第1课时 原子核 核素一、原子的构成、质量数1．原子的构成原子2．质量数(1)概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示2)质量数为A，质子数为Z的X元素原子可表示为X3)两个关系：①质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)②数量关系：核电荷数＝质子数＝核外电子数4)C的质量数为14，质子数为6，中子数为8Na＋的质量数为23，质子数为11，核外电子数为101)一个信息丰富的符号解读X(2)粒子中的电性关系①电中性微粒(分子或原子)：质子数＝核外电子数②阳离子Xm＋：质子数＝核外电子数＋m③阴离子Xm－：质子数＝核外电子数－m例1 (2018·邢台市一中3月月考)下列关于F－微粒叙述正确的是( )A．质量数为19，电子数为9B．质子数为9，中子数为10C．质子数为9，电子数为9D．中子数为10，电子数为8考点 原子的构成、质量数题点 离子中构成微粒间的数量关系答案 B解析 F－微粒的质量数为19，电子数为10，质子数为9，中子数为10特别提示(1)质量数＝质子数＋中子数，该关系适用于原子和离子2)核电荷数(质子数)＝核外电子数，只适用于原子和分子。
3)对离子进行电子数与质子数换算时应该注意阳离子和阴离子的区别4)并非所有的原子都是由质子、中子、电子构成，如H不含中子例2 已知R原子有b个中子，R2＋核外有a个电子表示R原子符号正确的是( )A.R B.R C.R D.R考点 原子的构成、质量数题点 原子构成的表示方法答案 C解析 R2＋核外有a个电子，则R原子的质子数为a＋2，质量数为a＋b＋2，则R原子为R二、核素、同位素1．核素(1)概念：具有一定质子数和一定中子数的一种原子2)实例——氢的三种核素原子符号(X)原子名称氢元素的原子核质子数(Z)中子数(N)H氕10H或D氘11H或T氚122.同位素(1)概念：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子(核素)互称为同位素，即同一元素的不同核素互称为同位素，如H、H(D)、H(T)互称为同位素2)特点——两同两不同①两同：质子数相同，元素相同；②两不同：中子数不同，原子不同3)用途①放射性的C用于考古断代②H和H用于制造氢弹③U是核反应堆的燃料④放射性同位素作为放射源(疾病诊断、治疗)和进行同位素示踪元素、核素、同位素之间的关系例3 最近医学界通过用放射性14C标记的C60，发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞，从而抑制艾滋病病毒(AIDS)。
则有关14C的下列说法中正确的是( )A．14C原子与C60中普通碳原子的化学性质不同B．14C原子与14N原子中所含中子数相同C．14C与C60互为同素异形体D．14C与12C、13C互为同位素考点 元素、核素、同位素题点 相关概念的综合答案 D解析 构成C60的碳原子为12C，它与14C互为同位素，二者化学性质几乎完全相同，A项错误；14C原子的中子数为14－6＝8,14N原子的中子数为14－7＝7，二者所含中子数不同，B项错误；14C是碳元素的一种核素，是原子，C60是碳元素组成的一种单质，二者不是同素异形体的关系，C项错误；12C、13C、14C质子数相同，中子数不同，互为同位素，D项正确思维启迪——同位素、同素异形体的判断同位素与同素异形体判断的关键：同位素的研究对象是原子，而同素异形体的研究对象是单质，其结构不同如D2O和H2O,16O2和18O2,16O3和18O2都不是同位素D2O和H2O、16O2和18O2都不是同素异形体，16O3和18O2是同素异形体例4 下列说法错误的是( )A.H、H、H＋和H2是氢元素的四种不同微粒B.Ca和Ca、金刚石和石墨分别互为同位素C.H和H是不同的两种核素D.C和C互为同位素，物理性质不同，但化学性质几乎相同答案 B解析 A项，四种粒子是氢元素的四种不同微粒，正确；B项，金刚石和石墨是由碳元素组成的不同单质，它们互为同素异形体，错误；C项，H和H是质子数均为1、中子数不同的氢原子，它们是不同的核素，正确；D项，C和C的质子数均为6，而中子数分别为6和8，故它们互为同位素，其物理性质不同，化学性质几乎完全相同，正确。
思维启迪(1)同种元素可以有多种不同的核素，即可存在不同的原子，所以元素的种类数远小于原子的种类数2)由同位素组成的单质或化合物的化学性质相同，物理性质不同例5 230Th和232Th是钍的两种同位素，232Th可以转化成233U下列有关Th的说法正确的是( )A．Th元素的质量数是232B．Th元素的相对原子质量是231C．232Th 转换成233U是化学变化D．230Th和232Th的化学性质相同答案 D解析 Th有质量数为230、232的两种核素，不能说Th元素的质量数为232，A项错误；元素的相对原子质量是由各种同位素的相对原子质量与其百分含量求得的平均值，B项错误；化学变化是生成新物质的变化，原子不变，C项错误；同位素的物理性质可以不同，但同位素的质子数和核外电子数相同，故化学性质相同，D项正确易错警示 (1)由于多数元素有不同的核素，因此不能说元素的质量数，而可以说是某原子或某核素的质量数2)元素的相对原子质量是由各种同位素的相对原子质量与百分含量求得的平均值，某核素的相对原子质量近似为该核素的质量数，而不是该元素的相对原子质量3)原子是化学变化中的最小微粒，核素之间的转化不属于化学变化。
