专题02 构成原子的微粒数之间的关系 元素、核素、同位素的比较（重难点讲义）化学沪科版2020必修第一册

专题02 构成原子的微粒数之间的关系 元素、核素、同位素的比较 1.掌握原子构成（质子、中子、电子关系）及AZX符号含义，能计算质量数、中子数等； 2.辨析元素/核素/同位素概念差异，例举常见同位素（如12C、14C）及其应用； 3.通过原子结构模型演变史，学习科学探究方法（假说-验证-修正）； 4.运用数据分析归纳同位素特征（如氯元素35Cl/37Cl丰度比）。 一、原子构成 1.构成原子的微粒及作用 （1）构成原子的微粒：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的。原子核由质子和中子构成。 （2）构成原子的微粒的作用 原子(X) 2.质量数： （1）概念：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，所得的数值叫做质量数，常用A表示。 （2）构成原子的粒子间的关系 ①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数； ②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)； ③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数； ④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 （3）原子构成的表示方法：用X表示，A表示质量数，Z表示核电荷数。 【特别提醒】①并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如H原子核内无中子。 ②在原子中，质子数一定等于核外电子数，但不一定等于中子数。如Cl中的质子数为17，中子数为18。3.微粒符号周围数字的含义 二、核外电子排布 1.电子层：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。 如图为电子层模型示意图： 2.不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 由近到远 能量高低 由低到高 3.核外电子排布规律 核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P 2 氦 He 2 10 氖 Ne 2 8 18 氩 Ar 2 8 8 36 氪 Kr 2 8 18 8 54 氙 Xe 2 8 18 18 8 86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8 （1）能量规律：离核由近到远，电子能量由低到高，电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。 （2）数量规律 ①原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。 ②原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2)，次外层电子数不能超过18，倒数第三层电子数不能超过32。 ③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。 【特别提醒】①核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可排18个电子，而当它是最外层时，最多排8个电子。 ②核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。 4.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 （1）原子结构示意图 ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图： ②用弧线表示电子层。 ③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。 （2）离子结构示意图 ①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。 如MgMg2＋ ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。 如FF－ 5.核外电子排布与元素性质的关系 ①金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。 ②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，表现出氧化性，在化合物中主要显负化合价。 ③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。 6.1～18号元素原子结构的特殊关系 特殊关系 对应元素 最外层电子数等于次外层电子数的一半 Li、Si 最外层电子数等于次外层电子数 Be、Ar 最外层电子数等于次外层电子数的2倍 C 最外层电子数等于次外层电子数的3倍 O 最外层电子数等于次外层电子数的4倍 Ne 最外层电子数等于电子层数 H、Be、Al 最外层有1个电子 H、Li、Na 最外层有2个电子 He、Be、Mg 7.常见“10电子”“18电子”微粒 ①“10电子”的微粒： 分子 离子 一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 二核10电子 HF OH－ 三核10电子 H2O NH 四核10电子 NH3 H3O＋ 五核10电子 CH4 NH ②常见的“18电子”的微粒： 分子 阳离子 阴离子 Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 K＋、Ca2＋ P3－、S2－、HS－、Cl－ ③其他等电子数的粒子 a.“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。 b.“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2。 c.“14电子”的粒子：Si、N2、CO、CN－。 d.“16电子”的粒子：S、O2。 ④质子数及核外电子总数均相等的粒子 a.Na＋、NH、H3O＋； b.HS－、Cl－； c.F－、OH－、NH；d.N2、CO等。 三、元素、核素、同位素 1.概念： ①元素：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称，一种元素可有多种核素。 ②核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素，表示方法X。 ③同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素（即同一元素的不同核素互称为同位素）。 2.元素、核素、同位素的联系与区别 ①现行元素周期表已发现的元素有118种，由于同位素的存在，故核素的种数远大于118种。 ②不同核素可能具有相同的质子数，如H、H；也可能具有相同的中子数，如C、O；也可能具有相同的质量数，如C、N。 ③同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。 ④同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 ⑤同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 3.同位素的特征 ①“同位”指的是在同期表中的位置相同（核外电子排布一样） ② 相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。同位素的“六同三不同” ③ 天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。 4.