第一节原子结构第1课时原子核核素[学习目标] 1.认识原子结构，懂得质量数和A Z X的含义。

2.掌握构成原子的各微粒间的关系。

3.知道元素、核素、同位素的含义。

一、原子的构成[自主学习]1．原子及构成的微粒原子2．质量数3．原子构成的表示1．离子的质量数是否等于其质子数和中子数之和？提示：是。

因为离子是通过得失核外电子形成的，而质量数只与核内质子数和中子数有关，与核外电子数无关。

2．任何原子都是由质子、中子和电子构成的吗？提示：不一定。

氢原子(11H)中含有一个质子和一个电子，不含有中子。

[点拨提升]1．原子的相对质量(M)＝原子质量m(126C)12≈质量数＝质子数＋中子数。

2．原子、离子组成中的数量关系(1)核电荷数＝质子数＝原子核外电子数。

(2)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。

(3)阳离子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数＋离子电荷数。

(4)阴离子中：质子数＝核电荷数＝核外电子数－离子电荷数。

[练习与活动]1．下列关于微粒A Z R n－的叙述不正确的是()A．所含质子数＝A－n B．所含中子数＝A－ZC．所含电子数＝Z＋n D．所带电荷数＝n答案 A解析A Z R n－的质子数＝Z，中子数＝A－Z，电子数＝Z＋n，电荷数＝n，A不正确。

2．已知R2＋核内共有N个中子，R原子的质量数为A，则m g R2＋中所含有的电子的物质的量为()A.m(A－N)A mol B.m(A－N－2)A molC.m (A －N ＋2)Amol D.A －N ＋2mA mol答案 B解析 R 原子与R 2＋的质量数都等于A ，其相对原子质量近似等于A ，R 2＋的质子数为A －N ，R 2＋的核外电子数为A －N －2,1 mol R 2＋含电子的物质的量为(A －N －2) mol, m g R 2＋的物质的量为mA mol ，所以m g R 2＋中含有的电子的物质的量为m (A －N －2)Amol 。

规律方法(1)原子中不一定含有中子，且中子数不一定等于质子数，如11H 。

(2)任何微粒中，质量数＝质子数＋中子数，但质子数与核外电子数不一定相等。

(3)质子数相同的微粒不一定属于同一元素，如Ne 和H 2O 。

二、核素 [自主学习]1．元素(1)概念：具有相同□01质子数(核电荷数)的同一类原子的总称。

(2)元素的种类是由原子核内的□02质子数决定的。

2．核素具有一定数目□03质子和一定数目□04中子的一种原子。

3．同位素(1)概念：□05质子数相同而□06中子数不同的同一种元素的不同核素互称为同位素。

(2)氢元素的三种核素(3)同位素的应用①□1621H、□1731H用作制造氢弹的原料；②□1823592U是核反应堆的燃料；③146C用作考古推断生物体的存在年代；④应用放射性同位素发射出的射线，可进行□19金属制品探伤、□20食物保鲜和□21肿瘤治疗等。

1．所有的元素都有同位素(两种或两种以上核素)吗？提示：元素不一定都有同位素。

一种元素可以有一种核素，也可以有多种核素，元素有几种核素就有几种同位素，若元素只有一种核素，则没有同位素，如钠只有一种核素2311Na，2311Na没有同位素。

2.168O2与188O2是同位素吗？它们的物理性质和化学性质是否相同？168O与188O之间的转化是化学变化吗？提示：168O2与188O2不是同位素，同位素是对原子而言的，两种分子不是同位素；168O2与188O2的化学性质相同，物理性质不同，因为168O与188O的化学性质由原子的最外层电子数决定，而物理性质与核素的质量数有关；原子是化学变化中的最小微粒，原子核发生变化，则原子种类发生变化，故168O与188O之间的转化不属于化学变化。

[点拨提升]1．元素、核素、同位素和同素异形体的区别与联系(1)区别(2)联系①一种单质可由不同的核素构成，一种核素可以构成不同的单质。

②一种元素可以有若干种不同的核素，也可以只有一种核素，有多少种核素，就有多少种原子。

2．同位素之间的性质(1)同一种元素的各种核素化学性质几乎相同，物理性质有一定的差异。

(2)天然存在的某元素的核素，不论是游离态还是化合态，各种核素所占的原子个数百分比一般是不变的。

[练习与活动]A．2种B．3种C．4种D．5种答案 B解析质子数决定元素的种类，题给5种单核粒子质子数有18、19、20三种，故为3种元素。

4．“玉兔”号月球车用238 94Pu作为热源材料，下列关于238 94Pu的说法正确的是()A.238 94Pu与238 92U互为同位素B.238 94Pu与239 94Pu互为同素异形体C.238 94Pu与238 92U具有完全相同的化学性质D.238 94Pu与239 94Pu具有相同的最外层电子数答案 DPu与238 92U是两种不同的元素，不属于同位素，A项不正确；238 94Pu 解析23894与239 94Pu的质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项正确；同素异形体的研究对象是单质，238 94Pu与239 94Pu为同种元素的两种核素，是同位素，而不是同素异形体，B项不正确；238 94Pu与238 92U属于两种元素的核素，化学性质不同，C项不正确。

规律方法(1)元素、核素、同位素之间的关系可以用下图表示：(2)判断元素、核素、同位素的方法(原子用A Z X表示)①只要Z相同就是同种元素；②Z和A均相同为同种核素；③Z相同A不相同则互为同位素。

