人教版化学必修二1-1-3课件第一章 物质结构 元素周期律 60页

科学家们发现有三种原子：氕 (piē ) 、氘 (dāo ) 、氚 (chuān ) ，它们的原子结构如下图所示。 氕、氘、氚的原子结构有什么异同？它们是同一种元素吗？ 一百多年前，元素被看做是仅包含一种原子的物质。按照道尔顿的原子论，相同元素的一切原子应是一样的。然而 1911 年后，人们发现相同元素的原子未必完全一样。英国人索弟发现，当放射性元素分解的时候，要产生一系列其他元素；有些元素化学性质相似，似乎处在周期表中的同一位置，但放射性不同。索弟称这些同一元素的不同品种叫做同位素。同时，有人进一步用质谱证明，同一元素的原子能被分成不同相对原子质量的品种。 目前，除了天然存在的几百种同位素外，据统计已用核轰击法合成了 1200 多种同位素。这时，我们可以说，元素是一种物质，它的所有原子具有相同原子序数或相同数目的质子。 根据以上叙述，结合原子的构成，一种元素的不同原子差别在什么地方？ ● 梳理导引 1 ．原子由 ____________ 和 ____________ 构成，原子的质量主要集中在 ____________ 上，质子和中子的相对质量都近似为 1 。如果忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量近似值加起来，所得的数值叫质量数。 质量数 (A) ＝ __________( 　　　　 ) ＋ __________( 　　　　 ) 。我们用 X 代表一个 ______________ 为 A ， ____________ 为 Z 的原子。如 Na 表示一个 __________ 为 23 ， ____________ 为 11 的 Na 原子，也就是说，这个钠原子核内有 ____________ 个质子和 ____________ 个中子。 2 ．把具有 ____________ 和 ____________ 的一种 __________ 叫做核素。 __________ 相同而 __________ 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 ) 。 “ 同位 ” 即指核素的 ____________ 相同，在元素周期表中占 ____________ 。如 C 、 C 、 C 各为一种 ________________ 。它们都是碳的 ______________ ，质子数为 ______________ ，中子数为 ____________ 。同位素有的是天然存在的，而且相互间保持 ______________ 。 元素的相对原子质量，就是按照 ________________ 算出的平均值。同位素在日常生活、工农业生产和科学研究中有着重要的用途，如考古时利用 ____________ 测定一些文物的年代；利用 ____________ 和 ________________ 制造氢弹；利用 ________________ 释放的 ____________ 育种、治疗癌症和肿瘤等。 ● 问题探究 1 ．现代原子结构理论是如何认识原子结构的？ 提示： 除了肯定原子是由居于原子中心的带正电的密度极大的原子核和围绕原子核作高速运转的电子构成以外，还明确知道原子核是由带正电的质子和不带电的中子组成，还进一步研究出了质子和中子是由更小的基本粒子 —— 夸克构成。更重要的是用 “ 量子理论 ” 来解释了原子的结构和状态。而中学化学只是简单地用 “ 电子层 ” 的概念来很粗浅地说明了一点简单道理而已，要想了解更多更深的内容，得需要很多高等理论知识，这里只是知道还有我们暂时了解不到的内容。 2 ． 元素、原子、核素和同位素四个概念有什么区别和联系？ 提示： 元素是具有相同质子数 ( 核电荷数 ) 的同一类原子的总称，其决定因素是质子数；元素是一类原子的 “ 总称 ” ，只可以论种类，不能论个数，无质量数；元素的相对原子质量是由它的各种天然核素的相对原子质量与原子百分比计算出来的平均值。 核素，其实就是一种原子。而同位素，是质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素 ( 原子 ) 的互称，是不同核素 ( 原子 ) 的一种特殊关系，其决定因素是质子数和中子数；大多数的元素都有几种核素，存在同位素关系，所以导致了元素的相对原子质量是个平均值。 四个概念的关系可用下图表示： ● 细品教材 1 ． 质量数 (1) 定义：原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为 1 ，忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得的数值叫做质量数。 质量数 (A) ＝质子数 (Z) ＋中子数 (N) (2) 原子的表示形式：元素符号为 X 的某原子，其质子数为 Z ，质量数为 A ，则该原子的表示形式为 X 。组成原子的粒子间的关系为： (2) 同位素的特点： ① 相同质子数，不同中子数； ② 同种元素，不同原子； ③ 各同位素原子的化学性质基本相同； ④ 在天然存在的元素里，不论是游离态还是化合态，各同位素原子的含量一般是不变的； ⑤ 通常我们所说的元素的相对原子质量是按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值。 (4) 元素、核素、同位素之间的关系 【答案 】 　 A 【答案 】 　 B 【点拨】　 (1) 原子得失电子形成的阴、阳离子中，质子数和电子数不再相等，并且离子中也不一定含有电子，如 H ＋ 就没有电子。 (2) 有时题目中限定的是 “ 单核粒子 ” ，包括原子和离子，而不一定是 “ 原子 ” ，要注意加以区分。 (3) 要特别注意，并不是所有的核素核内都有中子，如 H 核内无中子。 【例 3 】　用 A. 质子数　 B ．中子数　 C ．核外电子数　 D ．最外层电子数　 E ．电子层数，填写下列空格。 (1) 同位素种类由 ________ 决定； (2) 元素种类由 ________ 决定； (3) 某元素有无同位素由 ________ 决定； (4) 核素相对原子质量由 ________ 决定； (5) 主族元素的化学性质主要由 ________ 决定； (6) 核电荷数由 ________ 决定； (7) 碱金属原子失电子能力相对强弱由 ________ 决定； (8) 原子得失电子能力相对强弱由 ________ 决定。 【解析 】 　 (1) 同位素种类的确定，既要确定元素 ( 质子数 ) ，又要确定核素 ( 中子数 ) 。 (2) 确定元素只需确定质子数。 (3) 某元素有无同位素，已经确定了元素，只要由中子数确定同位素即可。注意跟 (1) 的区别。 (4) 核素的相对原子质量的近似整数等于该核素的质量数，则由质子数和中子数决定。 (5) 主族元素最外层电子数决定元素原子得失电子的能力，即化学性质。 (6) 核电荷数＝质子数。 (7) 碱金属元素原子电子层数越多，失电子能力越强，故决定碱金属原子失电子能力相对强弱的因素是电子层数。 (8) 原子最外层电子数越少，失电子能力越强，最外层电子数越多，得电子能力越强；最外层电子数相同，电子层数越多，失电子能力越强，得电子能力越弱，故原子得失电子能力相对强弱由最外层电子数和电子层数决定。 【答案 】 　 (1)A 、 B 　 (2)A 　 (3)B 　 (4)A 、 B 　 (5)D 　 (6)A 　 (7)E 　 (8)D 、 E 【答案 】 　 D 【解析 】 　 本题考查了原子的组成与结构，质量数与质子数、中子数及核外电子数的关系。 【答案 】 　 B 【答案 】 　 C 2 ．原子的近似相对原子质量 ( 即质量数 ) 3 ．元素的相对原子质量 元素的相对原子质量等于该元素各种核素原子的相对原子质量与它们在元素原子中所占百分比乘积之和。即：元素的相对原子质量＝ Ar 1 · a % ＋ Ar 2 · b % ＋ … (A r 为各核素的相对原子质量， a % ， b % … 为各核素的原子百分比。 ) 氯元素的相对原子质量为： 34 ． 969 × 75.77% ＋ 36.966 × 24.23% ＝ 35.453 氯元素的近似相对原子质量为： 35 × 75.77% ＋ 37 × 24.23% ＝ 35.485 。 温馨提示： a % 、 b % 为各核素的原子个数百分比或物质的量分数，而不是质量分数。 【答案 】 　 B 【点拨】　 把握概念的内涵与外延，做到触类旁通。 硼有两种天然同位素 B 、 B ，硼元素的近似相对原子质量为 10.80 ，则对硼元素中 B 的质量分数判断正确的是 ( 　　 ) A ． 20% B ．略大于 20% C ．略小于 20% D ． 80% 【答案 】 　 C 现将某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下： 35 Cl 34.969 75.77% 35 Cl 35 75.77% 37 Cl 36.966 24.23% 37 Cl 37 24.23% 平均 35.453 平均 35.485 试回答下列问题： (1)34.969 表示 ________________________________________________________________________ ； (2)35.453 表示 ________________________________________________________________________ ； (3)35 表示 ________________________________________________________________________ ； (4)35.485 表示 ________________________________________________________________________ ； (5)24.23% 表示 ________________________________________________________________________ 。 【答案 】 　 (1) 35 Cl 的相对原子质量　 (2) 氯元素的相对原子质量　 (3) 35 Cl 的质量数　 (4) 氯元素的近似相对原子质量　 (5) 37 Cl 的原子个数百分比 4 ．同位素原子的来源不同，有的是天然的，有的是人造的，有的元素其各种同位素都是天然的，有的元素其各种同位素都是人造的。 5 ．天然、稳定存在的同位素，无论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子数目百分比一般是不变的。 6 ．同位素所属的元素种类相同 ( 即属同一元素的原子 ) ，但原子的种类不同 ( 即属于不同种原子 ) ，每一种原子也称为一种核素。 7 ．不同同位素构成的化合物是不同的化合物，如 H 2 O 、 D 2 O 、 T 2 O 的物理性质不同，化学性质几乎相同。