氢元素的三种核素 H：名称为氕，不含中子； H：用字母D表示，名称为氘或重氢； H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。 5.几种重要核素的用途 核素 U C H H O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 【特别提醒】①核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素。如H、H、H、C、C、C各为一种核素。 ②除少数元素只有一种核素外，大多数元素有多种核素，即一种元素可以有多种核素，因此核素种数多于元素种数。 ③在辨析同位素和同素异形体时，通常只根据二者研究的范畴不同即可作出判断。 四、四种相对原子质量 1.原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 2.元素的相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的相对原子质量按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 3.核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。 4.元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的质量数按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 五、常见的核反应方程 1.卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H 2.查德威克发现中子：Be＋H→C＋n 3.铀核裂变反应：U＋n→Kr＋Ba＋3n 4.氘核与氚核聚变反应：H＋H→He＋n 题型01考查原子的表示方法及各微粒数目之间的关系 【典例】可用于辐照治疗癌症，下列关于说法正确的是 A．核电荷数为138 B．核外电子数为226 C．中子数为88 D．质量数为226 【变式1】中国科学家首次实现了两个异核原子(1个Rb原子和1个Rb原子)的量子受控非门和量子纠缠，下列有关Rb的说法正确的是 A．质子数为87 B．核外电子数为37 C．中子数为37 D．质量数为50 【变式2】核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则a g R2＋中含有的电子数物质的量为 A．(A－N)mol mol B．(A－N＋2)mol C．(A－N－2) D．(A－N－2)mol 【思维建模】原子结构与同位素的认识误区 （1）原子不一定都有中子，如H。 （2）质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。 （3）核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NH与OH－等。 （4）不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。 （5）同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。 （6）不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。 题型02考查原子的核外电子排布规律判断及其应用 【典例】下列说法肯定错误的是(　　) A．某原子K层上只有一个电子 B．某原子M层上的电子数为L层上电子数的4倍 C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等 【变式1】下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是 A．Mg2＋ B．Na＋ C．AI3＋ D．K＋ 【变式2】某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍，此元素是 A．氟 B．氧 C．氮 D．碳 【思维建模】1、核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最多能容纳18个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。 2．核外电子排布相同的微粒，其化学性质不一定相同，如S2－、Cl－。若属于同位素的不同核素，其化学性质是相同的，如H、H、H。 题型03考查微粒的结构示意图 【典例】今有四种粒子的结构示意图，下列说法正确的是 A．它们表示四种元素 B．②表示的是阳离子 C．④表示的元素是金属元素 D．①④表示的是阳离子 【变式1】下列微粒结构示意图错误的是 A．Cl－的结构示意图： B．钠离子的结构示意图： C．S2－的结构示意图： D．镁离子的结构示意图：【变式2】下列能正确表示Mg的原子结构示意图的是 A． B． C． D． 【思维建模】（1）原子结构示意图 ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图： ②用弧线表示电子层。 ③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。 （2）离子结构示意图 ①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。 如MgMg2＋ ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。 如FF－ 题型04考查元素、核素、同位素概念的辨析 【典例】氧元素有三种核素、、，下列说法正确的是 A．和互为同位素 B．和互为同素异形体 C．等质量的和中含有相同的质子数 D．、和属于同一种物质 【变式1】金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关 和 的说法正确的是 A． 和 中均含有22个中子 B． 和 具有相同的质子数 C． 和 的物理性质相同 D． 和 为同一种核素 【变式2】2021年，我国发布了《医用同位素中长期发展规划》，对提升医用同位素相关产业能力水平、保障健康中国战路具有重要意义。医用同位素有、、等。有关说法正确的是 A．和具有相同的最外层电子数 B．位于元素周期表的第二周期第VIA族 C．与的性质完全相同 D．的中子数为奇数 【思维建模】①元素是宏观概念，原子是微观概念，所以质量数是指某一原子的质量数，而不能说是某一元素的质量数，元素没有质量数。元素只讲种类不讲个数，而原子既可说种类也可说个数。例如：三种元素的说法是正确的而三个元素的说法就是错误的，三种原子或三个原子均正确。 ②一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素。元素的种类数目远少于原子种类的数目。 ③有多少种核素就有多少种原子。 ④同位素中的“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一个位置。 ⑤核素之间的转化不属于化学变化。 ⑥同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 ⑦同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 题型05考查相对原子质量的辨析 【典例】我国著名化学家张青莲教授测定的锑元素的相对原子质量为，被国际原子量委员会采用为国际新标准。已知锑有两种以上天然核素，是按照锑的各种核素的相对原子质量与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和计算出来的。下列叙述错误的是 A．、、、、、6种微粒中有6种核素，4种元素 B．氯元素的相对原子质量为，则是氯元素的质量与原子质量的的比值 C．核素的相对原子质量为，则是一个原子的质量与原子质量的的比值 D．氯有两种天然核素、，氯元素的近似相对原子质量为，则氯元素中的丰度约为 【变式1】国际元素相对原子质量表上查得C为12.01，这是指 A．