人教版高中化学必修二核素精品课件

第一章物质结构元素周期律第一节元素周期表(共3课时)第一章第一节第3课时核素新情境·激趣入题方法警示探究新知识·预习探究新思维·名师讲堂新提升·达标作业新考题·随堂自测新情境·激趣入题北京王府井古人类文化遗址博物馆向世人展示“北京人”狩猎、烧火、制造工具的痕迹。博物馆300多平方米的展厅里，将陈列在原址发掘出土的石砧、石锤、石片，还有原始牛、斑鹿、鸵鸟、鱼类等古生物的骨骼及古人类制成的骨铲、骨片等工具。再现25000年前斑鹿跳跃、鸵鸟欢腾、望山听水、野猪生息景象。那么“25000年”是怎样测出来的呢？“25000年”是通过测定遗迹里的一种碳原子——碳－14(14C)原子的数量来推断出的。那么碳－14原子和作为相对原子质量标准的碳－12原子(12C)在原子结构上有什么异同？这与我们要学习的核素、同位素两概念有何密切的关系呢？同学们，下面就让我们一块走进丰富多彩的物质世界，寻找它们的内在规律吧！新知识·预习探究●学习目标1．了解质量数和AZX的含义。2．了解核素、同位素的概念。3．了解原子的构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及质量数与质子数、中子数之间的相互关系。●新知预习1．核素(1)具有一定数目□1________和一定数目□2________的一种原子叫做核素。(2)氢有三种核素：氕，原子符号为□3________；氘，原子符号为□4________或□5________；氚，原子符号为□6________或□7________。2．同位素(1)□8________相同而□9________不同的同一元素的不同原子互称同位素，即同一元素的不同□10________互称为同位素。(2)天然存在的同位素，相互间保持一定的□11________。(3)用途：①考古中用□12________测定文物的年代。②□13________和□14________用于制造氢弹。③放射性同位素释放的射线可用于□15________、□16________和□17________等。自我校对：□1质子□2中子□311H□421H□5D□631H□7T□8质子数□9中子数□10核素□11比率□12146C□1321H□1431H□15育种□16治疗癌症□17肿瘤●自主探究1．现代原子结构理论是如何认识原子结构的？提示：除了肯定原子是由居于原子中心的带正电的密度极大的原子核和围绕原子核做高速运转的电子构成以外，还明确知道原子核是由带正电的质子和不带电的中子构成，还进一步研究出了质子和中子是由更小的基本粒子——夸克构成。更重要的是用“量子理论”来解释了原子的结构和状态。而中学化学只是简单地用“电子层”的概念来很粗浅地说明了一点简单道理而已，要想了解更多更深的内容，得需要很多高等理论知识，这里只是知道还有我们暂时了解不到的内容。2．元素、原子、核素和同位素四个概念有什么区别和联系？提示：元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类原子的总称，其决定因素是质子数；元素是一类原子的“总称”，只可以论种类，不能论个数，无质量数；元素的相对原子质量是由它的各种天然核素的相对原子质量与原子百分比计算出来的平均值。原子是具有一定质子和一定中子(H除外)的单核中性微粒，它是化学变化的最小(基本)粒子，其决定因素是质子数、中子数和电子数；属微观粒子，可以论种类，也可以论个数；每种原子都有其相应的质量数；其相对原子质量就是用该原子的实际质量与一种126C的原子实际质量的1/12相比而得到的比值。核素，其实就是一种原子。而同位素，是质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素(原子)的互称，是不同核素(原子)的一种特殊关系，其决定因素是质子数和中子数；大多数的元素都有几种核素，存在同位素关系，所以导致了元素的相对原子质量是个平均值。四个概念的关系可用下图表示：新思维·名师讲堂知识点1●思维导图核素与同位素●教材点拨1．