内容正文:
第1章
第1 节 原子结构与元素性质
学习目标
重点难点
1.认识原子结构、元素性质与元素在元素周期表中位置的关系。
2.知道元素、核素的含义,了解原子核外电子的排布。
3.能画出1~20号元素的原子结构示意图,能用原子结构解释元素性质及其递变规律,并能结合实验及事实进行说明。
重
点
1.构成原子的微粒间的关系,核素和同位素的含义。
2.核外电子的排布规律。
难
点
1.原子中各组成微粒之间的数量关系,核素与元素的关系。
2.从原子结构角度论证元素原子得失电子能力的比较。
第一课时 原子结构
新知探究(一)——原子构成 质量数
1.原子的构成
(1)构成微粒
原子
(2)数量关系
核电荷数= 数= 数
[微点拨]
原子中一定有质子和电子,不一定有中子,如H;离子中一定有质子,不一定有电子和中子,如H+。
2.质量数
[微点拨]
①质量数一定为整数;
②质量数仅对原子而言,元素没有质量数;
③在计算时,可用质量数代替相对原子质量用于近似计算。
3.原子的表示方法
[微思考]
原子显电性吗?为什么?
4.构成原子或离子微粒间的三种关系
(1)质量关系
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)
(2)等量关系
对原子而言,核电荷数=质子数=核外电子数
(3)大小关系
阳离子
(Rm+)
质子数>电子数
质子数=电子数+m
阴离子
(Rm-)
质子数<电子数
质子数=电子数-m
[题点多维训练]
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)1O的摩尔质量为20 g· mol-1。 ( )
(2)原子的质量数就是原子的相对原子质量。 ( )
(3)13C和15N核内中子数相差1。 ( )
(4)和S2-具有相同的质子数和电子数。 ( )
2.(1)完成下列表格空白
O
质子数
中子数
核外电子数
(2)Co的衰变方程为CoNie-+,其中,是反中微子,它的电荷数为0,静止质量可认为是0。
①下列关于Co的说法中,错误的是 。
A.质子数是27 B.电子数是27
C.质量数是27 D.中子数是60
②在上述衰变方程中,衰变产物Ni的质量数A为 ,核电荷数Z为 。
3.带有2个单位正电荷的粒子X2+,它的质量数等于137,中子数是81,则其核外电子数为( )
A.56 B.54
C.58 D.137
4.(2025·重庆高一检测)嫦娥五号带回的月壤中含有大量安全无污染的核聚变原料He3 (如图所示)。下列关于He3的说法正确的是( )
A.He3是一种新元素
B.He3原子中含有1个质子,2个电子
C.He3原子中含有3个质子,没有中子
D.He3原子中含有2个质子,1个中子,2个电子
5.某元素的一种同位素X的原子质量数为A,含N个中子,它与2H原子组成HmX分子,在a g HmX中所含质子的物质的量是 ( )
A.(A-N)mol
B.(A-N+m)mol
C.(A-N+m)mol
D.(A-N)mol
新知探究(二)——元素、核素、同位素
1.元素
(1)概念:具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称。
(2)决定元素种类的是 。
2.核素
(1)概念:具有相同数目的 和相同数目的 的一类原子。
(2)表示方法——原子符号X。
(3)几种元素的核素
①氢的三种核素
核素名称
氕
氘
氚
俗称
—
重氢
超重氢
原子符号
H
H或D
H或T
质子数
1
1
1
中子数
0
1
2
②其他常见元素的核素
元素名称
碳
氧
铀
氯
元素符号
C
O
U
Cl
常见核素
CC、
C
OO、
O
UU、
U
Cl、Cl
(4)决定原子(核素)种类的是 和 。
3.同位素
概念
相同而 不同的同一种元素的不同核素互为同位素;如HH(D)、H(T)互为同位素
分类
同位素分为稳定同位素和放射性同位素
特点
①同位素的 性质基本相同, 性质有一定的差别。②天然存在的某种元素,无论是化合态还是游离态,各种同位素所占的原子个数百分比一般是 的
4.常见同位素的用途(同位素与用途之间连线)
5.同位素的“六同三不同”
6.元素、核素、同位素、同素异形体辨析
(1)联系
(2)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
质子数相同、中子数相同的一类原子
质子数相同、中子数不同的核素
同种元素形成的不同单质
研究对象
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,物理性质有一定差异
组成元素相同,物理性质不同,化学性质相同或不同
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分别属于三种元素
HH、H是三种核素
HH、H互称为同位素
O2与O3互为同素异形体
应用化学
目前科学家们在火星上发现了巨大的地下蓄水层,这增大了火星上存在生命的可能性。这个湖大约有20公里宽,在一个巨大的极地冰川下,位于火星表面下1.5公里处。
我们知道水是由氢、氧两种元素组成的物质,在自然界中存在的氧原子和氢原子有以下六种O、OOHHH。
1.上述所给微粒中有多少种核素?