碳原子的质量数 B．碳元素的相对原子质量 C．碳原子的质子数 D．12C的相对原子质量 【变式2】某元素R有两种同位素，可分别表示为85R和87R，若元素R的近似相对原子质量85.5，则85R原子的质量分数为 A．75% B．74.6% C．25.4% D．67.8% 【思维建模】四种相对原子质量 1.原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 2.元素的相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的相对原子质量按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 3.核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。 4.元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的质量数按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 【巩固训练】 1．（23-24高一上·上海黄浦·期中）两种微粒的核外电子数相同，核电荷数不同，则它们可能是： ①两种不同的原子；    ②两种不同的离子；③同一种元素的原子和离子；    ④不同元素的原子和离子 A．①和④ B．②和③ C．①和③ D．②和④ 2．（23-24高一上·上海松江·期中）研究表明，核废水中含有、，下列有关说法中错误的是 A．和互为同位素 B．原子中含有的中子数为82 C．和具有相同的核电荷数 D．原子中含有的中子数与质子数之差为79 3．（23-24高一上·上海普陀·期中）同位素示踪技术已广泛应用在农业、医学、地质及考古等领域。下列有关叙述正确的是 A．常用于考古断代 B．通过化学变化可以实现与之间的相互转化 C．与互为同位素 D．铯元素的两种同位素中比多4个中子 4．（23-24高一上·上海·期中）某粒子含有6个质子，7个中子，电荷为0，则它的化学符号是 A． B． C． D． 5．（24-25高一上·上海·开学考试）“人造太阳”中的核聚变反应之一为。下列说法错误的是 A．该反应前后电子总数不变 B．与的化学性质基本相同 C．1mol的中子数与1mol一样多 D．能稳定存在于自然界中 6．（24-25高一上·上海·期中）氯元素有两种核素和，它们的相对原子质量及丰度如表所示 核素符号 相对原子质量 丰度 34.969 75.77% 36.966 24.23% 氯元素的近似相对原子质量是 A．35.485 B．35 C．35.453 D．37 7．（24-25高一上·上海·期末）有关和的说法正确的是 A．互为同位素 B．互为同素异形体 C．电子数不同 D．是同一种物质 8．（24-25高一下·上海·月考）下列说法一定错误的是 A．某些花岗石产生氡()从而对人体产生伤害，222Rn的质量数是222 B．Se是人体必需的微量元素，74Se和30Se互为同位素 C．13C-NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析，13C的中子数为6 D．原子结构示意图既可以表示16O，也可以表示18O 9．（24-25高一下·上海·期中）元素周期表中钛的数据如图所示， 其中47.87的含义是 A．元素的相对原子质量 B．原子的相对原子质量 C．元素的近似相对原子质量 D．原子的近似相对原子质量 10．（24-25高一上·上海浦东新·期中）元素周期表是化学学习的重要工具，元素周期表中包含很多信息内容。如图是元素周期表中铜元素的信息内容。 （1）图中29代表的是铜原子的_______。 A．质子数 B．原子序数 C．中子数 D．质量数 （2）图中63.55的意义是_______。 A．铜原子的质量 B．铜原子的相对质量 C．铜元素的平均相对质量 D．铜原子的质量数 （3）Cu元素的两种核素表示为：63Cu、65Cu，下列说法错误的是_______。 A．63Cu和65Cu在单质中和化合物中，所占的百分含量相同 B．63Cu和65Cu的质量数不同，质子数相同 C．63Cu和65Cu可以通过化学反应相互转化 D．63Cu和65Cu核外电子数相同，化学性质几乎相同 （4）63Cu中子数为_______。 A．29 B．63 C．34 D．92 （5）已知自然界中，铜有两种核素，相对原子质量分别约为63和65，请计算两种核素在自然界中所占的丰度 、 。 【强化训练】 1．（24-25高一下·上海·期中）已知最外层电子数相等的元素原子具有相似的化学性质。氧元素原子的核外电子分层排布示意图为下列原子中，与氧元素原子的化学性质相似的是（ ) A． B． C． D． 2．（24-25高一上·上海·期末）有四种微粒的结构示意如下，下列说法错误的是（    ）    A．它们属于不同种元素 B．它们的核外电子排布相同 C．它们都是离子 D．它们都具有稀有气体原子的稳定结构 3．（22-23高一上·上海宝山·期中）下列叙述中，正确的是 A．某负离子和某正离子，其质子数和电子数都可能分别相同 B．金属正离子一定具有稀有气体元素原子的电子层结构 C．两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一定相同 D．两种原子的电子层结构相同，则一定属于同种元素 4．（22-23高一上·上海徐汇·期末）下列叙述中错误的是 A．原子的核外M层电子数是L层电子数一半的元素是硅 B．原子的最外层电子数是次外层电子数1.5倍的元素是硼 C．原子的次外层电子数是最外层电子数的元素是氧 D．与氖原子电子层排布相同的离子一定是钠离子 5．（23-24高一上·北京海淀·月考）下列原子在化学变化中易得电子的是 A．   B．   C．   D．   6．（23-24高一上·上海宝山·月考）下列关于原子结构及微粒间的数量关系，说法正确的是 A．质子数相同的微粒一定属于同一种元素 B．微粒具有相同的电子层结构 C．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素 D．一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等 7．（22-23高一上·上海普陀·期中）我国科学家首次合成了一种新微粒，符号是。关于的下列说法中不正确的是 A．其原子核内有113个中子 B．是一种新的原子 C．Hf元素的近似相对原子质量为185 D．其原子质量约是1个原子质量的倍 8．（24-25高一下·上海·期中）相对原子质量原来以16O原子质量的十六分之一为标准，现在以12C原子质量的十二分之一为标准，二者相差0.0043%。这两种标准中数值相同的是 A．14N的质量数 B．氕原子的相对质量 C．氯元素的相对原子质量 D．氯化钠的摩尔质量 9．（24-25高一下·上海·期中）已知氯元素的近似相对原子质量为35.5，由23Na和35Cl及37Cl构成的25g纯NaCl中含Na35Cl的质量是 A．18.75g B．18.59g C．26.1g D．26.33g 10．（23-24高一上·上海宝山·期末）《自然》杂志曾报道我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。 （1）27Al是地壳中最丰富的金属元素，其原子含有中子数为 ，与26Al互为 。 （2）用化学符号表示：铝离子的结构示意图 ，硅原子的电子式 。 （3）Al与Al3+两种微粒结构上相同的是_______(填选项字母)。 A．质子数 B．中子数 C．电子层数 D．最外层电子数 （4）自然界一共存在三种硅的稳定同位素，分别是28Si、29Si和30Si，计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为：28×a1%+29×a2%+30×a3%，其中a1%、a2%……是指各同位素的 。核外能量最高的电子位于 (填电子层符号)层。 （5）A、B、C、D四种微粒都含10个电子，若A++B-C+D↑，则A+和B-分别是 、 。除C、D外，再写出2个含10个电子的分子 、 。 （6）10g10Be所含的中子数与质子数之差为 个。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 构成原子的微粒数之间的关系 元素、核素、同位素的比较 1.掌握原子构成（质子、中子、电子关系）及AZX符号含义，能计算质量数、中子数等； 2.辨析元素/核素/同位素概念差异，例举常见同位素（如12C、14C）及其应用； 3.通过原子结构模型演变史，学习科学探究方法（假说-验证-修正）； 4.运用数据分析归纳同位素特征（如氯元素35Cl/37Cl丰度比）。 一、原子构成 1.构成原子的微粒及作用 （1）构成原子的微粒：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的。原子核由质子和中子构成。 （2）构成原子的微粒的作用 原子(X) 2.质量数： （1）概念：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，所得的数值叫做质量数，常用A表示。 （2）构成原子的粒子间的关系 ①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数； ②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)； ③阳离子的核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数； ④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。 （3）原子构成的表示方法：用X表示，A表示质量数，Z表示核电荷数。 【特别提醒】①并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如H原子核内无中子。 ②在原子中，质子数一定等于核外电子数，但不一定等于中子数。如Cl中的质子数为17，中子数为18。3.微粒符号周围数字的含义 二、核外电子排布 1.电子层：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。 如图为电子层模型示意图： 2.不同电子层的表示及能量关系 各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7 字母代号 K L M N O P Q 离核远近 由近到远 能量高低 由低到高 3.核外电子排布规律 核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P 2 氦 He 2 10 氖 Ne 2 8 18 氩 Ar 2 8 8 36 氪 Kr 2 8 18 8 54 氙 Xe 2 8 18 18 8 86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8 （1）能量规律：离核由近到远，电子能量由低到高，电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。 （2）数量规律 ①原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。 ②原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2)，次外层电子数不能超过18，倒数第三层电子数不能超过32。 ③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。 【特别提醒】①核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可排18个电子，而当它是最外层时，最多排8个电子。 ②核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。 4.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图 （1）原子结构示意图 ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图： ②用弧线表示电子层。 ③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。 （2）离子结构示意图 ①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。 如MgMg2＋ ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。 如FF－ 5.核外电子排布与元素性质的关系 ①金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。 ②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，表现出氧化性，在化合物中主要显负化合价。 ③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。 6.1～18号元素原子结构的特殊关系 特殊关系 对应元素 最外层电子数等于次外层电子数的一半 Li、Si 最外层电子数等于次外层电子数 Be、Ar 最外层电子数等于次外层电子数的2倍 C 最外层电子数等于次外层电子数的3倍 O 最外层电子数等于次外层电子数的4倍 Ne 最外层电子数等于电子层数 H、Be、Al 最外层有1个电子 H、Li、Na 最外层有2个电子 He、Be、Mg 7.常见“10电子”“18电子”微粒 ①“10电子”的微粒： 分子 离子 一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋ 二核10电子 HF OH－ 三核10电子 H2O NH 四核10电子 NH3 H3O＋ 五核10电子 CH4 NH ②常见的“18电子”的微粒： 分子 阳离子 阴离子 Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 K＋、Ca2＋ P3－、S2－、HS－、Cl－ ③其他等电子数的粒子 a.“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。 b.“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2。 c.“14电子”的粒子：Si、N2、CO、CN－。 d.“16电子”的粒子：S、O2。 ④质子数及核外电子总数均相等的粒子 a.Na＋、NH、H3O＋； b.HS－、Cl－； c.F－、OH－、NH；d.N2、CO等。 三、元素、核素、同位素 1.概念： ①元素：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称，一种元素可有多种核素。 ②核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子叫做核素，表示方法X。 ③同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素（即同一元素的不同核素互称为同位素）。 2.元素、核素、同位素的联系与区别 ①现行元素周期表已发现的元素有118种，由于同位素的存在，故核素的种数远大于118种。 ②不同核素可能具有相同的质子数，如H、H；也可能具有相同的中子数，如C、O；也可能具有相同的质量数，如C、N。 ③同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。 ④同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 ⑤同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 3.同位素的特征 ①“同位”指的是在同期表中的位置相同（核外电子排布一样） ② 相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。