为原子量基准，并提交国际纯粹与应用化学联合会考虑。1961年在蒙特利尔召开的国际纯粹与应用化学联合会上，正式通过这一新基准。已知一个铁原子的质量是9.288×10－26 kg，一个C­12原子的质量是1.993×10－26 kg，试计算铁原子的相对原子质量。 (2)提示　铁原子的相对原子质量＝ eq \f(9.288×10－26 kg,1.993×10－26 kg×\f(1,12)) ≈56。 1．互为同位素的两种不同核素不可能具有相同的(　　) A．电子数　　　　　　 B．质子数 C．化学性质 D．质量数 D　[同位素原子的质子数、电子数都相同，而化学性质主要是由最外层电子数决定，所以同位素的化学性质也相同；两者中子数不同，质量数不同。] 2．(2019·北京学考)联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”，我国的刘庄教授为汞元素的代言人。下列关于 eq \o\al(\s\up1(198),\s\do1( 80)) Hg的说法中，不正确的是(　　) A．质子数为80 B．中子数为118 C．质量数为278 D．核外电子数为80 C　[ eq \o\al(\s\up1(198),\s\do1( 80)) Hg的质子数为80，质量数为198，中子数为198－80＝118，核外电子数等于质子数，即为80，则C项错误。] 3．有关H、D、T、HD、H2、D＋、H－这七种微粒的说法正确的是(　　) A．互为同位素 B．是七种氢元素 C．电子数相同 D．HD和H2均是单质 D　[七种微粒所涉及原子的质子数都是1，均为氢元素；HD和H2是单质，不属于同位素，A项错误，D项正确；H、D、T三者都有1个电子，HD、H2、H－都有2个电子，D＋没有电子，C项错误。] 4．下列说法错误的是(　　) A． eq \o\al(\s\up1(235),\s\do1( 92)) U可用于制造原子弹，也可用作核电站发电的原料 B．利用 eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 6)) C可判断某些文物的生产年代 C．通过化学反应无法将 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H转化为 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H D．放射性同位素释放的射线对人有害，可用于金属探伤，不可用于诊断和治疗疾病 D　[ eq \o\al(\s\up1(235),\s\do1( 92)) U裂变可以放出大量的能量，故可用于制造原子弹，也可用作核电站发电的原料，A项正确；利用 eq \o\al(\s\up1(14),\s\do1( 6)) C的半衰期可判断某些文物的生产年代，B项正确；原子是化学反应中的最小微粒，原子核不发生变化，而 eq \o\al(\s\up1(2),\s\do1(1)) H转化为 eq \o\al(\s\up1(1),\s\do1(1)) H原子核发生了变化，故不能通过化学变化实现转化，C项正确；长期或短时间接受大剂量的放射性照射对人体危害较大，如恰当地控制放射性照射的时间和剂量对人体也是相对安全的，故放射性同位素释放的射线不仅可用于金属探伤，还可用于诊断和治疗疾病，D项错误。] 5．(2020·山东烟台高一期中)氧元素有三种核素16O、17O、18O，它们在自然界中所占的原子个数百分比分别为a%、b%、c%，则下列说法正确的是(　　) A．一个16O原子的质量为16 g B．17O的相对原子质量约为17 C．氧元素的相对原子质量为 eq \f(16＋17＋18,3) D．氧元素的相对原子质量为(16a%＋17b%＋18c%) B　[1 mol 16O原子的质量近似等于16 g，A项错误；某一核素原子的相对原子质量在数值上近似等于其质量数，所以B项正确；氧元素的相对原子质量为16O、17O、18O的相对原子质量与其在自然界中所占百分比乘积后加和，而(16a%＋17b%＋18c%)是氧元素的近似相对原子质量，C、D两项错误。] $$