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1、核素与同位素第一章第一章 物质结构元素周期律物质结构元素周期律第一节第一节 元素周期表元素周期表1 我们知道，元素的性质与原我们知道，元素的性质与原子核外电子有密切关系，那么，子核外电子有密切关系，那么，元素的性质与原子核有关系吗元素的性质与原子核有关系吗？2原子原子原子核原子核核外电子核外电子质子质子中子中子电荷电荷+10-1实际质量实际质量1.67310-27kg1.67510-27kg相对质量相对质量1.0071.008原子的构成原子的构成1836 1核电荷数核电荷数（Z） 质子数质子数= 电子数电子数（带正电）（带正电）（带负电）（带负电）不显不显电性电性=9.10910-31kg3质
2、量数质量数 将原子核内所有的质子和中子的相对质将原子核内所有的质子和中子的相对质量取近似整数值加起来，所得的数值叫质量取近似整数值加起来，所得的数值叫质量数。量数。 质量数质量数（A A）= = 质子数质子数（Z Z）+ + 中子数中子数（N N）4 元素是具有相同质子数的同一元素是具有相同质子数的同一类原子的总称。类原子的总称。 科学测定结果证明，同种元素科学测定结果证明，同种元素原子的原子核中，中子数不一定相原子的原子核中，中子数不一定相同。例如：课本第同。例如：课本第10页表格页表格5质量数质量数质子数质子数原子符号原子符号 3517填表填表中子数中子数电子数电子数37201466618
3、171768121766 把具有一定数目质子和一定数目把具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做中子的一种原子叫做核素核素。O81622- 2离子电荷离子电荷原子个数原子个数质量数质量数质子数质子数化化合合价价 数字的位置不同，所表示的意义就不同，数字的位置不同，所表示的意义就不同，可要小心哟！可要小心哟！7 同同 位位 素素 具有相同的质子数和不同的中子数的具有相同的质子数和不同的中子数的同一元素的原子互称同位素。同一元素的原子互称同位素。 化学性质几乎完全相同化学性质几乎完全相同特点 天然存在的某种元素，不论是游离天然存在的某种元素，不论是游离态还是化合态，其各种同位素所占的原子态还是
4、化合态，其各种同位素所占的原子个数百分比（即丰度）一般是不变的。个数百分比（即丰度）一般是不变的。8 许多元素都有同位素，许多元素都有同位素， 目前发现目前发现112112种元素，种元素，同位素却有同位素却有1800 1800 余种。余种。几几个个实实例例1H16C121H21H392U234氢有三种同位素：氢有三种同位素：氘和氚是制造氢弹的材料氘和氚是制造氢弹的材料铀有三种同位素：铀有三种同位素：92U23592U238铀铀235 是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料是制造原子弹的材料和核反应堆的燃料碳有三种同位素：碳有三种同位素：6C136C14碳碳12 作为相对原子质量及阿伏加德罗常数的标
5、作为相对原子质量及阿伏加德罗常数的标准准碳碳14 在考古学中测定生物死亡年代。在考古学中测定生物死亡年代。 9 怎样用怎样用14 14 C C测定古代生物的死亡年代测定古代生物的死亡年代? ? 14C是一种放射性同位素，半衰期为是一种放射性同位素，半衰期为5730年，它存在于年，它存在于一切生物体中，一面在生成，一面在衰变，故其含量与一切生物体中，一面在生成，一面在衰变，故其含量与12C的含量比值不变。的含量比值不变。当生物体死亡后，当生物体死亡后，14C不断衰变而减少。不断衰变而减少。 现有一生物化石，测得现有一生物化石，测得12C的含量为的含量为M克，根据比值可克，根据比值可 m m/2
6、m/4 m/8 5730年年5730年年5730年年 该生物已死亡了该生物已死亡了 35730 = 17190年年算出算出14C值应为值应为m 克，而实际只有克，而实际只有m/8克。克。10 下列叙述正确的是下列叙述正确的是 ( ) ( )（A A）质子数相同的微粒之间一定互为同位素）质子数相同的微粒之间一定互为同位素（B B）已发现的元素有）已发现的元素有112112种，因此有种，因此有112112种原子种原子（C C）属于同位素的原子一定为同种元素）属于同位素的原子一定为同种元素（D D）水（）水（H H2 2O O）和重水（）和重水（D D2 2O O）互称同位素）互称同位素不一定，如不
