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第1節(jié) 原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)
學(xué)習(xí)目標(biāo) 素養(yǎng)目標(biāo)
1.知道質(zhì)量數(shù)和 的含義;掌握構(gòu)成原 子的微粒間的關(guān)系；知道元素、核素、同 位素的含義。 2.根據(jù)原子核外電子的排布規(guī)律,能畫 出 號(hào)元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖;了解原 子的最外層電子排布與元素的原子得失電 子能力和化合價(jià)的關(guān)系。 3.能用原子結(jié)構(gòu)知識(shí)解釋元素性質(zhì)及其 遞變規(guī)律，并能結(jié)合實(shí)驗(yàn)及事實(shí)進(jìn)行說明 ［宏觀辨識(shí)與微觀探析］通過對(duì)原子結(jié)構(gòu)和構(gòu)成的微觀認(rèn)知,明確原子質(zhì)量數(shù)與原子組成的關(guān)系,形成“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念。
［證據(jù)推理與模型認(rèn)知］通過原子結(jié)構(gòu)的微觀模型的建立,形成原子核外電子排布的初步模型
第1課時(shí) 原子核 核素
學(xué)習(xí)任務(wù)一 原子的構(gòu)成
學(xué)習(xí)任務(wù)二 核素、同位素
學(xué)習(xí)任務(wù)一 原子的構(gòu)成
【課前自主預(yù)習(xí)】
1.原子的構(gòu)成
（1）原子的構(gòu)成
質(zhì)子
中子
核外電子
（2）原子的表示方法
，如 表示________為37、________為17的氯原子。
質(zhì)量數(shù)
質(zhì)子數(shù)
2.質(zhì)量數(shù)
（1）質(zhì)量數(shù)：原子核中________和________之和。
質(zhì)子數(shù)
中子數(shù)
（2）兩個(gè)關(guān)系
①質(zhì)量數(shù)（）__________ ___________（質(zhì)量關(guān)系）。
②原子序數(shù)核電荷數(shù)________ ____________（數(shù)量關(guān)系）。
質(zhì)子數(shù)
中子數(shù)
質(zhì)子數(shù)
核外電子數(shù)
【情境問題思考】
英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福在 粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過理論分
析和計(jì)算，提出了核式原子模型：原子由原子核和核外電子構(gòu)成，
原子核帶正電荷，位于原子的中心；電子帶負(fù)電荷，在原子核周圍
空間做高速運(yùn)動(dòng)。
問題一： 任何原子都是由質(zhì)子、中子和電子構(gòu)成的嗎？
提示:不一定。 中含有一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，不含有中子。
問題二： 電子數(shù)相等的兩種微粒，其質(zhì)子數(shù)也相等嗎？
提示：不一定。如與 電子數(shù)相等，但質(zhì)子數(shù)不相等，分別
為11和9。
問題三： 原子的質(zhì)量數(shù)與原子的相對(duì)原子質(zhì)量相同嗎？
提示：不相同。原子的相對(duì)原子質(zhì)量是指該原子的真實(shí)質(zhì)量與 質(zhì)
量的 的比值，一般不是正整數(shù)；而原子的質(zhì)量數(shù)是該原子核內(nèi)質(zhì)
子數(shù)和中子數(shù)的代數(shù)和，都是正整數(shù)。
問題四： 若兩種微粒的質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)分別相等，則它們的關(guān)
系可能是什么？
提示:（1）兩種原子（同位素），如、、 ；
（2）兩種分子，如、、、、 ；
（3）兩種帶電荷數(shù)相同的陽離子，如、 ；
（4）兩種帶電荷數(shù)相同的陰離子，如、 。
【核心知識(shí)講解】
1.構(gòu)成原子微粒的應(yīng)用
（1）質(zhì)子數(shù)決定元素的種類。
（2）質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)決定原子的種類。
（3）原子的最外層電子數(shù)決定元素的化學(xué)性質(zhì)。
2.構(gòu)成原子或離子的微粒間的三種關(guān)系
（1）質(zhì)量關(guān)系：質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)。
（2）數(shù)量關(guān)系：核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)，對(duì)原子而言，核電荷數(shù)質(zhì)子
數(shù)核外電子數(shù)。
（3）大小關(guān)系
陽離子 質(zhì)子數(shù) 電子數(shù) 質(zhì)子數(shù)電子數(shù)
陰離子 質(zhì)子數(shù) 電子數(shù) 質(zhì)子數(shù)電子數(shù)
3.元素符號(hào)周圍數(shù)字的含義
【知識(shí)遷移應(yīng)用】
例1 [2024·遼寧朝陽月考] 下列關(guān)于離子 說法不正確的是
（ 為正整數(shù)）( )
A.的質(zhì)子數(shù)為
B.中含有的電子數(shù)為
C.原子的質(zhì)量數(shù)為
D.一個(gè)原子的質(zhì)量約為
√
[解析] 中左下角的表示質(zhì)子數(shù)，則其質(zhì)子數(shù)為 ，A正確；
中含有的電子數(shù)為，B正確；原子的質(zhì)量數(shù)為 ，C錯(cuò)誤；
該原子的質(zhì)量數(shù)為，摩爾質(zhì)量約為， 原子含有
個(gè)原子，則1個(gè)原子的質(zhì)量約為 ，D正確。
例2 核內(nèi)中子數(shù)為的離子，質(zhì)量數(shù)為，則 它的氧化物中所
含質(zhì)子的物質(zhì)的量為( )
A. B.
C. D.
[解析] 核內(nèi)中子數(shù)為的離子，質(zhì)量數(shù)為A，則 原子的質(zhì)子數(shù)
是；由題意可知氧化物的化學(xué)式是， 的質(zhì)子數(shù)為
；氧化物的物質(zhì)的量是 ，則所含質(zhì)子的物質(zhì)
的量為 。
√
［易錯(cuò)警示］
（1）原子不一定都有中子，如 。
（2）質(zhì)子數(shù)相同的微粒不一定屬于同一種物質(zhì)，如與 。
（3）核外電子數(shù)相同的微粒，其質(zhì)子數(shù)不一定相同，如 與
、等，與 等。
學(xué)習(xí)任務(wù)二 核素、同位素
【課前自主預(yù)習(xí)】
1.元素
具有______________（即質(zhì)子數(shù)）的同一類原子總稱為元素。元素
的種類是由原子核內(nèi)的________決定的。
相同核電荷數(shù)
質(zhì)子數(shù)
2.核素
具有相同數(shù)目的______和相同數(shù)目的______的一類原子稱為核素。
在天然元素中，許多元素都具有多種核素，如碳元素有三種核素
、、、氧元素有三種核素、、 等。
質(zhì)子
中子
3.同位素
（1）定義：________相同而________不同的同一種元素的不同核素
互為同位素。
（2）性質(zhì)
①互為同位素的原子______性質(zhì)幾乎完全相同，______性質(zhì)有所不同。
②由同位素的不同原子構(gòu)成的單質(zhì)（或化合物），化學(xué)性質(zhì)幾乎相
同而物理性質(zhì)都有一定的差別。
③在天然存在的某種元素中，不論是游離態(tài)還是化合態(tài)，各種核素
在自然界中的豐度一般是不變的。
質(zhì)子數(shù)
中子數(shù)
化學(xué)
物理
（3）用途
_____是核反應(yīng)堆的燃料；________可用于制造氫彈；放射性同位素
發(fā)出的射線可用于金屬制品探傷、人體疾病診斷和腫瘤治療等。
、
【情境問題思考】
科學(xué)家發(fā)現(xiàn)有三種氫原子：氕、氘、氚。這三種氫原子中質(zhì)子、
中子和電子的數(shù)量關(guān)系如圖所示：
問題一： 氕、氘、氚的原子結(jié)構(gòu)有何異同？如何用符號(hào)表示這三種
氫原子？氕、氘、氚屬于同種元素嗎？
提示：氕、氘、氚三種原子的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，具體可表
示為（氕）、（氘）、 （氚），三種原子都屬于氫元素。
問題二： 一種元素可以有多種核素，決定核素的微粒是什么？如何
判斷不同核素是否互為同位素？
提示：核電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）決定了元素種類，只有確定了質(zhì)子數(shù)和
中子數(shù)才能確定核素；同位素屬于同種元素，其質(zhì)子數(shù)一定相同，
故不同核素中，質(zhì)子數(shù)相同的核素互為同位素。
問題三： 元素、核素、同位素、同素異形體之間的區(qū)別與聯(lián)系是什么
提示：
【核心知識(shí)講解】
1.同位素的“六同三不同”
2.元素、核素、同位素、同素異形體的比較
元素 核素 同位素 同素異形體
概念 質(zhì)子 數(shù)相同的 同一類原 子 質(zhì)子數(shù)、 中子數(shù)都一定 的原子 質(zhì)子數(shù)相 同、中子數(shù)不同 的同一種元素的 不同核素 同種元素
形成的不同單
質(zhì)
范圍 原子 原子 原子 單質(zhì)
元素 核素 同位素 同素異形體
特性 只有 種類，沒 有個(gè) 數(shù) 化學(xué)反應(yīng) 中的最小微粒 由同位素組 成的單質(zhì)，化學(xué) 性質(zhì)幾乎相同， 物理性質(zhì)不同 由一種元
素組成，可獨(dú)
立存在
決定因素 質(zhì)子數(shù) 質(zhì)子數(shù)、中子數(shù) 質(zhì)子數(shù)、中子數(shù) 組成元素、結(jié)構(gòu)
舉例 、C、 三種元素 、 、 三種核素 、 、 互為同位素 石墨與金剛石
續(xù)表
【知識(shí)遷移應(yīng)用】
例3（1） 有5種單核微粒，它們分別是、、、 、
（“ ”內(nèi)元素符號(hào)未寫出），則它們所屬元素的種類有___種。
（2）、、 三種微粒都屬于________，因?yàn)樗鼈兪蔷哂邢嗤?br/>____________________的同一類原子。
（3）在、、、、、、、 中，核素、元素的
種類數(shù)分別為___種、___種。
3
氫元素
質(zhì)子數(shù)（核電荷數(shù)）
8
3
（4）、、 的關(guān)系為________，因?yàn)樗鼈兪蔷哂衉________
_______________的同一種元素的不同原子，它們的化學(xué)性質(zhì)幾乎完
全相同。
同位素
相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)
[解析] 根據(jù)“三素”（元素、核素、同位素）的含義進(jìn)行分析。
例4 [2024·福建廈門二中月考] “玉兔”號(hào)月球車用 作為熱源材
料，下列關(guān)于 的說法正確的是( )
A.與 互為同位素
B.與 互為同素異形體
C.與 具有完全相同的化學(xué)性質(zhì)
D.與 具有相同的最外層電子數(shù)
√
[解析] 與的質(zhì)子數(shù)不同，故不互為同位素，A錯(cuò)誤；
與 質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，故互為同位素，而同素異形體是
指同一元素形成的性質(zhì)不同的幾種單質(zhì)，B錯(cuò)誤；與 質(zhì)子
數(shù)不同，不是同一元素，故不可能具有完全相同的化學(xué)性質(zhì)，C錯(cuò)
誤；與 質(zhì)子數(shù)相同，即核外電子數(shù)相同，故具有相同的
最外層電子數(shù)，D正確。
［易錯(cuò)警示］
（1）在辨析核素和同素異形體時(shí)，通常只根據(jù)二者研究范圍不同即
可作出判斷。
（2）同種元素可以有多種不同的同位素原子，所以元素的種類數(shù)目
遠(yuǎn)少于原子的種類數(shù)目。
（3）自然界中，元素的各種同位素的含量基本保持不變。
1.判斷正誤（正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”）。
（1）離子的核電荷數(shù)一定等于其核外電子數(shù)( )
×
[解析] 鈉離子的核電荷數(shù)大于其核外電子數(shù)。
（2）所有原子都由質(zhì)子、中子和核外電子構(gòu)成( )
×
[解析] 無中子。
（3）不同元素的核素的質(zhì)量數(shù)一定不同( )
×
[解析] 和 的質(zhì)量數(shù)相同。
（4）和 互為同位素( )
×
[解析] 和 質(zhì)子數(shù)不同，不互為同位素。
（5）與 是同一種核素( )
×
[解析] 與 是不同核素。
（6）與 為同種單質(zhì)( )
√
2.[2024·天津武清區(qū)月考]在賓館、辦公樓等公共場(chǎng)所，常使用一種
電離式煙霧報(bào)警器，其主體是一個(gè)放有镅 放射源的電離室。下
列關(guān)于 的說法正確的是( )
A.質(zhì)量數(shù)241 B.中子數(shù)95 C.電子數(shù)146 D.質(zhì)子數(shù)51
[解析] 中241表示該核素的質(zhì)量數(shù)，故A正確；中子數(shù) 質(zhì)量
數(shù)-質(zhì)子數(shù)，則的中子數(shù)為 ，故B錯(cuò)誤；原子中，
電子數(shù)核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)，則 的電子數(shù)為95，故C錯(cuò)誤；
中95表示該核素的質(zhì)子數(shù)，故D錯(cuò)誤。
√
3.已知質(zhì)量數(shù)為的某陽離子,核外有 個(gè)電子，則核內(nèi)中子數(shù)為
( )
A. B. C. D.
[解析] 原子失去電子形成陽離子，質(zhì)子數(shù)不變，失去的電子數(shù)等于
該陽離子所帶的電荷數(shù)，所以陽離子中質(zhì)子數(shù)所帶的電荷數(shù) 核外
電子數(shù)；中子數(shù)質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)。陽離子 ，質(zhì)量數(shù)為A，核外有
個(gè)電子，所以其質(zhì)子數(shù)，由于中子數(shù) 質(zhì)量數(shù)-質(zhì)子數(shù)，
故中子數(shù) 。
√
4.[2024·甘肅蘭州期末]科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)了鐵的新同位素“鐵 ”，揭秘
了超新星爆炸歷史真相。下列說法中正確的是( )
A.鐵 的質(zhì)子數(shù)為60
B. 的核內(nèi)質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)多8
C.與 的核外電子數(shù)相同，屬于不同核素
D.與 的化學(xué)性質(zhì)相似，互為同素異形體
√
[解析] 鐵的質(zhì)量數(shù)為60，質(zhì)子數(shù)為26，故A錯(cuò)誤； 的核內(nèi)質(zhì)
子數(shù)是26，中子數(shù)是 ，質(zhì)子數(shù)比中子數(shù)少8，故B錯(cuò)
誤；與 的核外電子數(shù)都是26，二者的中子數(shù)不同，屬于不
同核素，故C正確；與 的質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同，互為同
位素，故D錯(cuò)誤。
5.實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是我國(guó)向世界作出的莊嚴(yán)承諾。下列有關(guān)
和 的說法中正確的是( )
A.和 的質(zhì)子數(shù)相同，互稱為同位素
B.和 的質(zhì)量數(shù)相同，互稱為同位素
C.和 的質(zhì)子數(shù)相同，是同一種核素
D.和 的核外電子數(shù)相同，中子數(shù)不同，不能互稱為同位素
[解析] 和 的質(zhì)子數(shù)（核外電子數(shù)）相同，中子數(shù)不同，二者
互稱為同位素，A正確,D錯(cuò)誤；和 的質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，
因此質(zhì)量數(shù)不相同，B錯(cuò)誤；和 的質(zhì)子數(shù)相同，但中子數(shù)不同，
不是同一種核素，C錯(cuò)誤。
√
1.兩種微粒的結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示，下列說法不正確的是( )
A.它們的核外電子數(shù)相同
B.甲表示陰離子，乙表示原子
C.它們屬于同種元素
D.它們的核外電子排布相同
√
[解析] 由甲和乙的微粒結(jié)構(gòu)示意圖可知，二者核外電子總數(shù)均為10，
A正確。甲中質(zhì)子數(shù)為8，電子總數(shù)為10，則甲是陰離子；乙中質(zhì)子
數(shù)和電子數(shù)均為10，則乙是原子，B正確。質(zhì)子數(shù)決定元素的種類，
甲和乙的質(zhì)子數(shù)分別為8和10，故二者屬于不同種元素，C錯(cuò)誤。由
甲和乙的微粒結(jié)構(gòu)示意圖可知，二者核外都有2個(gè)電子層，且電子總
數(shù)均為10，故二者的核外電子排布相同，D正確。
2.正電子發(fā)射斷層成像 技術(shù)是核醫(yī)學(xué)領(lǐng)域比較先進(jìn)的臨床檢查
影像技術(shù)，檢測(cè)之前需要患者服用被 標(biāo)記的藥物分子。下列關(guān)于
的說法正確的是 ( )
A.與 的化學(xué)性質(zhì)不同
B.與 的質(zhì)量數(shù)相同
C. 原子中有9個(gè)質(zhì)子、9個(gè)中子、18個(gè)電子
D.與 互為同位素
[解析] 與的核外電子排布相同，化學(xué)性質(zhì)相同，A錯(cuò)誤；
與的質(zhì)量數(shù)均為18，B正確； 原子中有9個(gè)質(zhì)子、9個(gè)中子、9
個(gè)電子，C錯(cuò)誤；與 質(zhì)子數(shù)不同，不互為同位素，D錯(cuò)誤。
√
3.以 為原料的核裂變過程如圖所示。下列說法錯(cuò)誤的是 ( )
A.和 互為同位素
B.圖中出現(xiàn)的核素共3種
C.稀有氣體 的原子最外層電子數(shù)為8
D. 的質(zhì)量數(shù)為141
√
[解析] 質(zhì)子數(shù)相同、中子數(shù)不同的核素互為同位素，和 互
為同位素，A正確；核素是指具有相同數(shù)目的質(zhì)子和相同數(shù)目的中子
的一類原子，圖中出現(xiàn)的核素有、、、 ，共4種，
B錯(cuò)誤；稀有氣體 的原子核外電子排布為2、8、18、8，最外層
電子數(shù)為8，C正確；元素符號(hào)左上角數(shù)字代表質(zhì)量數(shù)， 的質(zhì)量
數(shù)為141，D正確。
4.已知核外有個(gè)電子、個(gè)中子，表示 原子組成的符號(hào)正確的
是( )
A. B. C. D.
[解析] 核外有個(gè)電子，則原子的質(zhì)子數(shù)為； 原子變成
過程中子數(shù)不變，則原子也有個(gè)中子，推知 原子的質(zhì)量數(shù)為
，故原子表示為 。
√
5.用 表示原子：
（1）原子的中子數(shù) ______。
[解析] 。
（2）共有 個(gè)電子，則該陽離子的中子數(shù)為__________。
[解析] 共有個(gè)電子，中性原子的電子數(shù)為 ，則
。
（3）共有 個(gè)電子，則該陰離子的中子數(shù)為__________。
[解析] 共有個(gè)電子，中性原子的電子數(shù)為 ，則
。
（4）核外有個(gè)電子，核內(nèi)含有個(gè)中子，則 原子可表示為
________。
（5）核內(nèi)有個(gè)中子，其質(zhì)量數(shù)為，則 所含電子的物質(zhì)
的量為_____________。
[解析] 所含電子數(shù)為，則 所含電子的物質(zhì)的量
為 。

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