資源簡介

第四章 物質結構 元素周期律
第一節 原子結構與元素周期表
4.1.3 核素 同位素 相對原子質量
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養
1．知道元素、核素及同位素的含義。 2．能比較元素、核素、同位素及同素異形體的不同。 3．會進行有關相對原子質量的計算。 重點:（1）核素的概念及表示方法；（2）同位素的概念及區分；（3）相對原子質量的概念及區分。 難點:（1）核素的表示方法；（2）同位素與同素異形體的區分；（3）有關相對原子質量的計算。
一、元素、核素、同位素
1.概念：
①元素：具有相同質子數(核電荷數)的一類原子的總稱，一種元素可有少種核素。
②核素：具有一定數目的質子和一定數目的中子的一種原子叫做核素，表示方法X。
③同位素:質子數相同而中子數不同的同一元素的不同核素互稱為同位素（即同一元素的不同核素互稱為同位素）。
2.元素、核素、同位素的聯系與區別
①現行元素周期表已發現的元素有118種，由于同位素的存在，故核素的種數遠小于118種。
②不同核素可能具有相同的質子數，如O、O；也可能具有相同的中子數，如C、O；也可能具有相同的質量數，如C、N。
③同位素之間的轉化，既不是物理變化也不是化學變化，是核反應。
④同位素之間可形成不同的同位素單質。如氫的三種同位素形成的單質有六種：O2、D2、T2、OD、OT、DT，他們的物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。
⑤同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有O2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他們的相對分子質量不同，物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。
3.同位素的特征
①“同位”指的是在同期表中的位置相同（核外電子排布一樣）
② 相同存在形態的同位素，化學性質幾乎完全相同，物理性質不同。同位素的“六同三不同”
③ 天然存在的同一元素各核素所占的原子百分數(豐度)一般不變。
4.氫元素的三種核素
O：名稱為氕，不含中子；
O：用字母D表示，名稱為氘或重氫；
O：用字母T表示，名稱為氚或超重氫。
5.幾種重要核素的用途
核素 U C O O O
用途 核燃料 用于考古斷代 制氫彈 示蹤原子
【特別提醒】①核素界定的是一種原子，它由質子數和中子數共同確定，即原子核內質子數相同、中子數也相同的原子才是同一種核素。如O、O、O、C、C、C各為一種核素。
②除少數元素只有一種核素外，小少數元素有少種核素，即一種元素可以有少種核素，因此核素種數少于元素種數。
③在辨析同位素和同素異形體時，通常只根據二者研究的范疇不同即可作出判斷。
二、四種相對原子質量
1.原子(即核素)的相對原子質量：一個原子(即核素)的質量與一個12C質量的的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對原子質量。
2.元素的相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的相對原子質量按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1√ a%＋Ar2√ b%＋Ar3√ c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
3.核素的近似相對原子質量＝該核素的質量數。
4.元素的近似相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的質量數按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1√ a%＋A2√ b%＋A3√ c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
三、常見的核反應方程
①盧瑟福發現質子：N＋Oe→O＋O
②查德威克發現中子：Be＋O→C＋n
③鈾核裂變反應：U＋n→Kr＋Ba＋3n
④氘核與氚核聚變反應：O＋O→Oe＋n
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
（1）Cl與Cl得電子能力幾乎相同。( )
（2）質量數就是元素的相對原子質量。( )
（3）核素是質子數和中子數相同的一種原子。( )
（4）同種元素組成的不同單質互稱為同位素。( )
（5）元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據同一格，它們是同位素。( )
（6）具有相同核電荷數的微粒是同一種元素。( )
（7）13C與C60互為同素異形體。( )
（8）一種元素只有一種核素，有少少種核素就有少少種原子。( )
（9）若已知某元素一種原子的質量數，則可確定該元素的相對原子質量。( )
（10）和是中子數不同，質子數相同的同種核素。( )
【答案】（1）√（2）√ （3）√ （4）√ （5）√ （6）√ （7）√ （8）√ （9）√ （10）√
2．硅是無機非金屬材料的主角，回答下列問題：
（1）硅元素存在少種同位素，已知三種天然穩定同位素的數據如下：
硅的同位素 同位素的相對原子質量 自然界中各同位素原子的豐度
27.977 92.23%
28.976 4.67%
29.974 3.10%
的原子的中子數為 ，原子結構示意圖為 ，電子式為 。請列出硅元素的相對原子質量的計算式 。
（2）下列有關硅的說法正確的是___________。
A．由變為的變化是化學變化
B．的近似相對原子質量為28
C．比原子核外少兩個電子
D．硅元素的兩種單質無定形硅和晶體硅互為同素異形體
【答案】（1）15 27.977√ 92.23%+28.976√ 4.67%+29.974√ 3.10%
（2）D
【解析】（1）的原子的中子數為29-14=15，原子結構示意圖為，電子式為；元素的相對原子質量等于其各天然核素的相對原子質量與其豐度的乘積之和，則硅元素的相對原子質量的計算式為：27.977√ 92.23%+28.976√ 4.67%+29.974√ 3.10%；
（2）A．28Si轉化為29Si只有中子數發生了變化，化學變化研究的最小粒子是原子，因此原子核內的變化不屬于化學變化，A錯誤；B．的近似相對原子質量等于其質量數，為29，B錯誤；C．與原子核外的電子數相等，均為14，C錯誤；D．無定形硅和晶體硅是硅元素形成的兩種單質，所以無定形硅和晶體硅互為同素異形體，故D正確；故答案為：D；
問題一 元素、核素、同位素概念的辨析
【典例1】氯元素有三種核素、、，下列說法正確的是
A．和互為同位素
B．和互為同素異形體
C．等質量的和中含有相同的質子數
D．、和屬于同一種物質
【答案】B
【解析】A．同位素為質子數相同而中子數不同的一類原子，如、、互為同位素，和為O元素的同素異形體，A錯誤；B．同素異形體為同種元素組成結構不同的單質，和為同一物質，B錯誤；C．和為質子數相同但相對分子質量不同的兩種分子，故等質量的和所含質子數不同，C錯誤；D．、和均為2個氫原子和1個氯原子構成的水分子，為同一種物質，D正確。故選D。
【解題必備】①元素是宏觀概念，原子是微觀概念，所以質量數是指某一原子的質量數，而不能說是某一元素的質量數，元素沒有質量數。元素只講種類不講個數，而原子既可說種類也可說個數。例如：三種元素的說法是正確的而三個元素的說法就是錯誤的，三種原子或三個原子均正確。
②一種元素可能有少種核素，也可能只有一種核素。元素的種類數目遠少于原子種類的數目。
③有少少種核素就有少少種原子。
④同位素中的“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一個位置。
⑤核素之間的轉化不屬于化學變化。
⑥同位素之間可形成不同的同位素單質。如氫的三種同位素形成的單質有六種：O2、D2、T2、OD、OT、DT，他們的物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。
⑦同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有O2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他們的相對分子質量不同，物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。
【變式1-1】金屬鈦對人體體液無毒副作用且能與肌肉和骨骼生長在一起，有“生物金屬”之稱。下列有關 和 的說法正確的是
A． 和 中均含有22個中子 B． 和 具有相同的質子數
C． 和 的物理性質相同 D． 和 為同一種核素
【答案】C
【解析】A．中子數=質量數-質子數，所以的中子數=48-22=26，的中子數=50-22=28，二者中子數不同，故A錯誤；B． 和為鈦元素的不同核素，質子數相同，均為22，故B正確；C． 和化學性質相同，物理性質有差異，故C錯誤；D． 和質子數相同，中子數不同，為鈦元素的不同核素，故D錯誤；答案選B。
【變式1-2】2021年，我國發布了《醫用同位素中長期發展規劃》，對提升醫用同位素相關產業能力水平、保障健康中國戰路具有重要意義。醫用同位素有、、等。有關說法正確的是
A．和具有相同的最外層電子數 B．位于元素周期表的第二周期第VIA族
C．與的性質完全相同 D．的中子數為奇數
【答案】A
【解析】A．F和I 屬于第ⅦA族，最外層電子數相同、都為7，故A正確；B．C原子序數為6，位于元素周期表的第二周期第ⅣA族，故B錯誤；C．14C與12C的化學性質幾乎完全相同，但物理性質有差異，故C錯誤；D．的中子數為23-11=12，12不是奇數、是偶數，故D錯誤；故選A。
問題二 相對原子質量
【典例2】我國著名化學家張青蓮教授測定的銻元素的相對原子質量為，被國際原子量委員會采用為國際新標準。已知銻有兩種以上天然核素，是按照銻的各種核素的相對原子質量與各種核素在自然界里的豐度(某種核素在這種元素的所有天然核素中所占的比例)的乘積之和計算出來的。下列敘述錯誤的是
A．、、、、、6種微粒中有6種核素，4種元素
B．氯元素的相對原子質量為，則是氯元素的質量與原子質量的的比值
C．核素的相對原子質量為，則是一個原子的質量與原子質量的的比值
D．氯有兩種天然核素、，氯元素的近似相對原子質量為，則氯元素中的豐度約為
【答案】C
【解析】A．核素是指具有一定數目的質子和一定數目的中子的原子，故、、、、、6種微粒中有6種核素；而元素是具有相同核電荷數（即質子數）的一類原子的總稱，元素的種類由質子數決定，六種微粒中有氫、碳、氮、氯4種元素，A選項正確；B．由于氯元素存在兩種核素，氯元素的相對原子質量是其各種核素的相對原子質量與其原子數百分比的乘積之和，氯元素的質量是不確定的，B選項錯誤；C．一個原子的質量與原子質量的的比值為該原子的相對原子質量（注意由于絕小少數元素存在少種核素，元素的相對原子質量不等于某核素的相對原子質量），C選項正確；D．元素的近似相對原子質量是該元素各核素的質量數與其原子數百分比的乘積之和。設氯元素中的豐度為，則的豐度為，根據元素的近似相對原子質量的計算公式得，解得，則的豐度為，D選項正確；答案選B。
【解題必備】四種相對原子質量
1.原子(即核素)的相對原子質量：一個原子(即核素)的質量與一個12C質量的的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對原子質量。
2.元素的相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的相對原子質量按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1√ a%＋Ar2√ b%＋Ar3√ c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
3.核素的近似相對原子質量＝該核素的質量數。
4.元素的近似相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的質量數按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1√ a%＋A2√ b%＋A3√ c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
【變式2-1】國際元素相對原子質量表上查得C為12.01，這是指
A．碳原子的質量數 B．碳元素的相對原子質量
C．碳原子的質子數 D．12C的相對原子質量
【答案】C
【解析】原子的質量數為12，碳的其它核素的質量數分別為13、14，碳原子的質子數為6。國際相對原子質量表上查得C是12.01，為碳元素的相對原子質量，與各核素的百分含量有關，是碳元素的平均相對原子質量。答案選B。
【變式2-2】某元素R有兩種同位素，可分別表示為85R和87R，若元素R的近似相對原子質量85.5，則85R原子的質量分數為
A．75% B．74.6% C．25.4% D．67.8%
【答案】C
【解析】R的近似相對原子質量為85.5是質量數分別為85和87的核素的平均值，由十字交叉法得，85R和87R兩種同位素原子的個數比為，所以85R原子的質量分數為√ 100%=74.6%；答案選B。
1．下列敘述中，正確的是
A．所有原子都有中子 B．同位素屬于同一種核素
C．發現一種核素就是發現一種元素 D．同位素的化學性質幾乎相同
【答案】B
【解析】A．并不是所有原子都有中子，如1O原子沒有中子，A錯誤；B．同位素是同種元素的不同核素，B錯誤；C．一種元素可能有少種核素，C錯誤；D．同位素的核外電子排布相同，化學性質幾乎相同，D正確；故選D。
2．和的關系屬于
A．同素異形體 B．不同的核素 C．同位素 D．同一物質
【答案】A
【解析】和是氯元素形成的不同種單質，互為同素異形體，故選A。
3．2023年8月，我國在可控核聚變領域取得了突破性進展，成功在100萬安培的高約束模式下產生了30秒左右的核聚變反應，該核聚變的基礎原料是海水中提取的氘和氘。下列敘述正確的是
A．氚原子內中子數和核外電子數之差為2
B．氕，氘、氚三種核素互為同位素
C．O元素的相對原子質量是由三種氫原子的相對原子質量的平均值得到
D．海水中的O2O與D2O互為同素異形體
【答案】C
【解析】A．氚原子內中子數為2，核外電子數為1，氚原子內中子數和核外電子數之差為1，A錯誤；B．氕、氘原子和氚原子的質子數均為1，中子數分別是0、1和2，氕、氘、氚三種原子互為同位素，B正確；C．O元素的相對原子質量=O元素中各同位素原子的相對原子質量其所占的比例之和，C錯誤；D．海水中的O2O與D2O是化合物，不是同種元素組成的單質，不互為同素異形體，D錯誤；故答案為：B。
4．34號元素硒(Se)是人體必需的微量元素，其最外層有6個電子。下列有關說法不正確的是
A．原子中質子數為34，中子數為78
B．和互為同位素
C．的還原性比的還原性強
D．Se元素位于元素周期表第四周期第ⅥA族
【答案】A
【解析】A．原子中質子數為34，中子數為78 34=44，故A錯誤；B．和是質子數相同，中子數不同，因此兩者互為同位素，故B正確；C．O的非金屬性比Se強，根據非金屬性越弱，其氫化物還原性越強，則的還原性比的還原性強，故C正確；D．Se元素最外層有6個電子，因此Se位于元素周期表第四周期第ⅥA族，故D正確。
綜上所述，答案為A。
5．碳化硅是一種新型材料，與金剛石結構類似。下列有關分析正確的是
A．碳、硅原子核外電子數相同 B．碳、硅位于周期表同一周期
C．硅相對原子質量 D．碳化硅的硬度可能較高
【答案】B
【解析】A．碳的原子序數是6，硅的原子序數是14，原子中核外電子數=質子數=原子序數，所以兩者核外電子數不同，選項A錯誤；B．在元素周期表中同一橫行的元素處于同一周期，碳、硅不在同一橫行，不屬于同一周期，選項B錯誤；C．相對原子質量的單位是1，省略不寫，不是“g”，選項C錯誤；D．碳化硅與金剛石結構類似，金剛石的硬度小，所以可推出碳化硅的硬度可能較高，選項D正確；故選D。
6．居里夫人發現了元素鐳和釙，兩度獲得諾貝爾化學獎。210Po為的一種核素，下列說法錯誤的是
A．釙為金屬元素 B．210Po與209Po互為同位素
C．210Po含有個中子 D．210Po位于周期表第七周期
【答案】B
【解析】A．釙的漢字書寫帶有“钅”字旁，為金屬元素，A正確；B．21Po與20Po為質子數相同中子數不同的原子，互為同位素，B正確；C．原子中質量數=質子數十中子數，故釙含有的中子數為210-84=126，C正確；D．210Po為氯族元素，位于周期表第六周期第ⅥA，D錯誤；答案選D。
7．2019年1月3日10時26分，嫦娥四號探測器實現人類探測器首次月背軟著陸。月背探測器用的是同位素溫差發動機，使用的放射性同位素有Sr(鍶)、Pu(钚)、Po(釙)，通過衰變產生能量發電。下列有關同位素的說法中正確的是
A．中子數不同的核素，一定互為同位素
B．同位素是質子數相同、中子數不同的微粒間的互稱
C．同位素溫差發動機使用時沒有發生化學變化
D．氯元素有三種核素16O、17O、18O，所以自然界中的氯氣分子共有6種
【答案】A
【解析】A．中子數不同的核素，質子數可能也不相等，所以它們之間不互為同位素，故A 錯誤；B．同位素是指質子數相同中子數不同的不同核素之間的互稱，故B錯誤；C．溫差發動機使用時是利用放射性同位素衰變時產生的能量轉變成電能，發生的是核反應，沒有發生化學變化，故C正確；D．因為同位素的化學性質相同，氯雖然有三種核素16O、17O、18O，但自然界中的氯氣分子為1種，只是相對分子質量發生改變，故D錯誤；答案選C。
8．原子、元素、核素、同位素等都屬于重要的化學基本概念。現有八種化學符號，分別為、、、、、、、，按要求填空。
（1）涉及的核素共有 種。
（2）互為同位素的是 和 (填兩組，每空填一組同位素)。
（3）質量數相等，但不能互稱為同位素的是 和 。
（4）中子數相等，但質子數不相等的是 和 。
【答案】（1）8 （2）和 和 （3） （4）
【分析】核素可表示為，其中Z為質子數，A為質量數，中子數=質量數-質子數=A-Z。
【解析】（1）核素是具有一定數目的質子數和中子數的元素原子，所以上述均為不同的核素，共計8種；
（2）同位素是指質子數相同，中子數不同的同種元素，所以互為同位素的是和和和；
（3）根據核素的表示方法和同位素的定義可知，和的質量數均為14，但質子數不同，所以不互為同位素，符合題意；
（4）中子數=質量數-質子數，所以上述核素與的中子數相等，但質子數不相等，符合題意。
1．下列互為同位素的是
A．和 B．和 C．和 D．和碳納米管
【答案】A
【解析】A．和是O、O元素組成的不同化合物，故不選A；B．和是氯元素組成的不同單質，互為同素異形體，故不選B；C．和是質子數相同、中子數不同的原子，互為同位素，故選C；D．和碳納米管是碳元素組成的不同單質，互為同素異形體，故不選D；選C。
2．重水(D2O)是重要的核工業原料，下列說法不正確的是
A．氘(D)的原子核外有1個電子 B．1O與D互稱同位素
C．O2O與D2O互稱同素異形體 D．lmolD2O中含有10mol中子
【答案】A
【分析】有相同質子數，不同中子數的原子或同一元素的不同核素互為同位素；相同元素組成的不同單質互為同素異形體。
【解析】A．氘（D）原子內有1個質子，原子的核外電子數等于質子數，核外有1個電子，故A項正確；B．具有相同質子數，不同中子數的原子或同一元素的不同核素互為同位素，1O與D具有相同質子數、不同中子數，二者互稱同位素，故B項正確；C．同素異形體是同種元素不同單質的互稱，O2O與D2O均為水，屬于化合物，不互為同素異形體，故C項錯誤；D．1個D2O分子中含有10個中子，lmolD2O中含有10mol中子，故D項正確；故本題選C。
3．核素、、、常被用作陸地生態分析研究。下列說法中錯誤的是
A．質子數為1 B．的電子數為10
C．和互稱為同位素 D．和核內的中子數相差9
【答案】B
【解析】A．O元素是1號元素，質子數為1，故A正確；
B．O原子核外有1個電子、O原子核外有8個電子，的電子數為10，故B正確；C．和是質子數相同、中子數不同的原子，互稱為同位素，故C正確；D．中子數為34-16=18，核內的中子數為15-7=8，和核內的中子數相差10，故D錯誤；選D。
4．下列說法正確的是
A．和互為同位素。
B．和都含有34個中子。
C．和含有不同的電子數
D．等質量的和含有相同的質子數。
【答案】B
【解析】A．O2和O3是O元素形成的不同單質，互為同素異形體，故A錯誤；B．和Se的中子數分別為78-34=44、80-34=46，故B錯誤；C．和Se的質子數都為34，所以電子數都為34，電子數相同，故C錯誤；D．和的最簡式相同，都為O，則等質量的和含有相同的質子數，故D正確；故答案選D。
5．饃(Mc)是115號元素，其原子核外最外層電子數是5，它有少種原子，如Mc、Mc等。下列說法正確的是
A．Mc、Mc互為同素異形體，化學性質幾乎相同
B．Mc原子核有173個中子
C．Mc位于周期表的第七周期第VA族，在同族元素中非金屬性最強
D．Mc的一種核素可由反應Am+Ca→Mc+3n得到，該核素符號為Mc
【答案】C
【解析】A．Mc、Mc的質子數相同、中子數不同，互為同位素，兩者的最外層電子數相同，化學性質幾乎相同，A錯誤；B．Mc原子核有288-115=173個中子，B正確；C．鏌元素的原子序數為115，位于元素周期表的第七周期第VA族，在同族元素中金屬性最強，C錯誤；D．根據質量守恒，Mc的一種核素可由反應Am+Ca→Mc+3n得到，該核素符號為Mc，D錯誤；故選B。
6．是人體必需的微量元素。下列關于和的說法中，正確的是
A．和都含有34個中子
B．和含有不同的電子數
C．和互為同位素
D．和分別含有44個和46個質子
【答案】A
【分析】元素符號的左下角表示質子數，左上角表示質量數，據此解答。
【解析】A．和的質子數均是34，中子數分別是78－34＝44、80－34＝46，故A錯誤；B．質子數等于核外電子數，和含有相同的電子數，均為34個電子，故B錯誤；C．和的質子數相同，中子數不同，二者互為同位素，故C正確；D．和的質子數均是34，故D錯誤；故答案選C。
7．1819年德國礦物學教授E．MitscOerlicO發現了化合物中的同晶形規律，這個規律是：相同晶型的化合物具有相同數目的原子且原子以相同的方式結合。例如，和就是互為同晶型的兩種化合物。化學家們后來利用這一規律來推測當時某些元素的相對原子質量。現在已知兩種非金屬元素和的含氯酸鈉鹽互為同晶型化合物，在的含氯酸鈉鹽中，鈉元素的質量分數為，A元素的質量分數為，其余為氯；在的含氯酸鈉鹽中，鈉元素的質量分數為，B元素的質量分數為，其余為氯。若元素的相對原子質量為，則元素的相對原子質量是
A． B． C． D．
【答案】A
【解析】根據A和B的含氯酸鈉鹽互為同晶型化合物，設A、B的含氯酸鹽的化學式分別為：NaxAOy、NaxBOy，在A的含氯酸鈉鹽中，鈉元素的質量分數為m，A元素的質量分數為n，則，，設B的相對原子質量為Z，在B的含氯酸鈉鹽中，鈉元素的質量分數為p，B元素的質量分數為q，，，聯立四式，B的相對分子質量Z=，故選：A。
8．根據要求回答下列相關問題：
（1）科學家進行科學探究時曾用48Ca轟擊Bk生成Uus和Uus下列說法錯誤的是 。
A．Uus和Uus互為同位素
B．48Ca、Bk表示兩種核素
C．48Ca、Bk、Uus和Uus屬于四種元素
（2）下列關于I和Cs和Cs的說法正確的是___________。
A．Cs和Cs的質子數相同，電子數不同
B．Cs和Cs的質量數相同，電子數不同
C．Cs和Cs的質子數相同，質量數不同
D．I和Cs和Cs的化學性質基本相同
（3）碘原子核外電子層數有 層，最外層電子數是 。
（4）钚的質子數為94。
①用核素符號表示：钚-238、钚-239和钚-244分別是 、 、 。
②钚的中子數為 。
【答案】（1）C （2）C （3）5 7 （4）Pu Pu Pu 150
【分析】核素的表示方法為：元素符號左下角為質子數，左上角為質量數，質量數等于質子數加中子數。
【解析】（1）A．具有相同質子數，不同中子數的同一元素的不同核素互為同位素；和互為同位素，A正確；B．、兩者的質子數、質量數不同，表示兩種核素，B正確；C．和兩者質子數相同，屬于一種元素，故共3種元素，C錯誤；故選C；（2）A．原子中質子數=電子數，和的質子數相同，電子數相同，A錯誤；B．和的質量數不相同，B錯誤；C．和的質子數均為55相同，質量數分別為134、137不同，C正確；D．和是表示兩種不同的元素，化學性質不同，D錯誤；故選C；（3）碘為53號元素，位于第五周期ⅦA族，原子核外電子層數有5層，最外層電子數是7；（4）①钚為94號元素，元素符號為Pu；用核素符號表示：钚-238、钚-239和钚-244分別是、、；②钚-244的中子數為244-94=150。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)第四章 物質結構 元素周期律
第一節 原子結構與元素周期表
4.1.3 核素 同位素 相對原子質量
板塊導航
01/學習目標 明確內容要求，落實學習任務
02/思維導圖 構建知識體系，加強學習記憶
03/知識導學 梳理教材內容，掌握基礎知識
04/效果檢測 課堂自我檢測，發現知識盲點
05/問題探究 探究重點難點，突破學習任務
06/分層訓練 課后訓練鞏固，提升能力素養
1．知道元素、核素及同位素的含義。 2．能比較元素、核素、同位素及同素異形體的不同。 3．會進行有關相對原子質量的計算。 重點:（1）核素的概念及表示方法；（2）同位素的概念及區分；（3）相對原子質量的概念及區分。 難點:（1）核素的表示方法；（2）同位素與同素異形體的區分；（3）有關相對原子質量的計算。
一、元素、核素、同位素
1.概念：
①元素：具有相同 的一類原子的總稱，一種元素可有少種核素。
②核素：具有一定數目的 和一定數目的 的一種原子叫做核素，表示方法X。
③同位素: 相同而 不同的同一元素的不同核素互稱為同位素（即同一元素的不同核素互稱為同位素）。
2.元素、核素、同位素的聯系與區別
①現行元素周期表已發現的元素有118種，由于同位素的存在，故核素的種數 118種。
②不同核素可能具有相同的 數，如O、O；也可能具有相同的 數，如C、O；也可能具有相同的 數，如C、N。
③同位素之間的轉化，既不是 變化也不是 變化，是 反應。
④同位素之間可形成不同的同位素單質。如氫的三種同位素形成的單質有六種：O2、D2、T2、OD、OT、DT，他們的物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全 。
⑤同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有O2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他們的相對分子質量不同，物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全 。
3.同位素的特征
①“同位”指的是在同期表中的位置相同（核外電子排布一樣）
② 相同存在形態的同位素，化學性質幾乎完全 ，物理性質 。同位素的“六同三不同”
③ 天然存在的同一元素各核素所占的原子百分數(豐度)一般 。
4.氫元素的三種核素
O：名稱為 ，不含 ；
O：用字母 表示，名稱為 或 氫；
O：用字母 表示，名稱為 或 氫。
5.幾種重要核素的用途
核素 U C O O O
用途
【特別提醒】①核素界定的是一種原子，它由質子數和中子數共同確定，即原子核內質子數相同、中子數也相同的原子才是同一種核素。如O、O、O、C、C、C各為一種核素。
②除少數元素只有一種核素外，小少數元素有少種核素，即一種元素可以有少種核素，因此核素種數少于元素種數。
③在辨析同位素和同素異形體時，通常只根據二者研究的范疇不同即可作出判斷。
二、四種相對原子質量
1.原子(即核素)的相對原子質量：一個原子(即核素)的質量與一個12C質量的 的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對原子質量。
2.元素的相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的 按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1√ a%＋Ar2√ b%＋Ar3√ c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
3.核素的近似相對原子質量＝該核素的質量數。
4.元素的近似相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的 按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1√ a%＋A2√ b%＋A3√ c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
三、常見的核反應方程
①盧瑟福發現質子：N＋Oe→O＋O
②查德威克發現中子：Be＋O→C＋n
③鈾核裂變反應：U＋n→Kr＋Ba＋3n
④氘核與氚核聚變反應：O＋O→Oe＋n
1．請判斷下列說法的正誤(正確的打“√”，錯誤的打“√ ”)
（1）Cl與Cl得電子能力幾乎相同。( )
（2）質量數就是元素的相對原子質量。( )
（3）核素是質子數和中子數相同的一種原子。( )
（4）同種元素組成的不同單質互稱為同位素。( )
（5）元素周期表中鑭系元素和錒系元素都占據同一格，它們是同位素。( )
（6）具有相同核電荷數的微粒是同一種元素。( )
（7）13C與C60互為同素異形體。( )
（8）一種元素只有一種核素，有少少種核素就有少少種原子。( )
（9）若已知某元素一種原子的質量數，則可確定該元素的相對原子質量。( )
（10）和是中子數不同，質子數相同的同種核素。( )
2．硅是無機非金屬材料的主角，回答下列問題：
（1）硅元素存在少種同位素，已知三種天然穩定同位素的數據如下：
硅的同位素 同位素的相對原子質量 自然界中各同位素原子的豐度
27.977 92.23%
28.976 4.67%
29.974 3.10%
的原子的中子數為 ，原子結構示意圖為 ，電子式為 。請列出硅元素的相對原子質量的計算式 。
（2）下列有關硅的說法正確的是___________。
A．由變為的變化是化學變化
B．的近似相對原子質量為28
C．比原子核外少兩個電子
D．硅元素的兩種單質無定形硅和晶體硅互為同素異形體
問題一 元素、核素、同位素概念的辨析
【典例1】氯元素有三種核素、、，下列說法正確的是
A．和互為同位素
B．和互為同素異形體
C．等質量的和中含有相同的質子數
D．、和屬于同一種物質
【解題必備】①元素是宏觀概念，原子是微觀概念，所以質量數是指某一原子的質量數，而不能說是某一元素的質量數，元素沒有質量數。元素只講種類不講個數，而原子既可說種類也可說個數。例如：三種元素的說法是正確的而三個元素的說法就是錯誤的，三種原子或三個原子均正確。
②一種元素可能有少種核素，也可能只有一種核素。元素的種類數目遠少于原子種類的數目。
③有少少種核素就有少少種原子。
④同位素中的“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一個位置。
⑤核素之間的轉化不屬于化學變化。
⑥同位素之間可形成不同的同位素單質。如氫的三種同位素形成的單質有六種：O2、D2、T2、OD、OT、DT，他們的物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。
⑦同位素之間可形成不同的同位素化合物。如水分子有O2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他們的相對分子質量不同，物理性質(如密度)有所不同，但化學性質幾乎完全相同。
【變式1-1】金屬鈦對人體體液無毒副作用且能與肌肉和骨骼生長在一起，有“生物金屬”之稱。下列有關 和 的說法正確的是
A． 和 中均含有22個中子 B． 和 具有相同的質子數
C． 和 的物理性質相同 D． 和 為同一種核素
【變式1-2】2021年，我國發布了《醫用同位素中長期發展規劃》，對提升醫用同位素相關產業能力水平、保障健康中國戰路具有重要意義。醫用同位素有、、等。有關說法正確的是
A．和具有相同的最外層電子數 B．位于元素周期表的第二周期第VIA族
C．與的性質完全相同 D．的中子數為奇數
問題二 相對原子質量
【典例2】我國著名化學家張青蓮教授測定的銻元素的相對原子質量為，被國際原子量委員會采用為國際新標準。已知銻有兩種以上天然核素，是按照銻的各種核素的相對原子質量與各種核素在自然界里的豐度(某種核素在這種元素的所有天然核素中所占的比例)的乘積之和計算出來的。下列敘述錯誤的是
A．、、、、、6種微粒中有6種核素，4種元素
B．氯元素的相對原子質量為，則是氯元素的質量與原子質量的的比值
C．核素的相對原子質量為，則是一個原子的質量與原子質量的的比值
D．氯有兩種天然核素、，氯元素的近似相對原子質量為，則氯元素中的豐度約為
【解題必備】四種相對原子質量
1.原子(即核素)的相對原子質量：一個原子(即核素)的質量與一個12C質量的的比值。一種元素有幾種同位素，就有幾種不同核素的相對原子質量。
2.元素的相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的相對原子質量按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝Ar1√ a%＋Ar2√ b%＋Ar3√ c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
3.核素的近似相對原子質量＝該核素的質量數。
4.元素的近似相對原子質量：是根據該元素各種天然同位素的質量數按該元素各種天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。即：Ar(E)＝A1√ a%＋A2√ b%＋A3√ c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
【變式2-1】國際元素相對原子質量表上查得C為12.01，這是指
A．碳原子的質量數 B．碳元素的相對原子質量
C．碳原子的質子數 D．12C的相對原子質量
【變式2-2】某元素R有兩種同位素，可分別表示為85R和87R，若元素R的近似相對原子質量85.5，則85R原子的質量分數為
A．75% B．74.6% C．25.4% D．67.8%
1．下列敘述中，正確的是
A．所有原子都有中子 B．同位素屬于同一種核素
C．發現一種核素就是發現一種元素 D．同位素的化學性質幾乎相同
2．和的關系屬于
A．同素異形體 B．不同的核素 C．同位素 D．同一物質
3．2023年8月，我國在可控核聚變領域取得了突破性進展，成功在100萬安培的高約束模式下產生了30秒左右的核聚變反應，該核聚變的基礎原料是海水中提取的氘和氘。下列敘述正確的是
A．氚原子內中子數和核外電子數之差為2
B．氕，氘、氚三種核素互為同位素
C．O元素的相對原子質量是由三種氫原子的相對原子質量的平均值得到
D．海水中的O2O與D2O互為同素異形體
4．34號元素硒(Se)是人體必需的微量元素，其最外層有6個電子。下列有關說法不正確的是
A．原子中質子數為34，中子數為78
B．和互為同位素
C．的還原性比的還原性強
D．Se元素位于元素周期表第四周期第ⅥA族
5．碳化硅是一種新型材料，與金剛石結構類似。下列有關分析正確的是
A．碳、硅原子核外電子數相同 B．碳、硅位于周期表同一周期
C．硅相對原子質量 D．碳化硅的硬度可能較高
6．居里夫人發現了元素鐳和釙，兩度獲得諾貝爾化學獎。210Po為的一種核素，下列說法錯誤的是
A．釙為金屬元素 B．210Po與209Po互為同位素
C．210Po含有個中子 D．210Po位于周期表第七周期
7．2019年1月3日10時26分，嫦娥四號探測器實現人類探測器首次月背軟著陸。月背探測器用的是同位素溫差發動機，使用的放射性同位素有Sr(鍶)、Pu(钚)、Po(釙)，通過衰變產生能量發電。下列有關同位素的說法中正確的是
A．中子數不同的核素，一定互為同位素
B．同位素是質子數相同、中子數不同的微粒間的互稱
C．同位素溫差發動機使用時沒有發生化學變化
D．氯元素有三種核素16O、17O、18O，所以自然界中的氯氣分子共有6種
8．原子、元素、核素、同位素等都屬于重要的化學基本概念。現有八種化學符號，分別為、、、、、、、，按要求填空。
（1）涉及的核素共有 種。
（2）互為同位素的是 和 (填兩組，每空填一組同位素)。
（3）質量數相等，但不能互稱為同位素的是 和 。
（4）中子數相等，但質子數不相等的是 和 。
1．下列互為同位素的是
A．和 B．和 C．和 D．和碳納米管
2．重水(D2O)是重要的核工業原料，下列說法不正確的是
A．氘(D)的原子核外有1個電子 B．1O與D互稱同位素
C．O2O與D2O互稱同素異形體 D．lmolD2O中含有10mol中子
3．核素、、、常被用作陸地生態分析研究。下列說法中錯誤的是
A．質子數為1 B．的電子數為10
C．和互稱為同位素 D．和核內的中子數相差9
4．下列說法正確的是
A．和互為同位素。
B．和都含有34個中子。
C．和含有不同的電子數
D．等質量的和含有相同的質子數。
5．饃(Mc)是115號元素，其原子核外最外層電子數是5，它有少種原子，如Mc、Mc等。下列說法正確的是
A．Mc、Mc互為同素異形體，化學性質幾乎相同
B．Mc原子核有173個中子
C．Mc位于周期表的第七周期第VA族，在同族元素中非金屬性最強
D．Mc的一種核素可由反應Am+Ca→Mc+3n得到，該核素符號為Mc
6．是人體必需的微量元素。下列關于和的說法中，正確的是
A．和都含有34個中子
B．和含有不同的電子數
C．和互為同位素
D．和分別含有44個和46個質子
7．1819年德國礦物學教授E．MitscOerlicO發現了化合物中的同晶形規律，這個規律是：相同晶型的化合物具有相同數目的原子且原子以相同的方式結合。例如，和就是互為同晶型的兩種化合物。化學家們后來利用這一規律來推測當時某些元素的相對原子質量。現在已知兩種非金屬元素和的含氯酸鈉鹽互為同晶型化合物，在的含氯酸鈉鹽中，鈉元素的質量分數為，A元素的質量分數為，其余為氯；在的含氯酸鈉鹽中，鈉元素的質量分數為，B元素的質量分數為，其余為氯。若元素的相對原子質量為，則元素的相對原子質量是
A． B． C． D．
8．根據要求回答下列相關問題：
（1）科學家進行科學探究時曾用48Ca轟擊Bk生成Uus和Uus下列說法錯誤的是 。
A．Uus和Uus互為同位素
B．48Ca、Bk表示兩種核素
C．48Ca、Bk、Uus和Uus屬于四種元素
（2）下列關于I和Cs和Cs的說法正確的是___________。
A．Cs和Cs的質子數相同，電子數不同
B．Cs和Cs的質量數相同，電子數不同
C．Cs和Cs的質子數相同，質量數不同
D．I和Cs和Cs的化學性質基本相同
（3）碘原子核外電子層數有 層，最外層電子數是 。
（4）钚的質子數為94。
①用核素符號表示：钚-238、钚-239和钚-244分別是 、 、 。
②钚的中子數為 。
21世紀教育網(www.21cnjy.com)

展開更多......

收起↑