质量数(1)定义：原子的质量主要集中在原子核上，质子和中子的相对质量都近似为1，忽略电子的质量，将核内所有质子和中子的相对质量取近似值加起来，所得的数值叫做质量数。质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)(2)原子的表示形式：元素符号为X的某原子，其质子数为Z，质量数为A，则该原子的表示形式为AZX。组成原子的粒子间的关系为：温馨提示：①AZX表示一个质量数为A，质子数为Z的X原子。比如168O表示一个质量数为16，质子数为8的氧原子。②原子核电荷数越大的元素，其相对原子质量不一定越大。如钴和镍其核电荷数分别为27和28，但其相对原子质量分别为58.93和58.69。2．核素(1)定义：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫做核素。(2)同种元素的原子核中，中子数不一定相同，如11H、21H(D)、31H(T)，这3种中子数不同的原子各为氢元素的一种核素。(3)一种核素代表一种原子，一种元素有几种核素就有几种原子。(4)核素与元素的关系核素是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子，元素是具有相同质子数(核电荷数)的同一类核素(原子)的总称。在现已知的110多种元素中，大多数的元素都包括两种或多种不同的核素，少数的元素只有一种核素，如下表3.同位素(1)定义：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称．．为同位素。即同一元素的不同核素互称为同位素。如11H、21H、31H三种核素互称为氢元素的同位素。温馨提示：①11H、21H是两种核素，它们互称为同位素，同位素的质子数一定相同，中子数一定不相同。②同位素的质子数相同，原子核外电子层结构相同，化学性质基本相同。③大多数元素都有同位素，所以原子的种类比元素的种类要多。④同位素属于同一种元素，但不是同种原子。例如11H、21H、31H是三种不同的氢原子，都属于氢元素。⑤不能简单根据微粒所含质子数判断元素或核素种类。质子数相同的微粒不一定是同种元素，也不一定是同种核素。若两种微粒所含的质子数与核外电子数分别相同，则可能有以下四种情况：A．两种核素，如16O和18O；B．两种分子，如H2O和NH3；C．两种阳离子，如NH＋4和Na＋；D．两种阴离子，如OH－和F－。(2)同位素的特点：①相同质子数，不同中子数；②同种元素，不同原子；③各同位素原子的化学性质基本相同；④在天然存在的元素里，不论是游离态还是化合态，各同位素原子的含量一般是不变的；⑤通常我们所说的元素的相对原子质量是按各种天然同位素原子所占的一定百分比算出来的平均值。(3)同位素的分类：许多元素存在同位素，同位素有天然存在的，也有人工制造的，有的具有放射性，叫这种元素的放射性同位素，有的没有放射性，即稳定同位素，有的元素只有一种核素，没有其他同位素原子，如2311Na。(4)几种重要同位素及其应用①在氢元素的三种核素中，21H和31H可以制造氢弹。②铀元素有23492U、23592U、23892U等多种核素，其中23592U是制造原子弹和核反应堆的燃料。③氧元素有168O、178O、188O三种核素，其中188O常作示踪原子。④碳元素有126C、136C、146C等几种同位素，而126C就是作相对原子质量标准的那种碳原子(通常也叫碳－12)，146C在考古中有重要应用，测定一些文物的年代。⑤利用放射性同位素可以给金属制品探伤、抑制马铃薯和洋葱等发芽，延长保鲜期。在医疗方面，可以利用某些核素放射出的射线治疗癌症等。4．元素、核素、同位素、同素异形体间的联系5．元素、核素、同位素、同素异形体的区别决定因素质子数质子数、中子数质子数、中子数组成元素、结构举例H、C、O三种元素11H、21H、31H三种核素11H、21H、31H互称同位素O2与O3互为同素异形体●典例透析【典例1】(2012·成都高一检测)1919年，科学家第一次实现了人类多年的梦想——人工转变元素。这个核反应如下：147N＋42He―→178O＋11H，下列叙述正确的是()A.178O原子核内有9个质子B.11H原子核内有1个中子C．O2和O3互为同位素D．通常情况下，He和N2化学性质都很稳定【解析】178O原子核内质子数是8，A错误；11H原子核内中子数是1－1＝0，B错误；O2和O3互为同素异形体，C错误；通常情况下，He和N2化学性质都很稳定，D正确。【答案】D●变式训练1．(2012·聊城高一检测)11H、21H、31H、H＋、H2可以表示()A．氢的五种同位素B．五种氢元素C．化学性质不同的氢原子D．氢元素的五种不同粒子答案：D点拨：11H、21H、31H、H＋和H2表示氢元素的五种不同粒子，其中11H、21H、31H是氢元素的三种核素，H＋表示氢离子，H2表示氢气分子，D正确。知识点2●思维导图※几种常见的相对原子质量●教材点拨1．原子的相对原子质量(即核素的相对原子质量)原子的相对原子质量＝一个该原子的质量一个12C原子质量×1122．原子的近似相对原子质量＝质量数＝质子数＋中子数。3．元素(精确)的相对原子质量根据各种核素的相对原子质量和它们在原子总数中所占的组成分数计算的平均值。计算公式为：Mr＝A·a%＋B·b%＋C·c%＋……其中A、B、C分别为各同位素的相对原子质量；a%、b%、c%分别为自然界中各同位素所占的原子的含量或原子个数的组成分数；Mr是元素(精确)的相对原子质量。例：如氧有三种天然同位素，它们的同位素原子的相对原子质量和各同位素原子含量(即原子个数百分比)的数据分别为：168O15.99599.759%178O16.9990.037%188O17.9990.204%则氧元素(精确)的相对原子质量为：Mr＝15.999×99.759%＋16.999×0.037%＋17.999×0.204%＝15.999。4．元素的近似相对原子质量可根据各种核素(同位素)的质量数按上法计算。如氧元素的近似相对原子质量为：Mr＝16×99.759%＋17×0.037%＋18×0.204%＝16.0045.AZXn±中各微粒之间的关系(1)质子数＝核电荷数＝原子序数＝核外电子数(原子中)。(2)离子电荷数＝质子数－核外电子数。(3)质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。(4)质子数(Z)＝阳离子的核外电子数＋阳离子的电荷数。(5)质子数(Z)＝阴离子的核外电子数－阴离子的电荷数。温馨提示：应用上述关系时要特别注意原子与离子的区别以及阳离子和阴离子的区别。原子在成为阳离子后，少了1个电子层，而原子成为阴离子后，电子层数不变。6．原子、元素中的因果关系(1)元素的类型决定于原子核内的质子数(核电荷数)。(2)核素的类型决定于原子核内的质子数和中子数。(3)同位素关系的第一决定因素是核内质子数(核电荷数)，第二决定因素是核内中子数。(4)元素的化学性质主要决定于原子的最外层电子数(严格地说是外围电子数)。(5)微粒的电性表现取决于原子得失电子的数目。7．元素周期表中的数字规律(1)十八列分十六个族，三列一家的是Ⅷ族；左Ⅰ～Ⅶ中只两个是主族，右Ⅰ～Ⅶ中只两个是副族；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ全成对，Ⅷ单0亦单。(2)有的人说有九个行，也有的人说有七个行，还有的人说有六个半行，更多的人说三短、四长、七不全。(3)横七竖十八，七期十六族。(4)周期数＝原子的电子层数。(5)主族数＝原子的最外层电子数。(6)主族数＝原子的价电子数。(7)主族数＝元素的最高正价数(F、O除外)。(8)主族数＝8＋元素的负价数(氢除外)。(9)在同一主族内，族数和原子的原子序数、核内质子数、核电荷数、核外电子数，最外层电子数、价电子数、离子的电荷数，元素的主要正、负化合价数等等，这么多的数，见一个是偶数其他都是偶数，见一个是奇数其他都是奇数。(10)在同一周期内，从左到右的原子序数是连续数；在ⅠA族内，从上到下原子序数按2、8、8、18、18、32的幅度跳跃，在0族内，从上到下原子序数按8、8、18、18、32的幅度跳跃。(11)同样是同周期中ⅢA族与ⅡA族的近邻元素，原子序数之差竟然有1、11、25等的多样性。(12)短周期元素X、Y、Z，具有如下表(Ⅰ)所示的