同位素的“六同三不同” ③ 天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。 4.氢元素的三种核素 H：名称为氕，不含中子； H：用字母D表示，名称为氘或重氢； H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。 5.几种重要核素的用途 核素 U C H H O 用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子 【特别提醒】①核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素。如H、H、H、C、C、C各为一种核素。 ②除少数元素只有一种核素外，大多数元素有多种核素，即一种元素可以有多种核素，因此核素种数多于元素种数。 ③在辨析同位素和同素异形体时，通常只根据二者研究的范畴不同即可作出判断。 四、四种相对原子质量 1.原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 2.元素的相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的相对原子质量按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 3.核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。 4.元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的质量数按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 五、常见的核反应方程 1.卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H 2.查德威克发现中子：Be＋H→C＋n 3.铀核裂变反应：U＋n→Kr＋Ba＋3n 4.氘核与氚核聚变反应：H＋H→He＋n 题型01考查原子的表示方法及各微粒数目之间的关系 【典例】可用于辐照治疗癌症，下列关于说法正确的是 A．核电荷数为138 B．核外电子数为226 C．中子数为88 D．质量数为226 【答案】D 【解析】A．的核电荷数等于质子数等于核外电子数等于88，A错误；B．的核外电子数等于核电荷数为88，B错误；C．的中子数等于质量数减去质子数，为226-88=138，C错误；D．中左上角数据表示质量数，的质量数为226，D正确；故选D。 【变式1】中国科学家首次实现了两个异核原子(1个Rb原子和1个Rb原子)的量子受控非门和量子纠缠，下列有关Rb的说法正确的是 A．质子数为87 B．核外电子数为37 C．中子数为37 D．质量数为50 【答案】B 【解析】原子符号中左上角为质量数，左下角为质子数，原子中质子数＝核电荷数＝核外电子数，质量数＝质子数＋中子数，据此分析判断。Rb原子中质子数＝核电荷数＝37，质量数＝87，中子数＝87－37＝50，只有B项正确。 【变式2】核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则a g R2＋中含有的电子数物质的量为 A．(A－N)mol mol B．(A－N＋2)mol C．(A－N－2) D．(A－N－2)mol 【答案】D 【解析】1个R2＋中含有的电子数为A－N－2，a g R2＋的物质的量为＝ mol，故a g R2＋中含有的电子数物质的量为(A－N－2)mol，故选D项。 【思维建模】原子结构与同位素的认识误区 （1）原子不一定都有中子，如H。 （2）质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。 （3）核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NH与OH－等。 （4）不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。 （5）同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。 （6）不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。 题型02考查原子的核外电子排布规律判断及其应用 【典例】下列说法肯定错误的是(　　) A．某原子K层上只有一个电子 B．某原子M层上的电子数为L层上电子数的4倍 C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍 D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等 【答案】B 【解析】A. 氢原子K层上只有一个电子，A正确；B. 若某原子M层上的电子数为L层上电子数的4倍，则M层上的电子有32个，因M层最多有18个电子，B错误；C. 离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍，则M、L层均有8个电子，符合电子排布规律，C正确；D. O2-最外层电子数和核电荷数均为8，D正确；答案选B。 【变式1】下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是 A．Mg2＋ B．Na＋ C．AI3＋ D．K＋ 【答案】A 【解析】A项，Mg2＋带2个单位的正电荷，核外电子数为10，有2个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数相等，正确；B项，Na＋带1个单位的正电荷，核外电子数为10，有2个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数不相等，错误；C项，AI3＋带3个单位的正电荷，核外电子数为10，有2个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数不相等，错误；D项，K＋带1个单位的正电荷，核外电子数18，有3个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数不相等，错误，答案选A。 【变式2】某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍，此元素是 A．氟 B．氧 C．氮 D．碳 【答案】B 【解析】根据原子核外电子的排布规律可知其电子排布为，该元素是氧元素； 故答案为：B。 【思维建模】1、核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最多能容纳18个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。 2．核外电子排布相同的微粒，其化学性质不一定相同，如S2－、Cl－。若属于同位素的不同核素，其化学性质是相同的，如H、H、H。 题型03考查微粒的结构示意图 【典例】今有四种粒子的结构示意图，下列说法正确的是 A．它们表示四种元素 B．②表示的是阳离子 C．④表示的元素是金属元素 D．①④表示的是阳离子 【答案】C 【分析】根据结构示意图可判断①是O2－，②是Mg，③是Na＋，④是Mg2＋，据此解答。 【解析】A．不同种元素最本质的区别是质子数不同，②和④核内质子数相同，属于同一种元素，图中共表示3种元素，故A错误；B．在②中核内质子数等于核外电子数，为镁原子，故B错误；C．粒子④的质子数是12，属于镁元素，是金属元素，故C正确；D．粒子①质子数为8，核外电子数为10，质子数小于核外电子数，为阴离子，故D错误；故答案选C。 【变式1】下列微粒结构示意图错误的是 A．Cl－的结构示意图： B．钠离子的结构示意图： C．S2－的结构示意图： D．镁离子的结构示意图： 【答案】D 【解析】A项，Cl－核外有18个电子，结构示意图为，正确；B项，钠离子失去了一个电子，核外有10个电子，结构示意图为，正确；C项，S2－的核内有16个质子，核外有18个电子，核外电子分层排布，其结构示意图为，正确；镁离子的结构示意图：，错误，答案选D。 