高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 原子结构与元素性质课文内容课件ppt

这是一份高中化学鲁科版 (2019)必修 第二册第1节 原子结构与元素性质课文内容课件ppt，共60页。PPT课件主要包含了必备知识·自主学习，质量数，氢元素的三种核素，放射性，同位素，放射源，关键能力·合作学习，2电性关系，课堂小结，课堂检测·素养达标等内容，欢迎下载使用。
一、原子构成1.原子及其构成微粒
3.原子构成的表示方法一般用符号 表示,字母表示意义如下:
　 【自主探索】生物体在生命存续期间保留的一种碳原子——碳-14( )会在其死亡后衰变,测量考古遗址中发现的遗物里碳-14的数量,可以推断出它的存在年代。 你知道碳-14的“14”是什么含义吗?这种碳原子的质子数、中子数、核外电子数分别是多少?提示:碳-14的“14”是指这种碳原子的质量数为14,此碳原子的质子数为6、中子数为8、核外电子数为6。
二、元素、核素和同位素1.概念辨析
3.几种重要核素的应用
4.同位素的分类和特点(1)分类①同位素分为_____同位素和_______同位素。②放射性同位素的应用:_______示踪(如 )和用作_______。(2)特点①同位素的_____性质基本相同,_____性质有一定差别。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。
　 【自主探索】 (教材二次开发)教材中叙述 互为同位素”那么这三种核素的中子数分别是多少?提示:根据中子数=质量数-质子数可以计算 的中子数分别为142、143、146。
　知识点一　原子构成及原子各微粒之间的关系 1.原子的构成:构成原子的基本微粒是质子、中子和电子。三种微粒的性质、作用及相互关系如下:
2.微粒间的关系(1)质量关系质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。
【特别警示】(1)原子中不一定含有中子,且中子数不一定等于质子数,如 。(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)同种元素的原子与其相应离子的质量数相等,如23Na与23Na+。(4)质子数相同的微粒不一定属于同一元素,如Ne和H2O。
　【合作探究】(1)(思维升华)原子为什么显电中性,而离子带有电荷?(宏观辨识与微观探析)提示:因为原子核所带正电荷数与核外电子所带负电荷数相等。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)(情境应用)钋是一种银白色金属,能在黑暗中发光,由著名科学家居里夫人与丈夫皮埃尔·居里于1898年在沥青铀矿中发现,为了纪念居里夫人的祖国波兰,两人将这种元素命名为钋,是世界上最毒的物质之一。其中 是钋元素的一种核素,则 质子数、中子数和核外电子数分别是多少?(宏观辨识与微观探析)提示:根据核素符号的含义,可以判断此核素的质子数为84、质量数为210,因此中子数为210-84=126,核外电子数=质子数=84。
【典例示范】 【典例】(2020·威海高一检测)已知阴离子R2-的原子核内有x个中子,R原子的质量数为m,则W g R2-共含有的电子的物质的量为(　　)
【解题指南】解答本题时应注意以下两点:(1)阴离子的核外电子数的计算方法;(2)将质量数看作核素的相对原子质量。
【解析】选D。先通过A=Z+N求出R原子核内有(m-x)个质子;再根据核内质子数=核外电子数,可知R原子的核外有(m-x)个电子,每个R原子转化为R2-需要得到2个电子,则每个R2-有(m-x+2)个电子;最后计算W g R的物质的量为 ml,则W g R2-共含有的电子的物质的量为 ml。
【母题追问】(1)若将题目中的“阴离子R2-”改为“原子R”其余不变,则W g R原子含有的电子的物质的量为多少?提示:R原子的质子数为m-x,因此原子的核外电子数为m-x,则W g R原子含有的电子的物质的量为 ml。
(2)若将题目中的“阴离子R2-”改为“阳离子R2+”其余不变,则W g R2+含有的电子的物质的量为多少?提示:R原子的质子数为m-x,因此原子的核外电子数为m-x,阳离子R2+的核外电子数为m-x-2,则W g R2+含有的电子的物质的量为 ml。
