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鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 原子结构与元素性质备课课件ppt
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这是一份鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 原子结构与元素性质备课课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了课前自主学习，A-x-n，A-x+n，同位素，质子数，质子数和中子数，课堂合作探究，课堂素养达标等内容，欢迎下载使用。
学习任务一 原子核任务驱动：人类对原子结构的认识经历了一个漫长的、不断深化的过程。以前人们认为物质的最小组成微粒为原子。那么原子能否再分？原子又是怎样组成的呢？
1.原子的结构：(1)原子的构成。
(2)两个等量关系。①核电荷数=______________________；②质量数(A)=____________________。2.原子构成的表示方法：如 Cl表示一个质量数为37、质子数为17的氯原子。
核内质子数=核外电子数
质子数(Z)+中子数(N)
【想一想】考古中常用14C来测定年代，请计算14C的中子数是多少？提示：根据质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)，可知中子数等于14-6=8。【做一做】(1)AXn+共有x个电子，则N=______。(2)AXn-共有x个电子，则N=______。(3)A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-所含电子的物质的量为_________。
学习任务二 核素与同位素任务驱动： 同位素在日常生活、工农业生产和科学研究中具有很重要的用途，例如，利用放射性同位素给金属制品探伤、抑制马铃薯和洋葱等发芽，延长贮存保鲜期。在医疗方面，放射性同位素可用于疾病的诊断、治疗等。那么，什么是同位素呢？元素、核素、同位素有哪些区别与联系呢？
1.元素、核素、同位素的概念及其关系：
2.几种重要的核素：(1)制造氢弹的原料为___、___。(2)核反应堆的燃料为___。
【做一做】据报道，某些花岗岩会产生氡 Rn)，从而对人体产生伤害。请回答：(1)该原子的质量数是____，质子数是___，中子数是____。(2)研究发现，镭能蜕变为 Rn，故将 Rn称为镭射气；钍能蜕变为 Rn，故将 Rn称为钍射气；锕能蜕变为 Rn，故将 Rn称为锕射气 Rn Rn Rn互为_______。(3)由(2)可知，_______决定元素种类，_______________决定核素种类。
探究任务一 原子核【实验情境】物质是由分子、原子和离子构成的，而原子是化学变化中的最小微粒。
【问题探究】原子是电中性的，原子的质量主要集中在原子核上。(1)为什么原子是电中性的，而离子带有电荷？提示：原子核内质子带正电荷，中子不带电，因此，原子核带正电，且核电荷数等于质子数，而核外电子带负电荷。对于原子来说，质子数=核外电子数，正负电荷数相等，因此为电中性；离子是原子通过得失电子形成的，核外电子数不再等于质子数，因此离子是带电荷的。
(2)原子的相对原子质量与质量数有何关系？提示：因为电子的质量很小，可以忽略不计，因此原子的质量主要集中在原子核上。原子的相对原子质量近似地等于原子核中质子数和中子数之和。原子的相对原子质量= ≈= ≈Z+N原子的相对原子质量≈质量数=质子数+中子数。
【探究总结】原子的四个性质1.原子很小，原子核更小。2.电子的质量很小，原子的质量主要集中在原子核上。3.并不是所有原子都含有中子，如1H的中子数为0。4.质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)，该关系对原子和离子均适合；核电荷数(Z)=质子数=核外电子数只适用于中性原子。
【拓展提升】1.元素符号周围数字的意义：
2.原子、阳离子、阴离子的电性关系：
【探究训练】1.奶粉安全关系着千家万户。某公司生产销售的奶粉中检测出放射性 Cs。下列有关叙述正确的是( )A. Cs中的电子数为82 B. Cs中的中子数为82C.一个 Cs的质量约为137 gD. Cs+中的质子数为54【解析】选B。 Cs中的电子数=质子数=55，中子数为137-55=82，形成的 Cs+中的质子数不变，1 ml Cs的质量约为137 g。
【延伸探究】0.1 ml Cs Cl中质子数约为_______。提示：7.2NA。1个 Cs中质子数为55，一个 Cl中质子数为17，因此1 ml Cs Cl中所含质子为55 ml+17 ml=72 ml，则0.1 ml Cs Cl中的质子数约为7.2NA。
2.2017年，我国科学家在利用镓（ Ga)进行肿瘤的早期精准诊断方面取得重大突破。下列关于 Ga的说法正确的是( ) A. 质子数为31B. 中子数为68C. 质量数为99D. 核外电子数为37【解析】选A。A、因为在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数，由题意知该原子的核内质子数为31，故该原子的核电荷数为31，故A正确；B、中子数为68-31=37，故B错误；C、质量数为68，故C错误；D、核外电子数为31，故D错误。