【变式2】下列能正确表示Mg的原子结构示意图的是 A． B． C． D． 【答案】D 【解析】Mg原子核外有12个电子，分布在3个电子层，最外层有2个电子，Mg的原子结构示意图的是，故D正确。 【思维建模】（1）原子结构示意图 ①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图： ②用弧线表示电子层。 ③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。 ④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。 （2）离子结构示意图 ①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。 如MgMg2＋ ②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。 如FF－ 题型04考查元素、核素、同位素概念的辨析 【典例】氧元素有三种核素、、，下列说法正确的是 A．和互为同位素 B．和互为同素异形体 C．等质量的和中含有相同的质子数 D．、和属于同一种物质 【答案】D 【解析】A．同位素为质子数相同而中子数不同的一类原子，如、、互为同位素，和为O元素的同素异形体，A错误；B．同素异形体为同种元素组成结构不同的单质，和为同一物质，B错误；C．和为质子数相同但相对分子质量不同的两种分子，故等质量的和所含质子数不同，C错误；D．、和均为2个氢原子和1个氧原子构成的水分子，为同一种物质，D正确。故选D。 【变式1】金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关 和 的说法正确的是 A． 和 中均含有22个中子 B． 和 具有相同的质子数 C． 和 的物理性质相同 D． 和 为同一种核素 【答案】B 【解析】A．中子数=质量数-质子数，所以的中子数=48-22=26，的中子数=50-22=28，二者中子数不同，故A错误；B． 和为钛元素的不同核素，质子数相同，均为22，故B正确；C． 和化学性质相同，物理性质有差异，故C错误；D． 和质子数相同，中子数不同，为钛元素的不同核素，故D错误；答案选B。 【变式2】2021年，我国发布了《医用同位素中长期发展规划》，对提升医用同位素相关产业能力水平、保障健康中国战路具有重要意义。医用同位素有、、等。有关说法正确的是 A．和具有相同的最外层电子数 B．位于元素周期表的第二周期第VIA族 C．与的性质完全相同 D．的中子数为奇数 【答案】A 【解析】A．F和I 属于第ⅦA族，最外层电子数相同、都为7，故A正确；B．C原子序数为6，位于元素周期表的第二周期第ⅣA族，故B错误；C．14C与12C的化学性质几乎完全相同，但物理性质有差异，故C错误；D．的中子数为23-11=12，12不是奇数、是偶数，故D错误；故选A。 【思维建模】①元素是宏观概念，原子是微观概念，所以质量数是指某一原子的质量数，而不能说是某一元素的质量数，元素没有质量数。元素只讲种类不讲个数，而原子既可说种类也可说个数。例如：三种元素的说法是正确的而三个元素的说法就是错误的，三种原子或三个原子均正确。 ②一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素。元素的种类数目远少于原子种类的数目。 ③有多少种核素就有多少种原子。 ④同位素中的“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一个位置。 ⑤核素之间的转化不属于化学变化。 ⑥同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 ⑦同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。 题型05考查相对原子质量的辨析 【典例】我国著名化学家张青莲教授测定的锑元素的相对原子质量为，被国际原子量委员会采用为国际新标准。已知锑有两种以上天然核素，是按照锑的各种核素的相对原子质量与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和计算出来的。下列叙述错误的是 A．、、、、、6种微粒中有6种核素，4种元素 B．氯元素的相对原子质量为，则是氯元素的质量与原子质量的的比值 C．核素的相对原子质量为，则是一个原子的质量与原子质量的的比值 D．氯有两种天然核素、，氯元素的近似相对原子质量为，则氯元素中的丰度约为 【答案】B 【解析】A．核素是指具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子，故、、、、、6种微粒中有6种核素；而元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称，元素的种类由质子数决定，六种微粒中有氢、碳、氮、氧4种元素，A选项正确；B．由于氯元素存在两种核素，氯元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量与其原子数百分比的乘积之和，氯元素的质量是不确定的，B选项错误；C．一个原子的质量与原子质量的的比值为该原子的相对原子质量（注意由于绝大多数元素存在多种核素，元素的相对原子质量不等于某核素的相对原子质量），C选项正确；D．元素的近似相对原子质量是该元素各核素的质量数与其原子数百分比的乘积之和。设氯元素中的丰度为，则的丰度为，根据元素的近似相对原子质量的计算公式得，解得，则的丰度为，D选项正确；答案选B。 【变式1】国际元素相对原子质量表上查得C为12.01，这是指 A．碳原子的质量数 B．碳元素的相对原子质量 C．碳原子的质子数 D．12C的相对原子质量 【答案】B 【解析】原子的质量数为12，碳的其它核素的质量数分别为13、14，碳原子的质子数为6。国际相对原子质量表上查得C是12.01，为碳元素的相对原子质量，与各核素的百分含量有关，是碳元素的平均相对原子质量。答案选B。 【变式2】某元素R有两种同位素，可分别表示为85R和87R，若元素R的近似相对原子质量85.5，则85R原子的质量分数为 A．75% B．74.6% C．25.4% D．67.8% 【答案】B 【解析】R的近似相对原子质量为85.5是质量数分别为85和87的核素的平均值，由十字交叉法得，85R和87R两种同位素原子的个数比为，所以85R原子的质量分数为×100%=74.6%；答案选B。 【思维建模】四种相对原子质量 1.原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的的比值。一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。 2.元素的相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的相对原子质量按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 3.核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。 4.元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的质量数按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。 【巩固训练】 1．（23-24高一上·上海黄浦·期中）两种微粒的核外电子数相同，核电荷数不同，则它们可能是： ①两种不同的原子；    ②两种不同的离子；③同一种元素的原子和离子；    ④不同元素的原子和离子 A．①和④ B．②和③ C．①和③ D．②和④ 【答案】D 【解析】对于中性微粒，质子数等于核电荷数等于核外电子数，如果核外电子数相同，核电荷数不同，则这两种微粒不可能都是中性微粒，①不正确；核电核数相等的分子，核外电子数也相等，②正确；同一元素的原子和离子，其核电荷数一定是相同的，③不正确；两种不同元素的原子和离子，其核电荷数不一定相等，但核外电子可能相等，④正确。