【规律方法】符号 中各数字的含义:
　 【素养训练】(2020·西城区高一检测)2020年为了配合防疫,我们尽量做到每天测量体温,普通体温计中含有金属汞(Hg)。关于 Hg的说法正确的是(　　) A.质子数为200B.核外电子数为80C.核电荷数为120D.中子数为80
【解析】选B。原子符号中左下角数字为质子数,所以 Hg的质子数为80,故A错误;原子核外电子数=质子数=80,故B正确;原子核电荷数=质子数=80,故C错误;原子符号中左上角数字为质量数,质量数=质子数+中子数,所以该原子中子数为200-80=120,故D错误。
【加固训练】　　1.(2020·西城区高一检测)1 mg锎( Cf)每秒钟约能放出2.34×109个中子,在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关说法不正确的是(　　)A.锎元素的相对原子质量为252B. Cf原子中,中子数为154C. Cf原子中,质子数为98D. Cf原子中,电子数为98
【解析】选A。本题主要考查原子的构成、原子的表示方法以及构成原子的各微粒间的数量关系。252是核素 Cf的质量数不是锎元素的相对原子质量,A选项错误 Cf原子中,质子数=电子数=98,中子数为252-98=154,B、C、D选项均正确。
2.据报道,放射性同位素钬 H可有效治疗肝癌。该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是(　　)A.32 B.67 C.99 D.166【解析】选A. H的核外电子数为67,中子数为166-67=99,中子数与核外电子数之差为99-67=32。
3.碘-131是元素碘的一种放射性同位素,为人工放射性核素(核裂变产物),符号为131I,半衰期为8.3天。正常情况下自然界是不会存在的。在核医学中,碘-131除了以NaI溶液的形式直接用于甲状腺功能检查和甲状腺疾病治疗外,还可用来标记许多化合物,供体内或体外诊断疾病用。如碘-131标记的玫瑰红钠盐和马尿酸钠就是常用的肝、胆和肾等的扫描显像剂。根据以上材料,回答下列问题:
(1)碘-131原子的质量数、质子数、中子数各是多少?(证据推理与模型认知)(2)碘-129(129I)主要来源于宇生放射性核素,它的核内中子数与质子数的差值是多少?(宏观辨识与微观探析)(3)131I和127I为碘元素的两种不同原子,这两种原子的中子数差值是多少?(证据推理与模型认知)
【解析】(1)碘-131原子的质量数为131,由于碘元素是53号元素,故质子数为53,中子数为131-53=78。(2)129I中子数为129-53=76,则中子数和质子数的差值为76-53=23。(3)131I和127I为碘元素的两种核素,质子数相同,因此这两种核素的中子数差值就为两核素的质量数之差:131-127=4。答案:(1)质量数为131,质子数为53,中子数为78。(2)23　(3)4
　知识点二　元素、核素、同位素及同素异形体的比较 1.区别
【特别提醒】(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)一种单质可以由不同的核素构成,一种核素可以构成不同的单质。(3)不同核素间的转化不属于化学变化,而属于核反应。
【合作探究】 (1)(情境应用)2020年全球新型冠状病毒肆虐,新型冠状病毒肺炎治疗方案之一是对低氧血症的患者进行有效氧疗(即吸氧治疗)。请思考 O2与 O2是同位素吗?它们的物理性质和化学性质是否相同? O与 O之间的转化是化学变化吗?(证据推理与模型认知)
提示: O2与 O2不是同位素,同位素是对原子而言的,两种分子不是同位素 O2与 O2的化学性质相同,物理性质不同,因为 O与 O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 O与 O之间的转化不属于化学变化。
(2)氧的同位素在地理学中被用作年代确定的参考,常用于冰川的断代。氧的同位素在地球科学中广泛用于确定成岩成矿物质来源及成岩成矿温度。在生物学和医学上有广泛应用前景。自然界中氧以16O、17O、18O三种同位素的形式存在。