1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)所有的原子都由质子、中子和核外电子构成( )(2)同种元素的原子均有相同的质子数和中子数( )(3)质子数相同的微粒一定属于同一种元素( )(4)2H＋核外电子数为2( )(5)1H218O的摩尔质量为20 g·mol－1( )(6)O和S2－具有相同的质子数和电子数( )(7)13C和15N核内中子数相差1( )(8)H3O＋和OH－中具有相同的质子数和电子数( )(9)U和U是中子数不同、质子数相同的同种核素( )(10)H2、D2、T2互为同位素( )(11)D216O中，质量数之和是质子数之和的两倍( )(12)在18 g 18O2中含有NA个氧原子考点 原子构成题点 相关综合答案 (1)× (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)√ (7)√ (8)× (9)× (10)× (11)√ (12)√2．2017年5月中国科学院等联合公布了113号、115号、117号、118号元素的中文名称，其中第118号元素用中文命名为“”(ào)，已知该元素的某种核素的质量数为293，则该核素的中子数与质子数之差为( )A．57 B．47 C．175 D．293答案 A解析 根据“质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)”，可得中子数(N)＝293－118＝175。
中子数与质子数之差为175－118＝573．在RO中，共有x个核外电子，R原子的质量数为A，则R原子核内含有的中子数是( )A．A－x＋n＋48 B．A－x＋n＋24C．A－x－n－24 D．A＋x－n－24答案 B解析 R的质子数为x－8×3－n＝x－24－n，所以其中子数为A－x＋24＋n，B项正确4．(2018·济南外国语学校月考)Ne是最早发现的Ne元素的稳定同位素，汤姆逊(J.J.Thomson)和阿斯通(F.W.Aston)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为化学变化考点 元素、核素、同位素题点 两种核素的比较答案 B解析 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；Ne转变为 Ne中没有新物质生成，不是化学变化，D错误5．锎是锕系中的一种元素，1 mg锎(Cf)每秒钟约能释放出2.34×109个中子，在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。
下列有关说法错误的是( )A.Cf的摩尔质量为252B.Cf和Cf互为同位素C.Cf中，质子数和电子数均为98D.Cf的中子数与质子数之差为56答案 A解析 Cf的摩尔质量为252 g·mol－1，A项错误；Cf与Cf互为同位素，B项正确；Cf原子中，质子数和电子数相等，均为98，C项正确；Cf的中子数与质子数之差为(252－98)－98＝56，D项正确6．已知R2＋核内共有N个中子，R的质量数为A，确定m g R2＋中含有电子的物质的量为( )A. molB. molC. molD. mol答案 C解析 R2＋核外电子数为(A－N－2)，m g R2＋的物质的量为＝ mol，m g R2＋中含有电子的物质的量为(A－N－2) mol7．(1)在Li、Li、Na、Mg、C、N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、40K、40Ca、Cl2、14N、14C①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。
答案 (1)Li Li C N Na Mg(2)①7 3 ②1H、2H、3H 234U、235U、238U ③40K、40Ca；14N、14C ④18 7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题列粒子分属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14④H2O 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：共6种组合方式，每一种结合氧原子的可能性有3种(O、O、O)，这样水的种类共有：6×3＝18种，其相对分子质量分别为18、19、20、21、22、23、24共7种 [对点训练]题组一 原子的构成及其微粒间的关系1．(2018·上海市崇明区月考)歼20将Po涂于表面以屏蔽雷达，起到隐身作用该Po(钋)原子核外电子数是( )A．42 B．84 C．125 D．209考点 原子的构成、质量数题点 原子中构成微粒间的数量关系答案 B解析 原子的质子数等于核外电子数，该Po(钋)原子核。