3.(2020·潍坊高一检测)以下同学对原子结构的认识错误的是( )
【解析】选C。元素是一类原子，核素是一种原子，有些元素含有多种原子，所以原子的种类大于元素的种类，A正确。原子是由原子核和电子构成，原子核的质量比电子大很多倍，所以原子的质量主要集中在原子核上，B正确。不是所有的原子都含有中子，如 H，C错误。质子数相同而中子数不同的原子互称同位素，12C、13C质子数相同中子数不同，所以是同位素，D正确。
4.下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是( )A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等
【解析】选C。A.根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体含有相同的分子数，即气体的物质的量相同，但由于12C18O与14N2摩尔质量不相等，故质量不相等，密度也不相等。B.二者都是双原子分子，原子数相等时二者的物质的量相等，二者所含中子数不相等，1个12C18O分子含有16个中子，1个14N2分子含有14个中子。C.同温同压下，同体积的气体的物质的量相等，且1分子12C18O与14N2中均含有14个电子，故12C18O与14N2具有的电子数相等。D.12C18O与14N2质子数相等，质量相等的二者物质的量不相等，含有的质子数也不相等。
5.我国是世界上研究超导技术比较先进的国家，在高温超导材料中，铊(Tl)是重要成分之一。若已知一种铊(Tl)原子的质子数为81，质量数为208。则：(1)该种元素的原子核内中子数为_______，核外电子数为_______，核内的中子数与核外电子数之差为___________________________。(2)下列有关叙述正确的是_______。 A.208Tl与208Tl3+互为同位素B.208Tl与211Tl互为同素异形体C.208Tl与211Tl具有相同的中子数D.208Tl与211Tl具有相同的质子数
(3)据媒体报道，某大学一化学专业学生发生急性铊中毒事件，再次引起人们对铊盐的密切关注。结合题意和铊中毒事件，说出你对铊元素的认识：__________________。
【解析】(1)根据原子符号 X知，Z表示的是质子数，A表示的是质量数，由此可知该种元素的原子核内中子数为127，核外电子数为81，核内的中子数与核外电子数之差为46。(2)208Tl与211Tl具有相同的质子数和不同的中子数，故其互为同位素，则A、B 、C都错误。答案：(1)127 81 46 (2)D (3)由资料提供的信息我们可以看出，铊元素给人们既带来好处，也带来危害，因此我们要合理利用铊元素，为人类造福，避免铊元素给我们的生活、身体带来害处(合理即可)
探究任务二 核素与同位素【问题情境】下图是三种核素的结构示意图。
【问题探究】(1)元素种类由哪些因素决定？核素由哪些因素决定？元素、原子、核素的关系如何表示？提示：元素由原子核内质子数决定，核素由原子核内质子数和中子数共同决定。元素、原子、核素的关系可以表示为
(2)上图中有几种元素？几种核素？这些核素之间属于何种关系？提示：上图中有1种元素，3种核素，这3种核素是同一元素的不同核素，故互称同位素。(3)到目前为止，人类发现的元素有118种，能否说明发现了118种原子？请阐述理由。提示：不能。因为同一种元素存在不同种核素，故人类发现的原子远多于118种。
【探究总结】1.一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.元素、核素、同位素、同素异形体的联系：
3.同位素是同一种元素的不同核素之间的互相称谓，不指具体原子，如 O O O互为同位素。
【拓展提升】几种相对原子质量1.原子(核素)的相对原子质量：某种原子的真实质量与 C原子真实质量的1/12的比值。2.原子的近似相对原子质量：原子的近似相对原子质量就是该原子的质量数。3.元素的相对原子质量：是指该元素各种天然、稳定的核素的相对原子质量与其所占原子个数百分比(也称“丰度”)乘积之和。4.元素的近似相对原子质量：是指各核素的质量数与其所占原子个数百分比乘积之和。
【典例】在闻名遐迩的风景名山庐山，有一种奇特的自然现象——佛灯(或称圣灯、神灯)，即民间所说的“鬼火”，千百年来闪烁变幻，是一种罕见的自然奇观。很多研究者认为佛灯是山中千百年来死去的动物骨骼中所含的磷元素，或含磷地层释放出来的磷元素，在空气中自燃造成的。下列有关磷元素的说法正确的是( )A.32P的原子核内含有32个质子B.32P和31P的质量数不同，而中子数相同C.32P和31P的质子数相同，而核外电子数不同D.32P是磷元素的一种核素，化学性质和31P基本相同
【解题指南】解答本题需要注意以下两点：(1)同一种元素的不同种核素的质子数相同。(2)决定元素化学性质的是原子的核外电子数。【解析】选D。决定元素化学性质的是原子的核外电子数，而核外电子数=核内质子数，32P和31P的原子核内均含15个质子，核外电子排布都为2、8、5，故二者化学性质基本相同；化学变化中只有原子核外的电子数发生变化。