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种核素是同一种元素的不同核素,互称同位素。
(思维升华)质子数相同而中子数不同的微粒一定互为同位素吗?(宏观辨识与微观探析)提示:不一定,如 Ne和H2O质子数相同,中子数不同,但二者不是同位素。注意“微粒”不一定指原子。
【典例示范】【典例】2020年1月19日17时55分,“玉兔二号”受光照成功自主唤醒,进入第十四月昼。3月1日20时6分,“玉兔二号”月球车顺利完成第十五月昼的科学探测工作,进入月夜休眠。月球车一般用 Pu作为热源材料。下列关于 Pu的说法正确的是(　　)A. Pu与 U互为同位素B. Pu与 Pu互为同素异形体C. Pu与 U具有完全相同的化学性质D. Pu与 Pu具有相同的最外层电子数
【思维建模】解答本类试题思维流程如下:
【解析】选D。A项 Pu与 U的质子数不同,不能互称为同位素,A项错误 Pu与 Pu互为同位素,B项错误 Pu与 U不属于同种元素,化学性质不同,C项错误 Pu与 Pu为同种元素,核外电子排布相同,最外层电子数相同,D项正确。
【母题追问】(1) Pu原子中中子数为多少?提示:144。中子数=质量数-质子数=238-94=144。(2) Pu与 Pu的化学性质是否相同?提示:相同,由于它们的核外电子排布相同,最外层电子数相同,因此化学性质相同。
　 【素养训练】北京王府井古人类文化遗址博物馆向世人展示“北京人”狩猎、烧火、制造工具的遗迹。博物馆300多平方米的展厅里,陈列着原址发掘出土的石砧、石锤、石片,还有原始牛、斑鹿、鸵鸟、鱼类等古生物的骨骼及古人类制成的骨铲、骨片等工具。再现25 000年前斑鹿跳跃、鸵鸟欢腾、望山听水、野猪生息景象。
(1)“25 000年”是怎样测出来的呢?(科学态度与社会责任)提示:“25 000年”是通过测定遗迹里的一种碳原子——碳-14(14C)原子的数量来推断出的。(2)碳-14原子和作为相对原子质量标准的碳-12原子(12C)在原子结构上有什么异同?(宏观辨识与微观探析)提示:14C原子与12C原子具有相同的质子数,不同的中子数。
【加固训练】(2020·石家庄高一检测)下列各组中的两种微粒,互为同位素的是(　　)A.H2O和H2O2　　　　B.D2和T2C.12C和14C　D.O2和O3【解析】选C。同位素是质子数相同而中子数不同的核素。A.为两种不同化合物;B.为两种不同核素构成的氢气单质;D.二者为同素异形体。
【三言两语话重点】 (1)原子由原子核和核外电子构成,原子核由质子和中子构成。(2)在原子中:核电荷数=质子数=核外电子数。(3)质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N)。(4)几个概念:①元素指具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称。②核素指具有相同数目的质子和相同数目的中子的一类原子。③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的互称。(5)质子数决定元素种类,质子数和中子数共同决定核素种类。
1.诱变育种是指在人为的条件下,利用物理、化学等因素,诱发生物体产生突变,从中选择,培育成动植物和微生物的新品种。其中 C是γ射线放射源,可用于农作物诱变育种,我国用该方法培育出了许多农作物新品种,对 C原子的叙述不正确的是(　　)A.质量数是60B.质子数是60C.中子数是33D.核外电子数是27
【解析】选B。由 C可知该核素质量数是60,质子数是27,中子数是60-27=33,核外电子数是27。
2. Ne是最早发现的Ne元素的稳定同位素,汤姆逊(J·J·Thmsn)和阿斯通(F·W·Astn)在1913年发现了 Ne。下列有关说法正确的是(　　)A. Ne和 Ne是同素异形体B. Ne和 Ne属于不同的核素C. Ne和 Ne的性质完全相同D. Ne转变为 Ne为化学变化
