第五章 原子结构 元素周期律 第一节 原子核 主讲人：王立新 [基础知识] 1．组成物质的三种微粒： 宏观：元素 物质的组成 微观：分子、原子、离子 2．构成原子的三种微粒： 原子（
）

核外电子Z个 （
：代表一个质量数为A、质子数为Z的原子。） 3．同位素： 4．原子量： （1）同位素的相对原子质量 （2）元素的相对原子质量 （3）元素的近似原子质量 [学习指导] 1.你能否正确填写构成
原子的三种微粒的基本性质？ 微 粒 种 类 质 子 中 子 电 子  电 性     电 量     相 对 质 量     数 量 关 系 核电荷数 核内质子数 核外电子数 质子数 中子数 质量数 原子的近似原子质量 元素的相对原子质量

…   2.元素与同位素： 元 素 同 位 素  概念 具有相同核电荷数（质子数）的同类原子的总称。 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素。因大多种元素都有若干种同位素存在，所以原子种类多于元素种类。   3.质量数是表示质量还是表示数量？ 所谓质量数就是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。可见质量数既表示质子和中子的相对质量总和又表示质子和中子总数量。 4.相对原子质量标准是12g C-12的十二分之一，碳元素的相对原子质量应该是12，但课本上给出的相对原子质量为12.01，这是怎么回事？ 这是因为大多数元素都存在同位素，碳存在三种同位素：
、
、
，碳元素的相对原子质量应该是上述三种同位素的相对原子质量的平均值。由上面的分析可知，元素的相对原子质量和原子的相对原子质量不是同一概念。元素的相对原子质量实际上是元素的平均相对原子质量。 [例题精析] 例1．核内中子数为N的
离子，质量数为A，则ng它的氧化物中所含质子的物质的量是（ ） （A）
（B）
（C）
（D）
[分析] 本题通过物质的质量、摩尔质量、物质的量之间的换算关系，对原子、离子、分子中所含微粒数进行考查。在原子中： 质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N） 核电荷数=质子数=原子序数=原子核外电子数 还应明确原子转变为离子的过程：原子失去电子转变为阳离子，阳离子所带的正电荷数就是其相应原子失去的电子数。原子得到电子转变为阴离子，阴离子所带的负电荷数就是其相应原子得到的电子数。若把电子的质量忽略不计，可知某元素的原子与其形成的离子所含的质子数、中子数是相等的，故其质量也相等。 解本题还须用物质的量（mol）=
将题给氧化物的质量换算为物质的量，再结合原子、离子的构成，就可推算出所求。 [解]由
离子所带电荷数可知R显+2价，其氧化物的分子式为RO，
离子的质量数为A，RO的摩尔质量为（A+16）g/mol，n g RO的物质的量为
。
离子所含质子数为（A-N），1mol RO中所含质子的物质的量为（A-N+8）mol，则
RO中所含质子的物质的量为
。 [答] （A） [点拨]解本题时容易出现的主要错误有： （1）把R原子的摩尔质量错当成RO物质的摩尔质量。 （2）把氧原子的质子数与氧原子的质量数相混淆，以致使计算出的结果错误。 例2．科学家制造出112号新元素，其原子的质量数为277，这是迄今已知元素中最重的原子。关于该新元素的下列叙述正确的是（ ） A．其原子核中子数和质子数都是112 B．其原子核内中子数为165，核外电子数为112 C．其原子质量是12C原子质量的277倍 D．其原子质量与12C原子质量比为277:12 [分析] 因为原子中的质量数等于质子数和中子数之和，112号元素中质子数为112，则中子数为277-112=165,核外电子数为112，故A错误，B正确。同位素相对原子质量是以该同位素的一个原子的质量与
原子质量的1/12作比较而得的相对比值，故C错误，D正确。 [答]B、D [点拨]在计算同位素相对原子质量时，易将
原子的质量作为标准而代入，导致结果错误。 例3．铜有两种天然同位素
、
，参考铜的相对原子质量（63.5），估算
所占百分数约是（ ） A．25% B. 50% C.66.7% D.75% [分析]本题主要考查原子结构、质量数、同位素、元素的相对原子质量等知识。
是铜元素的两种同位素，其质量数分别为65和63。根据同位素的质量数可计算出该元素的近似平均相对原子质量。可用公式法或十字交叉法来计算。 [解]解法I：设
原子所占原子百分数为x%，则
的原子百分数为（1-x%）
x=75 即
所占原子百分数为75% 解法Ⅱ：
63 1.5 63.5
65 0.5
与
的原子个数比为

的原子百分数为
[答] D [点拨] （1）严格区分同位素的相对原子质量与元素的相对原子质量。 （2）求某元素的相对原子质量时，根据某元素天然同位素原子所占的百分数和有关核素的相对原子质量来进行求算，切不可代入质量分数。 （3）用十字交叉法时，首先求出的只是两种同位素的原子个数比，而不是某同位素的原子个数百分比。 例4．由某元素x构成气态双原子分子有三种分子量，分别为70，72，74，该气体中三种分子（与分子量相对应）的物质的量之比为9：6：1。确定 （1）x元素有几种同位素，质量数分别是多少？ （2）各同位素的原子百分比是多少？ （3）X元素的原子量？ [分析]分子是由原子构成的，由于同种元素含有不同种的原子，因而同类分子也含有不同种分子（分子量不同，原子比相同）。那么三种双原子分子是由几种同位素构成呢？如H有
、
、
，由它们构成的H2共有6种（
）。所以，X元素应有两种同位素。 [解] （1）设X的两种同位素为
和
（令an时 mR m a-n a nR n m-a 原子总数：a-n+m-a=m-n nR%=
故选C. 二． 1．
,
9:10:11 2．1.6克 3．
， 2b-m-1 4．1:3 ∵2H2O
2H2↑+O2↑，2D2O
2D2↑+O2↑ ∴生成
=2:1 ∴


D2 4 0.5 2.5 ____ =
H2 2 1.5 ∴
即
三． 1. (1)



(2)
有0.51mol
有0.54mol 2.含
的质量为4.625克。由同位素原子求算氯元素的相对原子质量时，X1% X2%是原子个数百分比，而不是质量分数，需将29.25克氯化钠中所含
的物质的量求算出来，再求出其质量。 3．（1）2：3 （2）3：4 同温同压同体积的气体单质所含分子个数相等。 [走向高考] 1．（93.全国）1992年，我国取得的重大科技成果之一是发现了三种元素的新的同位素，其中一种是
，它的中子数是（ ） A.80 B.128 C.208 D.288 2．(99.全国)原计划实现全球卫星通讯需发射77颗卫星，这与铱（Ir）元素的原子核外电子数恰好相等，因此称为“铱星计划”。已知铱的一种同位素是
，则其核内的中子数是（ ） A.77 B.114 C.191 D.268 3．(99.全国)已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素，而铱的平均原子量为192.22,这两种同位素的原子个数比应为（ ） A.39:61 B.61:39 C.1:1 D.39:11 4．(99.上海)据报道，上海某医院正在研究用放射性同位素碘
治疗肿瘤。该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是（ ） A.72 B.19 C.53 D.125 答案： 1．B 根据质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）计算 2．B 3．A 解法I—十字交叉法：
解法II—代数法： 设质量数为191的铱的原子个数为x，质量数为193的铱的原子个数为y，191x+193y=192.22(x+y)解得x:y=39:61故选A 4．B 根据质量数（A）=质子数（Z）+中子数（N）， 核外电子数=核电荷数=质子数来计算. (超1)元素: 具有相同核电荷数的一类原子的总称。 (超2) 分子：是保持物质化学性质的一种微粒。 原子：是化学变化中的最小微粒。 离子：带电的原子或原子团。 (超3) 质子：相对质量近似1，带一个单位正电荷，决定 ①元素种类，②核电荷数，③原子序数。 (超4)中子：相对质量近似1，不带电荷，决定同位素。 (超5)电子：带一个单位负电荷，最外层电子决定化学性质。 1个电子质量=
. 关系
（超6） （1）定义：具有相同质子数和不同中子数的同一元素的不同原子互称同位素 （2）性质： ①同一元素的各种同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同。 ②天然存在的某种元素里，不论是游离态还是化合态，各种同位素所占的原子个数百分比一般不变的。 （3）实例：H的三种同位素：
、
、
，C的三种同位素：
、
、
（4）组成物质：重水
，重氢（
） （超7）同位素相对原子质量：是将该原子的真实质量与
质量的1/12相比较所得的数值。（无单位） 例如：
的相对原子质量是34.969，
的相对原子质量是36.966. 同位素的近似原子量
质量数 例如：
的近似原子质量35，
的近似原子质量37 质量数：忽略电子的质量，原子核内所有质子和中子的相对质量的近似整数值之和。 例如：
的质量数是35，
的质量数是37 （超8）元素的相对原子质量：即各同位素相对原子质量的平均值。
%+
… 其中，
…为同位素的相对原子质量。
…为同位素的原子所含的百分数。 例如： 符号 同位素的相 在自然界各同位素 对原子质量 原子所占的百分数
34.969 75.77%
36.966 24.23%
（超9）元素的近似相对原子质量：将元素的相对原子质量计算公式中的
…用同位素的质量数代替，所得结果即为元素的近似原子质量。 例如：
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