本课归纳总结[学习·理解]1．下列有关原子的说法正确的是()①原子是由核外电子和原子核构成的②原子不能再分③原子在化学变化中不能再分④原子在化学变化中不发生变化⑤原子的质量主要集中在原子核上A．①②③B．①③④C．①②⑤D．①③⑤答案 D解析所有原子都是由原子核和核外电子构成的，①正确；原子是由原子核和核外电子构成的，可以再分，②错误；原子是化学变化中的最小微粒，所以原子在化学变化中不能再分，③正确；原子在化学变化中可以通过得失电子变为离子，④错误；由于电子的质量很小，所以原子的质量主要集中在原子核上，⑤正确。

2．关于131 53I和137 55Cs这两种微粒的说法正确的是()A.131 53I通过化学反应生成137 55CsB.131 53I比137 55Cs少6个中子C.137 55Cs核外电子数为88D.131 53I核内中子数为78答案 DI核内中子数为78，137 55Cs核内解析化学反应不能改变原子核，A错误；13153中子数为82，核外电子数为55，所以B、C错误，D正确。

3．对Fe3＋、Fe2＋、Fe三种微粒的判断不正确的是()A．核电荷数相同B．电子数相同C．属于同一种元素D．质子数相同答案 B解析三种微粒都属于铁元素，故A、C正确；质子数相同，D正确；它们是铁元素的不同离子和原子，故其电子数不同。

4．对符号“a c b X d＋”中各字母表示的含义理解正确的一组是()选项 a b c dA 离子个数中子数质量数电荷数B 离子个数质子数质量数电荷数C 中子数质量数质子数电子数D 质子数质量数中子数电荷数答案 B解析符号“a c b X d＋”中的a表示离子个数，b表示质子数，c表示质量数，d 表示电荷数。

答案 C解析R原子的核外电子数为a＋2，即质子数为a＋2，则质量数为b＋a＋2。

6．下列说法错误的是()A.11H、21H、31H、H＋和H2是氢元素的五种不同粒子B．石墨和金刚石互为同位素，化学性质相似C.11H和21H是不同的核素D．12C和14C互为同位素，两者化学性质几乎完全相同答案 B解析同位素是指质子数相同、中子数不同的同种元素的不同核素(原子)的互称，而石墨、金刚石是由碳元素组成的两种不同的单质。

7．重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是()A．氘(D)原子核外有1个电子B．1H与D互称同位素C．H2O与D2O互称同素异形体D．1H182O与D162O的相对分子质量相同答案 C解析同素异形体的范畴为单质。

8．下列各组物质中，互为同位素的是()A.2412Mg和2612Mg B．O2和O3C．NO和NO2D．H2O和H2O2答案 A解析2412Mg和2612Mg是同种元素的不同原子，互为同位素，故A项正确；O2和O3是同种元素组成的不同单质，互为同素异形体，故B项错误；NO和NO2是分子不是原子，不可能互为同位素，故C项错误；H2O和H2O2是分子不是原子，不可能互为同位素，故D项错误。

9．互为同位素的两种原子不可能具有相同的()A．电子数B．质子数C．化学性质D．质量数答案 D解析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的，所以同位素原子的化学性质基本相同；二者的中子数不同，所以质量数不同。

[应用·实践]10．简单原子的原子结构可用下图形象地表示其中“●”表示质子或电子，“○”表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是()A．①②③互为同位素B．①②③互为同素异形体C．①②③是三种化学性质不同的微粒D．①②③具有相同的质量数答案 A解析该题运用图形形象地表示了原子的构成和原子核的构成，三种原子的质子数、电子数均为1，而中子数分别为0、1、2，因此三者是氢元素的三种核素，互为同位素。

同位素化学性质相同，物理性质不同。

11．元素X、Y，已知X的质子数为a，X2＋比Y2－核外少8个电子，若Y原子的质量数为b，则Y原子核内中子数为()A．b－a－4 B．b－a－8C．b＋a＋8 D．b－a－12答案 A解析由题意可知Y的质子数为a－2＋8－2＝a＋4，则Y原子核内中子数为b－a－4。

12．230Th和232Th是钍的两种核素，232Th可以转化成233U。

下列有关说法正确的是()A．232Th转化成233U是化学变化B．230Th和232Th的化学性质几乎完全相同C．Th元素的质量数是232D．Th元素的相对原子质量是231答案 B解析232Th转化成233U是核反应，不属于化学变化，故A项错误；230Th和232Th的质子数相同而中子数不同，互为同位素，其化学性质基本相同，故B项正确；元素无质量数，原子有质量数，故C项错误；元素的相对原子质量是其各种同位素相对原子质量的加权平均值，由于同位素的丰度未知，无法求算Th元素的相对原子质量，故D项错误。

13．科学家们最近发现了一种只由4个中子构成的微粒，这种微粒称为“四中子”，也有人称之为“零号元素”，科学家们同时预测它可能与白矮星的组成粒子相似。

下面就是有关“四中子”的几种说法，其中不正确的是() A．该粒子不显电性B．该粒子的质量数为4C．与氢元素的质子数相同D．该粒子的质量比普通氢原子大答案 C解析由题给信息知，“四中子”是由4个中子构成的微粒，而中子不带电荷，所以该粒子不显电性，故A项正确；质量数等于中子数与质子数之和，该粒子无质子，只有4个中子，质量数为4，故B项正确，C项错误；该粒子的质量(质量数为4)比普通氢原子(质量数为1)大，故D项正确。