7、一定，如HF、H2O、NH3、CH4等分子质子数相同。等分子质子数相同。大多数元素均有同位素，原子数目远远超过大多数元素均有同位素，原子数目远远超过112种。种。正确，因属于同位素的原子的质子数相同。正确，因属于同位素的原子的质子数相同。同位素指的是原子之间关系，不是分子之间的关系。同位素指的是原子之间关系，不是分子之间的关系。C 11练习练习3现有现有bXn和和aYm两种离子，它们的电子层结构两种离子，它们的电子层结构相同，则下列关系式正确的是（相同，则下列关系式正确的是（ ）（A）abmn （B）a= bmn（C）a=bmn （D）a =bmn1某微粒用某微粒用 表示，下列关于该微粒的叙述
8、正确表示，下列关于该微粒的叙述正确 的是（的是（ ）（A）所含质子数）所含质子数An （B）所含中子数）所含中子数AZ（C）所含电子数）所含电子数Zn （D）质量数）质量数ZA2某元素的阳离子某元素的阳离子Rn，核外共有，核外共有x个电子，原子的质个电子，原子的质量数为量数为A，则该元素原子的中子数为（，则该元素原子的中子数为（ ）（A）Axn （B）Axn（C）Axn （D）Axn12 思考：思考： 原子的原子的“相对原子质量相对原子质量”和和“质量数质量数” 都可以用来表示原子的相对质量大小，都可以用来表示原子的相对质量大小， 二者二者有什么区别？有什么区别？13计算计算与与比较比较 氯元
9、素有氯元素有35Cl和和37Cl两种同位素，核组成有何异同？两种同位素，核组成有何异同？ 已知：已知： 35Cl的实际质量为的实际质量为5.807010-26 kg ， 37Cl的实际质量为的实际质量为6.138610-26 kg ， 12C实际质量的实际质量的1/12为为1.660610-27 kg ， 求：求： 35Cl 原子的相对原子质量为？原子的相对原子质量为？ 37Cl 原子的相对原子质量为？原子的相对原子质量为？5.807010-26 1.660610-27 = 34.9696.138610-26 1.660610-27 = 36.96614符符 号号 相对原子质量相对原子质量在自
10、然界中的原子个数在自然界中的原子个数百分含量百分含量 （丰度）（丰度） 34.969 36.966 24.23 % 75.77 %Cl 35 17 氯元素的相对原子质量氯元素的相对原子质量（平均相对原子质量）（平均相对原子质量）= 34.9690.757736.9660.2423 = 35.453Cl 37 17 氯元素的近似相对原子质量氯元素的近似相对原子质量= 350.7577370.2423 = 35.485（用原子的（用原子的质量数质量数代替代替相对原子质量相对原子质量进行计算）进行计算）15练习练习 硼元素的平均相对原子质量为硼元素的平均相对原子质量为10.8，则自然，则自然界中界中
11、10B 和和 11B的原子个数比为多少？的原子个数比为多少？ 解法一：解法一： 设设10B的原子个数百分含量是的原子个数百分含量是X%， 则则11B的的原子个数百分含量原子个数百分含量是是1-X% 10X% + 11(1-X%) =10.8解得解得 X% = 20%故故10B和和11B的原子个数比为的原子个数比为 1 ：4551-X% = 80%16 解法二：解法二： 十字交叉法十字交叉法11B10B111010.8 0.80.24110B和和11B的原子个数比为的原子个数比为 1 ：417练习练习 溴元素有两种同位素，原子个数比约为溴元素有两种同位素，原子个数比约为1:1,已知溴的近似相对原
12、子质量为已知溴的近似相对原子质量为80，这两种同位素，这两种同位素的中子数分别为（的中子数分别为（ ）解法一：解法一： 设溴的两种同位素的中子数分别为设溴的两种同位素的中子数分别为N1和和N2 N1 + N2 = 90(A) 44,45 (B) 45,46 (C) 44,46 (D) 79,81 C (N1 + 35) + (N2+ 35) 2 = 80 18解法二：解法二： 溴的近似相对原子质量为溴的近似相对原子质量为80 溴的质子数为溴的质子数为35 溴的平均中子数为溴的平均中子数为 8035 = 4519 原子的质量数原子的质量数元素的相对原子元素的相对原子质量质量 原子的质子数和中子数
13、之和原子的质子数和中子数之和 原子的质量与原子的质量与12C 质量的质量的1/12的比值的比值 由同位素原子的相对原子质量和所由同位素原子的相对原子质量和所占的原子个数百分含量求出的平均占的原子个数百分含量求出的平均值值 元素的近似相对元素的近似相对 原子质量原子质量 由同位素的质量数由同位素的质量数 和原子含量求出的平均值和原子含量求出的平均值原子的相对原子原子的相对原子质量质量小小 结结20小结几个关系式小结几个关系式1.质量数（质量数（A）质子数（）质子数（Z）中子数（）中子数（N） 2.原子原子 ：核电荷数质子数核外电子数：核电荷数质子数核外电子数3. 阳离子阳离子 ：核电荷数质子数：核电荷数质子数核外电子数，核外电子数，核外电子数核外电子数am4. 阴离子阴离子 ：核电荷数质子数：核电荷数质子数核外电子数，核外电子数，核外电子数核外电子数bn21