2.这些原子可以构成水分子,其可构成多少种水分子?
3.这六种原子构成的水分子中,相对分子质量有几种情况?
4.O2O 2是同位素吗?是同分异构体吗?是同素异形体吗?并说明原因。
[题点多维训练]
题点(一) 同位素概念的理解及应用
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Ti和Ti的说法正确的是 ( )
A.Ti和Ti中均含有22个中子
BTi和Ti具有相同的质子数
CTi和Ti的物理性质相同
DTi和Ti为同一种核素
2.下列叙述中错误的是 ( )
A.13C和14C属于同一种元素,它们互为同位素
B.1H和2H是不同的核素,它们的化学性质基本相同
C.14C和14N的质量数相等,它们的中子数不等
D.6Li和7Li的电子数相等,中子数也相等
3.氯只有35Cl和37Cl两种稳定同位素,它们在氯气中的原子数之比为35Cl∶37Cl =3∶1,则相对分子质量为70∶72∶74的氯气分子数之比可能是 ( )
A.5∶1∶2 B.5∶2∶2
C.9∶3∶1 D.9∶3∶2
题点(二) “四素”辨析
4.(2025·邢台市第二中学期末)对于符号:35Cl和37Cl、H2和D2、1O和2O。下列有关说法正确的是 ( )
A.35Cl和37Cl是同种核素
B.H2和D2互称为同素异形体
C.1O和2O化学性质相同
D.35Cl和37Cl物理性质几乎完全相同
5.(2025·祁东县期末)氟29(29F)原子核与液氢靶相撞,敲除多余的质子,形成氧的一种稀有同位素——氧28(28O)。下列有关说法正确的是( )
A.28O的质量为28 g
B.28O与28Si互为同位素
C.28O的中子数与质子数之差为12
D.上述将29F转化为28O的过程发生了化学变化
6.下列几种化学符号HLiCC、Na、N、Mg、O2、O3。
(1)表示核素的符号共 种。
(2)互为同位素的是 和 。
(3)互为同素异形体的是 和 。
(4)中子数相等,但质子数不相等的核素是 和 。
(5)质量相同的O和O所含中子数之比为 。
学习讲义答案
第1章 原子结构 元素周期律
第1节 原子结构与元素性质
第一课时 原子结构
新知探究(一)
1.(1)质子 中子 核外电子 (2)质子 核外电子
2.质子数 中子数 质子数 中子数 相对原子质量
[微思考]
提示:原子不显电性,因为原子核内质子所带正电荷总数等于核外电子所带负电荷总数。
[题点多维训练]
1.(1)√ (2)× (3)√ (4)√
2.(1)8 8 8 10 8 10 (2)①CD ②60 28
3. 选B X2+的质子数=质量数-中子数=137-81=56,则X2+的核外电子数为56-2=54。
4.选D He3属于氦元素,不属于新元素,故A错误;在原子中,质子数=核外电子数,He3原子中含有2个质子,2个电子,故B错误;He3原子中含有2个质子,中子数为3-2=1,故C错误;He3原子中含有2个质子,1个中子,2个电子,故D正确。
5.选B HmX分子的相对分子质量是A+2m,即摩尔质量是(A+2m)g·mol-1,所以a g HmX的物质的量是 mol,而1个HmX分子中含质子数是m+A-N,所以a g HmX所含质子的物质的量是(A-N+m)mol。
新知探究(二)
1.(2)质子数 2.(1)质子 中子 (4)质子数 中子数
3.质子数 中子数 化学 物理 不变
4.
[应用化学]
1.提示:一种原子就是一种核素,故有6种核素。
2.提示HHH三种原子可以形成六种组合,它们分别与16O、17O、18O三种原子形成H2O,可以构成6×3=18种水分子。
3.提示:形成的18种水分子中,相对分子质量有7种情况,分别为18、19、20、21、22、23、24。
4.提示:二者既不是同位素也不是同分异构体,同位素是同一元素不同原子之间的互称,二者是单质不是原子;两者也不是同素异形体,二者是同一单质:氧气,只不过两者的形成原子不同,但属于同一元素形成的同一单质,同素异形体的定义是:同一元素形成的不同单质互为同素异形体,如:氧气(O2)和臭氧(O3)才是同素异形体。
[题点多维训练]
1.选B 因为质量数=质子数+中子数,所以Ti和Ti的中子数分别为26、28,故A错误;同一种核素是质子数相同、中子数也相同的原子Ti和Ti的质子数均为22,而中子数不同,属于不同的核素,故B正确、D错误;同位素的化学性质几乎完全相同,物理性质不同,故C错误。
2.选D 13C和14C都属于同一种元素(碳元素),二者是质子数相同、质量数不同的两种碳原子,它们互为同位素,A正确;1H和2H都是氢元素的原子,质子数相同、质量数不同,所以是不同的核素,但化学性质基本相同,B正确;14C和14N的质量数都为14,但质子数分别为6、7,它们的中子数分别为8、7,C正确;6Li和7Li的质子数都为3,电子数都为3,但中子数分别为3、4,不相等,D错误。
3.选D 设相对分子质量为70、72、74的Cl2分子个数分别为X、Y、Z个,相对分子质量为70的Cl2是由 2个35Cl组成的,故X个相对分子质量为70的Cl2中含有的35Cl原子个数为 2X个;相对分子质量为72的Cl2是由一个35Cl和一个37Cl组成,故Y个相对分子质量为72的Cl2中含有的35Cl原子和37Cl原子个数分别为Y、Y个;相对分子质量为74的Cl2是由 2个37Cl组成的,故Z个相对分子质量为74的Cl2中含有的37Cl原子个数为2Z个;因此35Cl原子有(2X+Y)个,37Cl原子有(Y+2Z)个,已知35Cl和37Cl的个数之比为3∶1,则(2X+Y)∶(Y+2Z)=3∶1,即3Y+6Z=2X+Y,解得X=Y+3Z,满足此关系就可。将X=5、Y=1、Z=2分别代入关系式X=Y+3Z,可知该式子不成立,A错误;将X=5、Y=2、Z=2分别代入关系式X=Y+3Z,可知该式子不成立,B错误;将X=9、Y=3、Z=1分别代入关系式X=Y+3Z,可知该式子不成立,C错误;将X=9、Y=3、Z=2分别代入关系式X=Y+3Z,可知该式子成立,D正确。
4.选C 35Cl和37Cl的质子数相同、质量数不同,是同种元素的不同核素,互为同位素,A错误;同素异形体是由同种元素组成的不同单质,H2和D2均为氢分子,属于同一元素形成的同一单质,不能互称为同素异形体,B错误;1O和2O均是水分子,化学性质相同,C正确;35Cl和37Cl质子数相同、质量数不同,物理性质不尽相同、化学性质几乎完全相同,D错误。
5. 选C 28O的质量数为28,故A错误;28O与28Si质子数不同,二者不互为同位素,故B错误;28O的中子数为28-8=20,则中子数与质子数之差为20-8=12,故C正确;题述将29F转化为28O的过程生成了新元素,发生的不是化学变化,故D错误。
6.解析:(1)核素是具有一定质子数和中子数的原子,O2、O3为分子不属于核素范畴,属于核素的是HLiCC、NaN、Mg,共7种。
(2)质子数相同、中子数不同的原子互为同位素,故为CC。
(3)同素异形体是指由同种元素形成的不同单质,故为O2、O3。
(4Na和Mg的中子数相等,均为12,但质子数不同。
(5)O和O所含中子数分别为8、10,O和O的摩尔质量分别为18 g· mol-1、20 g· mol-1,设O和O的质量均为m g,则所含中子数之比为∶=8∶9。
答案:(1)7 (2CC (3)O2 O3 (4NaMg
(5)8∶9
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