【探究训练】1.下列叙述错误的是( )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，它们的质子数相等C.14C和14N的质量数相等，它们的中子数不相等D.6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等
【解题指南】解答本题需注意以下两点：(1)同位素的概念：核电荷数相同的一类原子。(2)A=Z+N。【解析】选D。13C和14C质子数均为6，中子数分别为7和8，互为同位素，故A正确；1H和2H质子数均为1，属于不同的核素，故B正确；14C和14N的质量数均为14，中子数分别为8和7，故C正确；6Li和7Li的电子数均为3，由于质量数不相同，故中子数一定不相同，故D错误。
2.下列说法不正确的是( )①质子数相同的粒子一定属于同一种元素②同位素的性质几乎相同③质子数相同、电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子④电子数相同的粒子不一定属于同一种元素⑤一种元素只能有一种质量数⑥某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数A. ②④⑤⑥ B. ①②④⑤C. ①②⑤⑥D. ③④⑤⑥
【解析】选C。①质子数相同的粒子不一定属于同一种元素，例如水分子和甲烷分子，①不正确；②同位素的化学性质几乎相同，物理性质不同，②不正确；③由于中性微粒中，质子数=核外电子数，所以质子数相同、电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子，③正确；④电子数相同的粒子不一定属于同一种元素，例如水分子和甲烷分子都是10 电子微粒，④正确；⑤一种元素可能有同位素，所以不止有一种质量数，⑤不正确；⑥原子核中质子数和中子数之和称为质量数，⑥不正确。
3.(2020·青岛高一检测)下列说法正确的是( )A. H、 H 、 H三种核素的化学性质不同B.16O2、18O2互为同位素C.14N、14C两种核素的中子数相同，质子数不同D.白磷与红磷是磷元素的两种同素异形体
【解析】选D。同位素的物理性质不同，化学性质相同，A错误； 16O2、18O2是单质，不是原子，不为同位素，B错误；中子数=质量数-质子数，14N、14C两种核素的中子数不同，C错误；红磷与白磷都是由磷元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，D正确。
4.微量元素硒(Se)对人体有保健作用，是人体必需微量元素。下列关于 Se和 Se的说法正确的是( )A. Se和 Se互为同素异形体B. Se和 Se互为同位素C. Se和 Se分别含有44个和46个质子D. Se和 Se都含有34个中子
【解析】选B。由硒元素 Se和 Se可知，该元素是含有相同质子数不同中子数的同种元素；其中 Se的质子数为34，中子数为44；Se的质子数为34，中子数为46；故B项正确；根据同素异形体的定义“由同种元素构成的不同单质互为同素异形体”可知A错。
5.有 O、 O、 O；②H2、D2、T2；③石墨、金刚石；H、 H、 H四组微粒或物质，回答下列问题：(1)互为同位素的是___________； (2)互为同素异形体的是_______________； (3)由①和④中微粒能结合成含三个原子的化合物，这些化合物的相对分子质量可能是______，可能形成的水分子有 种。
【解析】同位素指的是质子数相同，而中子数不同的同一元素的不同核素之间的互称；而同素异形体指的是同一种元素形成的不同种单质。利用数学上的最大值与最小值的区间思想，可以算出水的相对分子质量可能是18、19、20、21、22、23、24。由①和④中微粒结合成的化合物为水，以 O为例，可能形成如下六种水； ，则 O O同理，也分别形成6种水，一共18种。答案：(1)①④ (2)③(3)18、19、20、21、22、23、24 18
1.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是三种化学性质完全不同的粒子D.①②③具有相同的质量数【解析】选A。根据图象 表示质子或电子， 表示中子可知，①②③的质子数都是1，中子数分别为0、1、2，故①②③三种原子都是氢原子，分别是H、D、T，它们彼此互为同位素，则A项正确，B项错误；同位素之间化学性质相似，但是物理性质不同，C项错误；同位素之间质子数和核电荷数相同，但是质量数并不相同，D项错误。
2.科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数为118、中子数为175的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差为( )A.57 B.47 C.61 D.293【解析】选A。中性原子中，核内质子数等于核外电子数，则该元素原子核内的中子数与核外电子数之差为175-118=57。
【补偿训练】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.13Al B.13Al C.13C D.13C【解析】选C。根据题意，该粒子含有6个质子，电荷为0，可知该粒子为原子，为6号元素，是碳，质量数为质子数加中子数，为13。