因此②④是正确的，故选D。 2．（23-24高一上·上海松江·期中）研究表明，核废水中含有、，下列有关说法中错误的是 A．和互为同位素 B．原子中含有的中子数为82 C．和具有相同的核电荷数 D．原子中含有的中子数与质子数之差为79 【答案】D 【解析】A．质子数相同、中子数不同的核素互为同位素，则和互为同位素，A正确；B．在表示原子组成时元素符号的左下角表示质子数，左上角表示质量数，则核素原子中含有的中子数为137-55=82，B正确；C．和具有相同的核电荷数，均为55，C正确；D．原子中含有的质子数为55，中子数为134-55=79，中子数与质子数之差为79-55=24，D错误；故答案为D。 3．（23-24高一上·上海普陀·期中）同位素示踪技术已广泛应用在农业、医学、地质及考古等领域。下列有关叙述正确的是 A．常用于考古断代 B．通过化学变化可以实现与之间的相互转化 C．与互为同位素 D．铯元素的两种同位素中比多4个中子 【答案】D 【解析】A．具有放射性、常用于考古断代，故A错误；B．化学变化的最小微粒是原子，故无法通过化学变化来实现与之间的相互转化，故B错误；C．与都是氯元素的单质，不互为同位素，故C错误；D．铯元素的两种同位素、 质子数相同，质量数比的大4，则比多4个中子，故D正确；答案选D。 4．（23-24高一上·上海·期中）某粒子含有6个质子，7个中子，电荷为0，则它的化学符号是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】某粒子含有6个质子，7个中子，可以确定是6号元素碳，质量数为13的碳原子，化学符号是，故选C。 5．（24-25高一上·上海·开学考试）“人造太阳”中的核聚变反应之一为。下列说法错误的是 A．该反应前后电子总数不变 B．与的化学性质基本相同 C．1mol的中子数与1mol一样多 D．能稳定存在于自然界中 【答案】D 【解析】A．中反应前后电子数都为2，电子总数不变，A正确；B．和质子数相等，中子数不同，互为同位素，同位素及其化合物化学性质基本相同，B正确；C．含有3-1=2个中子，含有4-2=2个中子，1mol的中子数与1mol一样多，均为2mol，C正确；D．是放射性核素，及其化合物不能稳定存在于自然界中，D错误；故选D。 6．（24-25高一上·上海·期中）氯元素有两种核素和，它们的相对原子质量及丰度如表所示 核素符号 相对原子质量 丰度 34.969 75.77% 36.966 24.23% 氯元素的近似相对原子质量是 A．35.485 B．35 C．35.453 D．37 【答案】A 【解析】元素的相对原子质量=各核素的相对原子质量与丰度的乘积之和，元素的近似相对原子质量=各核素的质量数与丰度的乘积之和，则氯元素的相对原子质量= 34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.453，氯元素的近似相对原子质量= 35×75.77%+37×24.23%=35.485；选A。 7．（24-25高一上·上海·期末）有关和的说法正确的是 A．互为同位素 B．互为同素异形体 C．电子数不同 D．是同一种物质 【答案】D 【解析】A．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，和是分子，因此不互为同位素，A错误；B．同素异形体需为同种元素组成的不同单质，且结构不同（如O2和O3）。和均为双原子分子，结构相同，故不互为同素异形体，B错误；C．H原子和T（3H）原子均含1个质子，故和分子中每个原子含有1个电子，总电子数均为2，电子数相同，C错误；D．在高中化学中，和的化学性质几乎相同，且结构相同，因此通常被视为同一种物质，D正确；故选D。 8．（24-25高一下·上海·月考）下列说法一定错误的是 A．某些花岗石产生氡()从而对人体产生伤害，222Rn的质量数是222 B．Se是人体必需的微量元素，74Se和30Se互为同位素 C．13C-NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析，13C的中子数为6 D．原子结构示意图既可以表示16O，也可以表示18O 【答案】C 【解析】A．核素符号的左上方表示质量数，则Rn的质量数是222，A正确；B．74Se和30Se的质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，B正确；C．质子数+中子数＝质量数，碳元素原子序数为6，则13C的中子数为13－6＝7，C错误；D．根据原子结构示意图可知质子数是8，核外电子数是8，是氧原子，因此既可以表示16O，也可以表示18O，D正确；故本题选C。 9．（24-25高一下·上海·期中）元素周期表中钛的数据如图所示， 其中47.87的含义是 A．元素的相对原子质量 B．原子的相对原子质量 C．元素的近似相对原子质量 D．原子的近似相对原子质量 【答案】A 【解析】元素周期表元素符号下方的数字代表该元素的相对原子质量，则47.87的含义是钛元素的相对原子质量为47.87，答案选A。 10．（24-25高一上·上海浦东新·期中）元素周期表是化学学习的重要工具，元素周期表中包含很多信息内容。如图是元素周期表中铜元素的信息内容。 （1）图中29代表的是铜原子的_______。 A．质子数 B．原子序数 C．中子数 D．质量数 （2）图中63.55的意义是_______。 A．铜原子的质量 B．铜原子的相对质量 C．铜元素的平均相对质量 D．铜原子的质量数 （3）Cu元素的两种核素表示为：63Cu、65Cu，下列说法错误的是_______。 A．63Cu和65Cu在单质中和化合物中，所占的百分含量相同 B．63Cu和65Cu的质量数不同，质子数相同 C．63Cu和65Cu可以通过化学反应相互转化 D．63Cu和65Cu核外电子数相同，化学性质几乎相同 （4）63Cu中子数为_______。 A．29 B．63 C．34 D．92 （5）已知自然界中，铜有两种核素，相对原子质量分别约为63和65，请计算两种核素在自然界中所占的丰度 、 。 【答案】（1）AB （2）C （3）C （4）C （5）72.5% 27.5% 【解析】（1）根据元素周期表中铜元素的信息内容图可知，图中29代表的是铜原子的原子序数，原子序数与质子数相同，则答案选AB。 （2）根据元素周期表中铜元素的信息内容图可知，图中63.55表示相对原子质量，则其意义为铜元素的平均相对质量，答案选C。 （3）A．63Cu和65Cu互为同位素，在单质中和化合物中所占的百分含量相同，A正确；B．63Cu和65Cu的质子数相同，均为29,；质量数不同，前者为63，后者为65，B正确；C．63Cu和65Cu的相互转化属于原子核内部的变化，不属于化学变化，C错误；D．63Cu和65Cu的质子数相同，因此核外电子数相同，则化学性质几乎相同，D正确；答案选C。 （4）63Cu的质量数为63，质子数为29，则中子数为，答案选C。 （5）已知铜有两种核素，相对原子质量分别约为63和65，即63Cu和65Cu；根据元素周期表中铜元素的信息内容图可知，铜元素的相对原子质量为63.55，是按照铜元素的各种核素所占的百分比计算出来的平均值，设63Cu的丰度为x，则，解得x=0.725，即63Cu和65Cu的丰度分别为72.5%、27.5%。 【强化训练】 1．（24-25高一下·上海·期中）已知最外层电子数相等的元素原子具有相似的化学性质。氧元素原子的核外电子分层排布示意图为下列原子中，与氧元素原子的化学性质相似的是（ ) A． B． C． D． 【答案】D 【解析】A、最外层8个电子；B、最外层4个电子；C、最外层2个电子；D、最外层有六个电子，与氧元素相同；答案选D。 2．（24-25高一上·上海·期末）有四种微粒的结构示意如下，下列说法错误的是（    ）    A．它们属于不同种元素 B．它们的核外电子排布相同 C．它们都是离子 D．它们都具有稀有气体原子的稳定结构 【答案】C 【分析】结构示意图书写：圆内数字为原子的质子数，符号表示电性，圆外的弧线为电子层，弧线上的数字为该层上的电子数，离圆最近的弧线表示第一层，依次向外为第二层等，图示四种微粒分别为：氧离子、氖原子、钠离子、镁离子。 【解析】A. 四种微粒质子数分别为8、10、11、12，分别为：氧离子、氖原子、钠离子、镁离子，属于不同种元素，故A正确；B. 它们的核外电子数都为10，分两层排布，排布相同，故B正确；C. 四种微粒分别为：氧离子、氖原子、钠离子、镁离子，含有原子，不都是离子，故C错误；D. 四种微粒的最外层都是8，具有稀有气体原子的稳定结构，故D正确；答案选C。 3．（22-23高一上·上海宝山·期中）下列叙述中，正确的是 A．某负离子和某正离子，其质子数和电子数都可能分别相同 B．金属正离子一定具有稀有气体元素原子的电子层结构 C．两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一定相同 D．两种原子的电子层结构相同，则一定属于同种元素 【答案】D 【解析】A．某负离子和某正离子，若其质子数相同则电子数一定不同，A错误；B．金属正离子不一定具有稀有气体元素原子的电子层结构，如Fe2+最外层14个电子，B错误；C．两种微粒的电子层结构相同，则化学性质一不定相同，如氯离子和氩原子，C错误；D．两种原子的电子层结构相同，即电子数相同，质子数相同，则一定属于同种元素，D正确；故选D。 4．（22-23高一上·上海徐汇·期末）下列叙述中错误的是 A．原子的核外M层电子数是L层电子数一半的元素是硅 B．原子的最外层电子数是次外层电子数1.5倍的元素是硼 C．原子的次外层电子数是最外层电子数的元素是氧 D．与氖原子电子层排布相同的离子一定是钠离子 【答案】D 【解析】A．若原子的核外M层电子数是L层电子数一半，则该原子核外电子排布是2、8、4，元素是14号元素硅，A正确；B．若原子的最外层电子数是次外层电子数1.5倍，则其核外电子排布是2、3，该元素是5号的硼元素，B正确；C．若原子的次外层电子数是最外层电子数，则其核外电子排布是2、6，该元素是8号元素，因此该元素一定是氧元素，C正确；D．Ne核外电子排布式2、8，与氖原子电子层排布相同的离子可能是O2-、F-，也可能是Na+、Mg2+、Al3+，因此不一定是钠离子，D错误；故合理选项是D。 5．（23-24高一上·北京海淀·月考）下列原子在化学变化中易得电子的是 A．   B．   C．   D．   【答案】D 【解析】A．硅原子结构示意图，最外层有4个电子，不易得也不易失电子，故不选A；B．是钠原子结构示意图，最外层有1个电子，化学变化中易失1个电子，故不选B；C．是He原子结构示意图，为稀有气体，结构稳定，不易得也不易失电子，故不选C；D．是F原子结构示意图，最外层有7个电子，化学变化中得1个电子，故选D；选D。 6．（23-24高一上·上海宝山·月考）下列关于原子结构及微粒间的数量关系，说法正确的是 A．质子数相同的微粒一定属于同一种元素 B．微粒具有相同的电子层结构 C．某元素原子的最外层只有2个电子，则该元素一定是金属元素 D．一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等 【答案】D 【解析】A． 质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，例如Ne、H2O分子、NH3分子均为10个质子，但不是同种元素，A错误；B．微粒Na+、Mg2+核外电子排布是2、8，这两种微粒具有相同的电子层结构，S2-核外电子排布是2、8、8，B错误；C． 某元素原子的最外层只有2个电子，该元素可能是He，也可能是Be，因此该元素不一定是金属元素，C错误；D．分子的质子数和电子数相等，离子的质子数和电子数不相等，则一种分子和一种离子的质子数和电子数不可能均相等，D正确；选D。 7．（22-23高一上·上海普陀·期中）我国科学家首次合成了一种新微粒，符号是。关于的下列说法中不正确的是 A．其原子核内有113个中子 B．是一种新的原子 C．Hf元素的近似相对原子质量为185 D．其原子质量约是1个原子质量的倍 【答案】C 【解析】A．的质子数为72，质量数为185，则其原子核内有185-72=113个中子，A正确；B．是我国科学家首次合成的一种新微粒，则是一种新的原子，B正确；C．的近似相对原子质量为185，Hf元素可能有多种核素，则Hf元素的近似相对原子质量不是185，C不正确；D．依据相对原子质量的定义，1个原子的质量约是1个原子质量的倍，D正确；故选C。 8．（24-25高一下·上海·期中）相对原子质量原来以16O原子质量的十六分之一为标准，现在以12C原子质量的十二分之一为标准，二者相差0.0043%。这两种标准中数值相同的是 A．14N的质量数 B．氕原子的相对质量 C．氯元素的相对原子质量 D．氯化钠的摩尔质量 【答案】A 【解析】A．质量数是原子核内质子数与中子数之和，与相对原子质量标准无关，因此14N的质量数在两种标准下均为14，数值相同，A正确；B．氕原子的相对质量基于标准计算，因基准从16O的变为12C的，其数值会发生变化，B错误；C．氯元素的相对原子质量是同位素丰度的加权平均值，基准改变会导致各同位素相对质量变化，整体数值不同，C错误；D．氯化钠的摩尔质量等于其相对分子质量，而相对分子质量由各原子相对质量之和决定，基准变化导致数值改变，D错误；故选A。 9．（24-25高一下·上海·期中）已知氯元素的近似相对原子质量为35.5，由23Na和35Cl及37Cl构成的25g纯NaCl中含Na35Cl的质量是 A．18.75g B．18.59g C．26.1g D．26.33g 【答案】B 【解析】氯同位素丰度：设丰度为x，则，解得，即占。平均摩尔质量：，总物质的量：。的质量：占总物质的量的75%，质量为。故选B。 10．（23-24高一上·上海宝山·期末）《自然》杂志曾报道我国科学家通过测量SiO2中26Al和10Be两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。 （1）27Al是地壳中最丰富的金属元素，其原子含有中子数为 ，与26Al互为 。 （2）用化学符号表示：铝离子的结构示意图 ，硅原子的电子式 。 （3）Al与Al3+两种微粒结构上相同的是_______(填选项字母)。 A．质子数 B．中子数 C．电子层数 D．最外层电子数 （4）自然界一共存在三种硅的稳定同位素，分别是28Si、29Si和30Si，计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为：28×a1%+29×a2%+30×a3%，其中a1%、a2%……是指各同位素的 。核外能量最高的电子位于 (填电子层符号)层。 （5）A、B、C、D四种微粒都含10个电子，若A++B-C+D↑，则A+和B-分别是 、 。除C、D外，再写出2个含10个电子的分子 、 。 （6）10g10Be所含的中子数与质子数之差为 个。 【答案】（1）14 同位素 （2） （3）AB （4）丰度 M （5）NH OH- CH4 HF （6）2NA 【解析】（1）27Al的质量数为27，质子数为13，故中子数为27-13=14，27Al与26Al的质子数相同而中子数不同，互为同位素。 （2）铝离子的核电荷数为13，核外电子数为10，故离子结构示意图为，硅原子最外层有4个电子，故电子式为。 （3）Al原子失去最外层3个电子形成铝离子，微粒质子数相同；铝原子中子数为13，铝离子的为13，中子数相同。铝原子电子层数为3，铝离子的为2，铝原子最外层电子数是3，铝离子的最外层电子数是8，则电子数、电子层数、最外层电子数均不相同，故选AB。 （4）a1%、a2%……是指各同位素的在自然界中的原子百分含量，即丰度。核外电子离原子核越远则其具有能量越高，故核外能量最高的电子位于M层。 （5）A、B、C、D四种微粒都含10个电子，若A++B-C+D↑，则A+和B-分别是NH、OH-，C为H2O、D为NH3，含有10个电子的分子还有CH4、HF等。 （6）10g10Be的物质的量为1mol，10Be的中子数为6，质子数为4，10g10Be所含的中子数与质子数之差为2NA个。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$