2025版高考化学一轮总复习教案第五章物质结构与性质元素周期律第十六讲原子结构原子核外电子排布考点一原子结构核素和同位素

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知识梳理
1．原子结构
(1)构成原子的微粒及作用
eq \a\vs4\al\c1(原子,\\al(A,Z)X)eq \b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(\a\vs4\al\c1(原子核)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(质子 Z 个\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(每个质子带一个单位 正 , 电荷,相对质量约为 1 )),中子 A－Z 个\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(中子 不带 电,相对质量约为 1 )))),\a\vs4\al\c1(核外电子, Z 个)\b\lc\{\rc\ (\a\vs4\al\c1(围绕原子核做高速运动,每个电子带一个单位 负 电荷,相对质量约为一个质子中子, 的\f(1,1 836)))))
①决定元素种类的是 质子数(核电荷数)
②决定元素化学性质的是 最外层电子数
③决定原子种类的是 质子数和中子数
④决定原子相对质量的是 质子数和中子数
(2)原子结构中微粒之间的关系
[微点归纳] ①对于阳离子eq \\al(A,Z)Xn＋：核外电子数＝质子数－阳离子所带的电荷数＝Z－n；
②对于阴离子eq \\al(A,Z)Xm－：核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数＝Z＋m。
③微粒符号周围数字的含义
2．元素、核素、同位素、同素异形体
(1)同素异形体
同种元素组成的不同 单质 ，比如白磷与红磷，石墨、金刚石与C60，O2与O3等。
(2)元素、核素、同位素
①关系图示：
②同位素的特征：“六同三不同”。
③氢元素的三种核素
eq \\al(1,1)H：名称为 氕 ，不含中子；
eq \\al(2,1)H：用字母 D 表示，名称为 氘 或重氢；
eq \\al(3,1)H：用字母 T 表示，名称为 氚 或超重氢。
④常见的重要核素及其应用
[微点归纳] (1)由于同位素的存在，核素的种数远大于元素的种类。现行元素周期表已发现的元素有118种，核素的种数远大于118种。
(2)同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大；同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。
(3)原子不一定都有中子，如eq \\al(1,1)H。
(4)质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。
(5)不同核素可能具有相同的质子数，如eq \\al(2,1)H、eq \\al(3,1)H；也可能具有相同的中子数，如eq \\al(14, 6)C、eq \\al(16, 8)O；也可能具有相同的质量数，如eq \\al(14, 6)C、eq \\al(14, 7)N。
(6)一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素。
(7)同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。
(8)同位素是指同一元素的不同核素之间的关系，同素异形体是指同一元素的不同单质之间的关系，同分异构体是具有同分异构现象的化合物之间的关系。
区分时抓住概念的关键点——研究对象：同位素——原子，同素异形体——单质，同分异构体——化合物。
(9)只有核素才有质量数，质量数不适用于元素。质量数可以视为核素的近似相对原子质量。
(10)不同核素之间的转化属于核反应，原子核发生了变化，该过程不属于化学反应。
3．“四量”比较
4.核反应方程示例
5.核反应遵循的两守恒
(1)质量数守恒：反应前后质量数之和不变。
(2)电荷数守恒：反应前后质子数之和不变。
例：碳-14的β衰变：eq \\al(14, 6)C―→eq \\al(14, 7)N＋eq \\al( 0,－1)e
质量数守恒表达式： 14＝14＋0 ；电荷数守恒表达式： 6＝7－1 。核素
235 92U
14 6C
eq \\al(2,1)H(D)
eq \\al(3,1)H(T)
18 8O
用途
用于制造
核燃料
用于考古断代
(测定文物年代)
制 氢弹
示踪
原子
原子质量
原子的相对
原子质量
元素的相对
原子质量
质量数
定
义
一个原子的真实质量
一个原子的真实质量与一个 12 6C原子质量 的eq \f(1,12)的比值
该元素各种核素原子的相对原子质量与其在自然界中所占原子个数百分比的乘积之和
一个原子核内质子数与 中子数 之和
实
例
一个16 8O原子的质量是2.657×10－26 kg
16 8O的相对原子质量约为16
Ar＝Ar1a%＋Ar2b%＋…(其中a%＋b%＋…＝1)
18 8O的质量数为18
备
注
某核素的质量数可视为该核素的近似相对原子质量
铀-238的α衰变
eq \\al(238, 92)U―→eq \\al(234, 90)Th＋eq \\al(4,2)He
碳-14的β衰变
eq \\al(14, 6)C―→eq \\al(14, 7)N＋eq \\al( 0,－1)e
钋-209的α衰变
eq \\al(209, 84)P―→eq \\al(205, 82)Pb＋eq \\al(4,2)He
卢瑟福发现质子
eq \\al(14, 7)N＋eq \\al(4,2)He―→eq \\al(17, 8)O＋eq \\al(1,1)H
查德威克发现中子
eq \\al(9,4)Be＋eq \\al(4,2)He―→eq \\al(12, 6)C＋eq \\al(1,0)n
铀核裂变反应
eq \\al(235, 92)U＋eq \\al(1,0)n―→eq \\al(89,36)Kr＋eq \\al(144, 56)Ba＋3eq \\al(1,0)n
氘核与氚核聚变反应
eq \\al(2,1)H＋eq \\al(3,1)H―→eq \\al(4,2)He＋eq \\al(1,0)n