3.(2020·高密高一检测)下列互为同位素的是( )A. Mg和 Mg B.O2和O3C.NO和NO2D.H2O和H2O2【解析】选A。 Mg和 Mg是同一种元素组成的不同核素，A对；O2和O3是氧元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，B错；NO和NO2是氮的两种氧化物，不属于同位素，C错；H2O和H2O2是氢的两种氧化物，不属于同位素，D错。
【补偿训练】由 H和 O组成的11 g水中，含有的中子的物质的量为( )A.4.5 ml B.5 ml C.5.5 ml D.6 ml【解析】选D。由 H和 O组成水的相对分子质量为22，1 ml 2 含12 ml中子，故11 g水中含有中子的物质的量为 ×12=6 ml。
4.(2020·德州高一检测)我国科学家首次合成了三种新核素，其中一种的名称是铪-185（ Hf)。关于铪-185的说法正确的是( )A.铪-185的原子核内有72个电子B.其中子数比电子数多41C.是铪-180的一种新的同素异形体D.铪-185的原子核内有185个质子
【解析】选B。原子核是由质子和中子构成的，无电子，A错； Hf中子数=185-72=113，113-72=41，B对；因两者的质子数都是72，中子数不同，则互为同位素，同素异形体必须是单质，C错； Hf的质量数为185，质子数为72，D错。
5.YBa2Cu8Ox(Y为钇元素)是磁悬浮列车中的重要超导材料，关于 Y的说法，不正确的是( )A.元素钇的原子序数为39B.质子数与中子数之差为50C.原子的核外电子数是39D. Y和 Y是两种不同的核素【解析】选B。由 Y知 Y的质子数为39，中子数为89-39=50，由原子序数=质子数=核外电子数，知A项、C项正确；质子数与中子数之差应为11，B项错误。
6.(2020·枣庄高一检测)13C-NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析，15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，下列有关13C、15N的叙述正确的是( )A.13C与15N具有相同的中子数B.13C与14C的核外电子排布不同C.15N与14N互为同位素D.15N的核外电子数与中子数相同
【解析】选C。13C与15N的中子数分别为13-6=7、15-7=8，二者含有中子数不同，A错误；13C与14C互为同位素，其原子的核外电子总数=核电荷数=原子序数，则二者核外电子排布完全相同，B错误；15N与14N都是N元素的不同原子，二者互为同位素，C正确；15N的核外电子数=核电荷数=7，其中子数为15-7=8，其核外电子数与中子数不同，D错误。
【方法规律】同位素和同素异形体判断规律(1)同位素——同一元素形成不同的核素(原子)。(2)同素异形体——同一元素形成不同的单质。
7.质量数为A，核内中子数为N的R2+与16O所形成的W g氧化物中所含质子的物质的量为( )A. (A-N+8)ml B. (A-N+10)mlC.(A-N+8)mlD. (A-N+6)ml【解析】选A。质量数为A，核内中子数为N的R2+的质子数为(A-N)，与其所带的电荷数无关，但R2+的电子数为(A-N-2)，却与R2+所带的电荷数有关。因R2+的氧化物为RO，1 ml RO所含的质子数为(A-N+8)ml，则W g RO所含的质子数为 (A-N+8)ml。
8.由德、法、英及波兰等多国科学家组成的科研小组，通过试验获得了6个罕见的Fe-45原子，接着他们观测到这6个原子中有4个发生了双质子衰变，从而证实了此前已有的双质子衰变理论，即由一个原子核同时放出两个质子的衰变方式，下列关于 Fe的说法中正确的是( )A. Fe中的中子数和质子数之差为3B. Fe是一种新元素C. Fe与 Fe的化学性质相同D. Fe衰变放出两个质子后变成 Fe
【解析】选C。 Fe中的中子数=质量数-质子数=45-26=19，和质子数之差为7； Fe不是一种新元素，而是铁的一种同位素 Fe与 Fe属于同一种元素，物理性质不同，但化学性质相同 Fe衰变放出两个质子后不再是铁，而是变成24号元素。
9.用下面的原子或离子结构示意图的编号(A、B、C、D)填空：(1)电子层排布相同的是___________________________； (2)属于同种元素的是_____________________________； (3)属于金属元素的是_____________________________；
(4)属于稀有气体元素的是_______，稀有气体一般不参加化学反应的原因是_______________________________________； (5)写出D参加化学反应后所得离子的结构示意图_______。
【解析】电子层排布相同是指电子层数和各电子层上的电子数均相同；决定元素种类的是核内质子数，即核电荷数；金属元素原子的最外电子层上的电子数一般较少；稀有气体原子最外电子层上一般为8个电子，He最外层为2个电子，已达稳定结构。答案：(1)BC (2)AB (3)D (4)C 原子的最外层电子已达到8(或2)个电子稳定结构，既不易得电子也不易失电子，所以一般不参加化学反应(5)
【方法规律】判断微粒中质子数、电子数关系的方法微粒中质子数等于微粒中各原子中的质子数与原子个数乘积的和，即微粒中的质子数=∑(原子中质子数×原子个数)，再根据微粒所带电荷算出电子数。分子：电子数=质子数阳离子：电子数=质子数-阳离子的电荷数阴离子：电子数=质子数+|阴离子的电荷数|如N 的质子数=7+1×4=11，电子数=11-1=10。
10.现有下列9种微粒 、 、 、 、 、 Fe2+、 Fe3+、 O2、 O3。按要求完成以下各题：(1) 、 、 分别是氢元素的一种______，它们互为___________。 (2)互为同素异形体的微粒是_______。 (3) Fe2+的中子数为_______，核外电子数为_______________。 (4)上述9种微粒中有_______种核素，含有_______种元素。
学习任务一 原子核任务驱动：人类对原子结构的认识经历了一个漫长的、不断深化的过程。以前人们认为物质的最小组成微粒为原子。那么原子能否再分？原子又是怎样组成的呢？
1.原子的结构：(1)原子的构成。
(2)两个等量关系。①核电荷数=______________________；②质量数(A)=____________________。2.原子构成的表示方法：如 Cl表示一个质量数为37、质子数为17的氯原子。
核内质子数=核外电子数
质子数(Z)+中子数(N)
【想一想】考古中常用14C来测定年代，请计算14C的中子数是多少？提示：根据质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)，可知中子数等于14-6=8。【做一做】(1)AXn+共有x个电子，则N=______。(2)AXn-共有x个电子，则N=______。(3)A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-所含电子的物质的量为_________。
学习任务二 核素与同位素任务驱动： 同位素在日常生活、工农业生产和科学研究中具有很重要的用途，例如，利用放射性同位素给金属制品探伤、抑制马铃薯和洋葱等发芽，延长贮存保鲜期。在医疗方面，放射性同位素可用于疾病的诊断、治疗等。那么，什么是同位素呢？元素、核素、同位素有哪些区别与联系呢？
1.元素、核素、同位素的概念及其关系：
2.几种重要的核素：(1)制造氢弹的原料为___、___。(2)核反应堆的燃料为___。
【做一做】据报道，某些花岗岩会产生氡 Rn)，从而对人体产生伤害。请回答：(1)该原子的质量数是____，质子数是___，中子数是____。(2)研究发现，镭能蜕变为 Rn，故将 Rn称为镭射气；钍能蜕变为 Rn，故将 Rn称为钍射气；锕能蜕变为 Rn，故将 Rn称为锕射气 Rn Rn Rn互为_______。(3)由(2)可知，_______决定元素种类，_______________决定核素种类。
探究任务一 原子核【实验情境】物质是由分子、原子和离子构成的，而原子是化学变化中的最小微粒。
【问题探究】原子是电中性的，原子的质量主要集中在原子核上。(1)为什么原子是电中性的，而离子带有电荷？提示：原子核内质子带正电荷，中子不带电，因此，原子核带正电，且核电荷数等于质子数，而核外电子带负电荷。对于原子来说，质子数=核外电子数，正负电荷数相等，因此为电中性；离子是原子通过得失电子形成的，核外电子数不再等于质子数，因此离子是带电荷的。
(2)原子的相对原子质量与质量数有何关系？提示：因为电子的质量很小，可以忽略不计，因此原子的质量主要集中在原子核上。原子的相对原子质量近似地等于原子核中质子数和中子数之和。原子的相对原子质量= ≈= ≈Z+N原子的相对原子质量≈质量数=质子数+中子数。
【探究总结】原子的四个性质1.原子很小，原子核更小。2.电子的质量很小，原子的质量主要集中在原子核上。3.并不是所有原子都含有中子，如1H的中子数为0。4.质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)，该关系对原子和离子均适合；核电荷数(Z)=质子数=核外电子数只适用于中性原子。
【拓展提升】1.元素符号周围数字的意义：
2.原子、阳离子、阴离子的电性关系：
【探究训练】1.奶粉安全关系着千家万户。某公司生产销售的奶粉中检测出放射性 Cs。下列有关叙述正确的是( )A. Cs中的电子数为82 B. Cs中的中子数为82C.一个 Cs的质量约为137 gD. Cs+中的质子数为54【解析】选B。 Cs中的电子数=质子数=55，中子数为137-55=82，形成的 Cs+中的质子数不变，1 ml Cs的质量约为137 g。
【延伸探究】0.1 ml Cs Cl中质子数约为_______。提示：7.2NA。1个 Cs中质子数为55，一个 Cl中质子数为17，因此1 ml Cs Cl中所含质子为55 ml+17 ml=72 ml，则0.1 ml Cs Cl中的质子数约为7.2NA。
2.2017年，我国科学家在利用镓（ Ga)进行肿瘤的早期精准诊断方面取得重大突破。下列关于 Ga的说法正确的是( ) A. 质子数为31B. 中子数为68C. 质量数为99D. 核外电子数为37【解析】选A。A、因为在原子中，核电荷数=质子数=核外电子数，由题意知该原子的核内质子数为31，故该原子的核电荷数为31，故A正确；B、中子数为68-31=37，故B错误；C、质量数为68，故C错误；D、核外电子数为31，故D错误。
3.(2020·潍坊高一检测)以下同学对原子结构的认识错误的是( )
【解析】选C。元素是一类原子，核素是一种原子，有些元素含有多种原子，所以原子的种类大于元素的种类，A正确。原子是由原子核和电子构成，原子核的质量比电子大很多倍，所以原子的质量主要集中在原子核上，B正确。不是所有的原子都含有中子，如 H，C错误。质子数相同而中子数不同的原子互称同位素，12C、13C质子数相同中子数不同，所以是同位素，D正确。
4.下列关于同温同压下的两种气体12C18O和14N2的判断正确的是( )A.体积相等时密度相等B.原子数相等时具有的中子数相等C.体积相等时具有的电子数相等D.质量相等时具有的质子数相等
【解析】选C。A.根据阿伏加德罗定律，同温同压下，同体积的任何气体含有相同的分子数，即气体的物质的量相同，但由于12C18O与14N2摩尔质量不相等，故质量不相等，密度也不相等。B.二者都是双原子分子，原子数相等时二者的物质的量相等，二者所含中子数不相等，1个12C18O分子含有16个中子，1个14N2分子含有14个中子。C.同温同压下，同体积的气体的物质的量相等，且1分子12C18O与14N2中均含有14个电子，故12C18O与14N2具有的电子数相等。D.12C18O与14N2质子数相等，质量相等的二者物质的量不相等，含有的质子数也不相等。
5.我国是世界上研究超导技术比较先进的国家，在高温超导材料中，铊(Tl)是重要成分之一。若已知一种铊(Tl)原子的质子数为81，质量数为208。则：(1)该种元素的原子核内中子数为_______，核外电子数为_______，核内的中子数与核外电子数之差为___________________________。(2)下列有关叙述正确的是_______。 A.208Tl与208Tl3+互为同位素B.208Tl与211Tl互为同素异形体C.208Tl与211Tl具有相同的中子数D.208Tl与211Tl具有相同的质子数
(3)据媒体报道，某大学一化学专业学生发生急性铊中毒事件，再次引起人们对铊盐的密切关注。结合题意和铊中毒事件，说出你对铊元素的认识：__________________。
【解析】(1)根据原子符号 X知，Z表示的是质子数，A表示的是质量数，由此可知该种元素的原子核内中子数为127，核外电子数为81，核内的中子数与核外电子数之差为46。(2)208Tl与211Tl具有相同的质子数和不同的中子数，故其互为同位素，则A、B 、C都错误。答案：(1)127 81 46 (2)D (3)由资料提供的信息我们可以看出，铊元素给人们既带来好处，也带来危害，因此我们要合理利用铊元素，为人类造福，避免铊元素给我们的生活、身体带来害处(合理即可)
探究任务二 核素与同位素【问题情境】下图是三种核素的结构示意图。
【问题探究】(1)元素种类由哪些因素决定？核素由哪些因素决定？元素、原子、核素的关系如何表示？提示：元素由原子核内质子数决定，核素由原子核内质子数和中子数共同决定。元素、原子、核素的关系可以表示为
(2)上图中有几种元素？几种核素？这些核素之间属于何种关系？提示：上图中有1种元素，3种核素，这3种核素是同一元素的不同核素，故互称同位素。(3)到目前为止，人类发现的元素有118种，能否说明发现了118种原子？请阐述理由。提示：不能。因为同一种元素存在不同种核素，故人类发现的原子远多于118种。
【探究总结】1.一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.元素、核素、同位素、同素异形体的联系：
3.同位素是同一种元素的不同核素之间的互相称谓，不指具体原子，如 O O O互为同位素。
【拓展提升】几种相对原子质量1.原子(核素)的相对原子质量：某种原子的真实质量与 C原子真实质量的1/12的比值。2.原子的近似相对原子质量：原子的近似相对原子质量就是该原子的质量数。3.元素的相对原子质量：是指该元素各种天然、稳定的核素的相对原子质量与其所占原子个数百分比(也称“丰度”)乘积之和。4.元素的近似相对原子质量：是指各核素的质量数与其所占原子个数百分比乘积之和。
【典例】在闻名遐迩的风景名山庐山，有一种奇特的自然现象——佛灯(或称圣灯、神灯)，即民间所说的“鬼火”，千百年来闪烁变幻，是一种罕见的自然奇观。很多研究者认为佛灯是山中千百年来死去的动物骨骼中所含的磷元素，或含磷地层释放出来的磷元素，在空气中自燃造成的。下列有关磷元素的说法正确的是( )A.32P的原子核内含有32个质子B.32P和31P的质量数不同，而中子数相同C.32P和31P的质子数相同，而核外电子数不同D.32P是磷元素的一种核素，化学性质和31P基本相同
【解题指南】解答本题需要注意以下两点：(1)同一种元素的不同种核素的质子数相同。(2)决定元素化学性质的是原子的核外电子数。【解析】选D。决定元素化学性质的是原子的核外电子数，而核外电子数=核内质子数，32P和31P的原子核内均含15个质子，核外电子排布都为2、8、5，故二者化学性质基本相同；化学变化中只有原子核外的电子数发生变化。
【探究训练】1.下列叙述错误的是( )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，它们的质子数相等C.14C和14N的质量数相等，它们的中子数不相等D.6Li和7Li的电子数相等，中子数也相等
【解题指南】解答本题需注意以下两点：(1)同位素的概念：核电荷数相同的一类原子。(2)A=Z+N。【解析】选D。13C和14C质子数均为6，中子数分别为7和8，互为同位素，故A正确；1H和2H质子数均为1，属于不同的核素，故B正确；14C和14N的质量数均为14，中子数分别为8和7，故C正确；6Li和7Li的电子数均为3，由于质量数不相同，故中子数一定不相同，故D错误。
2.下列说法不正确的是( )①质子数相同的粒子一定属于同一种元素②同位素的性质几乎相同③质子数相同、电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子④电子数相同的粒子不一定属于同一种元素⑤一种元素只能有一种质量数⑥某种元素的相对原子质量取整数，就是其质量数A. ②④⑤⑥ B. ①②④⑤C. ①②⑤⑥D. ③④⑤⑥
【解析】选C。①质子数相同的粒子不一定属于同一种元素，例如水分子和甲烷分子，①不正确；②同位素的化学性质几乎相同，物理性质不同，②不正确；③由于中性微粒中，质子数=核外电子数，所以质子数相同、电子数也相同的粒子，不可能是一种分子和一种离子，③正确；④电子数相同的粒子不一定属于同一种元素，例如水分子和甲烷分子都是10 电子微粒，④正确；⑤一种元素可能有同位素，所以不止有一种质量数，⑤不正确；⑥原子核中质子数和中子数之和称为质量数，⑥不正确。
3.(2020·青岛高一检测)下列说法正确的是( )A. H、 H 、 H三种核素的化学性质不同B.16O2、18O2互为同位素C.14N、14C两种核素的中子数相同，质子数不同D.白磷与红磷是磷元素的两种同素异形体
【解析】选D。同位素的物理性质不同，化学性质相同，A错误； 16O2、18O2是单质，不是原子，不为同位素，B错误；中子数=质量数-质子数，14N、14C两种核素的中子数不同，C错误；红磷与白磷都是由磷元素形成的不同物质，都是单质，互为同素异形体，D正确。
4.微量元素硒(Se)对人体有保健作用，是人体必需微量元素。下列关于 Se和 Se的说法正确的是( )A. Se和 Se互为同素异形体B. Se和 Se互为同位素C. Se和 Se分别含有44个和46个质子D. Se和 Se都含有34个中子
【解析】选B。由硒元素 Se和 Se可知，该元素是含有相同质子数不同中子数的同种元素；其中 Se的质子数为34，中子数为44；Se的质子数为34，中子数为46；故B项正确；根据同素异形体的定义“由同种元素构成的不同单质互为同素异形体”可知A错。
5.有 O、 O、 O；②H2、D2、T2；③石墨、金刚石；H、 H、 H四组微粒或物质，回答下列问题：(1)互为同位素的是___________； (2)互为同素异形体的是_______________； (3)由①和④中微粒能结合成含三个原子的化合物，这些化合物的相对分子质量可能是______，可能形成的水分子有 种。
【解析】同位素指的是质子数相同，而中子数不同的同一元素的不同核素之间的互称；而同素异形体指的是同一种元素形成的不同种单质。利用数学上的最大值与最小值的区间思想，可以算出水的相对分子质量可能是18、19、20、21、22、23、24。由①和④中微粒结合成的化合物为水，以 O为例，可能形成如下六种水； ，则 O O同理，也分别形成6种水，一共18种。答案：(1)①④ (2)③(3)18、19、20、21、22、23、24 18
1.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是三种化学性质完全不同的粒子D.①②③具有相同的质量数【解析】选A。根据图象 表示质子或电子， 表示中子可知，①②③的质子数都是1，中子数分别为0、1、2，故①②③三种原子都是氢原子，分别是H、D、T，它们彼此互为同位素，则A项正确，B项错误；同位素之间化学性质相似，但是物理性质不同，C项错误；同位素之间质子数和核电荷数相同，但是质量数并不相同，D项错误。
2.科学家将两种元素铅和氪的原子核对撞，获得了一种质子数为118、中子数为175的超重元素，该元素原子核内的中子数与核外电子数之差为( )A.57 B.47 C.61 D.293【解析】选A。中性原子中，核内质子数等于核外电子数，则该元素原子核内的中子数与核外电子数之差为175-118=57。
【补偿训练】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.13Al B.13Al C.13C D.13C【解析】选C。根据题意，该粒子含有6个质子，电荷为0，可知该粒子为原子，为6号元素，是碳，质量数为质子数加中子数，为13。
3.(2020·高密高一检测)下列互为同位素的是( )A. Mg和 Mg B.O2和O3C.NO和NO2D.H2O和H2O2【解析】选A。 Mg和 Mg是同一种元素组成的不同核素，A对；O2和O3是氧元素组成的结构不同的单质，互为同素异形体，B错；NO和NO2是氮的两种氧化物，不属于同位素，C错；H2O和H2O2是氢的两种氧化物，不属于同位素，D错。
【补偿训练】由 H和 O组成的11 g水中，含有的中子的物质的量为( )A.4.5 ml B.5 ml C.5.5 ml D.6 ml【解析】选D。由 H和 O组成水的相对分子质量为22，1 ml 2 含12 ml中子，故11 g水中含有中子的物质的量为 ×12=6 ml。
4.(2020·德州高一检测)我国科学家首次合成了三种新核素，其中一种的名称是铪-185（ Hf)。关于铪-185的说法正确的是( )A.铪-185的原子核内有72个电子B.其中子数比电子数多41C.是铪-180的一种新的同素异形体D.铪-185的原子核内有185个质子
【解析】选B。原子核是由质子和中子构成的，无电子，A错； Hf中子数=185-72=113，113-72=41，B对；因两者的质子数都是72，中子数不同，则互为同位素，同素异形体必须是单质，C错； Hf的质量数为185，质子数为72，D错。
5.YBa2Cu8Ox(Y为钇元素)是磁悬浮列车中的重要超导材料，关于 Y的说法，不正确的是( )A.元素钇的原子序数为39B.质子数与中子数之差为50C.原子的核外电子数是39D. Y和 Y是两种不同的核素【解析】选B。由 Y知 Y的质子数为39，中子数为89-39=50，由原子序数=质子数=核外电子数，知A项、C项正确；质子数与中子数之差应为11，B项错误。
6.(2020·枣庄高一检测)13C-NMR(核磁共振)可用于含碳化合物的结构分析，15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，下列有关13C、15N的叙述正确的是( )A.13C与15N具有相同的中子数B.13C与14C的核外电子排布不同C.15N与14N互为同位素D.15N的核外电子数与中子数相同
【解析】选C。13C与15N的中子数分别为13-6=7、15-7=8，二者含有中子数不同，A错误；13C与14C互为同位素，其原子的核外电子总数=核电荷数=原子序数，则二者核外电子排布完全相同，B错误；15N与14N都是N元素的不同原子，二者互为同位素，C正确；15N的核外电子数=核电荷数=7，其中子数为15-7=8，其核外电子数与中子数不同，D错误。
【方法规律】同位素和同素异形体判断规律(1)同位素——同一元素形成不同的核素(原子)。(2)同素异形体——同一元素形成不同的单质。
7.质量数为A，核内中子数为N的R2+与16O所形成的W g氧化物中所含质子的物质的量为( )A. (A-N+8)ml B. (A-N+10)mlC.(A-N+8)mlD. (A-N+6)ml【解析】选A。质量数为A，核内中子数为N的R2+的质子数为(A-N)，与其所带的电荷数无关，但R2+的电子数为(A-N-2)，却与R2+所带的电荷数有关。因R2+的氧化物为RO，1 ml RO所含的质子数为(A-N+8)ml，则W g RO所含的质子数为 (A-N+8)ml。
8.由德、法、英及波兰等多国科学家组成的科研小组，通过试验获得了6个罕见的Fe-45原子，接着他们观测到这6个原子中有4个发生了双质子衰变，从而证实了此前已有的双质子衰变理论，即由一个原子核同时放出两个质子的衰变方式，下列关于 Fe的说法中正确的是( )A. Fe中的中子数和质子数之差为3B. Fe是一种新元素C. Fe与 Fe的化学性质相同D. Fe衰变放出两个质子后变成 Fe
【解析】选C。 Fe中的中子数=质量数-质子数=45-26=19，和质子数之差为7； Fe不是一种新元素，而是铁的一种同位素 Fe与 Fe属于同一种元素，物理性质不同，但化学性质相同 Fe衰变放出两个质子后不再是铁，而是变成24号元素。
9.用下面的原子或离子结构示意图的编号(A、B、C、D)填空：(1)电子层排布相同的是___________________________； (2)属于同种元素的是_____________________________； (3)属于金属元素的是_____________________________；
(4)属于稀有气体元素的是_______，稀有气体一般不参加化学反应的原因是_______________________________________； (5)写出D参加化学反应后所得离子的结构示意图_______。
【解析】电子层排布相同是指电子层数和各电子层上的电子数均相同；决定元素种类的是核内质子数，即核电荷数；金属元素原子的最外电子层上的电子数一般较少；稀有气体原子最外电子层上一般为8个电子，He最外层为2个电子，已达稳定结构。答案：(1)BC (2)AB (3)D (4)C 原子的最外层电子已达到8(或2)个电子稳定结构，既不易得电子也不易失电子，所以一般不参加化学反应(5)
【方法规律】判断微粒中质子数、电子数关系的方法微粒中质子数等于微粒中各原子中的质子数与原子个数乘积的和，即微粒中的质子数=∑(原子中质子数×原子个数)，再根据微粒所带电荷算出电子数。分子：电子数=质子数阳离子：电子数=质子数-阳离子的电荷数阴离子：电子数=质子数+|阴离子的电荷数|如N 的质子数=7+1×4=11，电子数=11-1=10。
10.现有下列9种微粒 、 、 、 、 、 Fe2+、 Fe3+、 O2、 O3。按要求完成以下各题：(1) 、 、 分别是氢元素的一种______，它们互为___________。 (2)互为同素异形体的微粒是_______。 (3) Fe2+的中子数为_______，核外电子数为_______________。 (4)上述9种微粒中有_______种核素，含有_______种元素。
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