【解析】选B. Ne和 Ne的质子数相同,中子数不同,互为同位素,A错误 Ne和 Ne的质子数相同,中子数不同,属于不同的核素,B正确 Ne和 Ne的化学性质完全相同,物理性质不同,C错误;核素之间的转化是物理变化 Ne转变为 Ne中没有新物质生成,不是化学变化,D错误。
3.(双选)(2020·泰安高一检测)下列说法中,不正确的是(　　)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,它们的质子数不同C.14C和14N的质量数相同,它们的中子数不同D.6Li和7Li的电子数相同,中子数也相同【解析】选B、D。A项二者质子数相同,中子数不同,互为同位素,正确;B项二者属于质子数相同、中子数不同的两种核素,错误;C项二者的质量数相同,质子数不同,故中子数不同,正确;D项二者的电子数相同,质量数不相同,故中子数不同,错误。
【加固训练】　　(2020·商丘高一检测)简单原子的原子结构可用如图形象地表示: 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互为同素异形体B.①②③互为同位素C.①②③是三种化学性质不同的粒子D.①②③具有相同的质量数【解析】选B。由题图可知三个原子的质子数、核外电子数相同,而中子数不同,所以应为同位素,同位素的化学性质相同。
4.(2020·顺义高一检测)我国某物理研究所取得重大科技成果,研制出由18O所形成的18O2单质气体。18O是一种稳定的同位素,称为重氧。下列有关说法不正确的是(　　)A.1.8 g18O形成的气体的物质的量是0.05 mlB.0.1 ml重氧水 所含的中子数约为6.02×1023个C.0.2 ml18O2气体的体积约为4.48 LD.18O2气体的摩尔质量为36 g·ml-1
【解析】选C。A中,1.8 g18O所形成的气体为18O2,所以其物质的量为 =0.05 ml;B中, 中所含的中子数为18-8=10,所以0.1 ml 的中子数为(0.1×10) NA=NA;C中,0.2 ml 18O2气体在标准状况下才为4.48 L;D中,18O2的摩尔质量为(18×2) g·ml-1=36 g·ml-1。
【素养新思维】5.据报道,某些花岗岩会产生氡( Rn),从而对人体产生伤害。研究发现,镭( Ra)能蜕变为 Rn,故将 Rn称为镭射气;钍( Th)能蜕变为 Rn,故将 Rn称为钍射气;锕( Ac)能蜕变为 Rn,故将 Rn称为锕射气。
(1)镭射气、钍射气、锕射气的中子数分别是多少?提示:镭射气 Rn的中子数为222-86=136,钍射气 Rn的中子数为220-86=134,锕射气 Rn的中子数为219-86=133。(2)镭射气、钍射气、锕射气什么关系?提示:互为同位素 的质子数相同,属于同种元素,但三者的中子数不同,故三者互为同位素。(3)上述材料中共涉及几种元素?几种核素?提示:4种元素,6种核素。质子数决定元素种类;质子数和中子数共同决定核素种类。
【加固训练】　　(1)在 中:________和________互为同位素;________和________的质量数相等,但不能互称同位素;________和________的中子数相等,但质子数不等,所以不是同一种元素。 (2)在下列基本粒子中:1H、2H、3H、234U、235U、238U、 Ca、Cl2、14N、14C。
①它们分属______种元素,属于氢元素的核素有______种; ②互为同位素的为________、________; ③质量数相等的为________、________; ④氢的同位素1H、2H、3H与氧的同位素16O、17O、18O相互结合为水,可得水分子的种数为________种;可得相对分子质量不同的水分子为________种。 
【解析】(1)6Li与7Li质子数相同,中子数不同;14C与14N,质子数不同,不能互为同位素;23Na与24Mg中子数相同,质子数不同。(2)①粒子分属H、U、K、Ca、Cl、N、C 7种元素。②1H、2H、3H属于氢元素的3种不同核素,且互为同位素。234U、235U、238U属于铀元素的3种不同核素,也互为同位素。③40K和40Ca质量数都为40;14N和14C质量数都为14。④H2O可以看作两个氢原子结合一个氧原子,首先是两个氢原子的组合方式有以下几种: