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(共30张PPT)
第四章物质结构 元素周期律
第一节 原子结构与元素周期表
第二节 元素周期律
第三节 化学键
新课标人教版必修一
1、原子结构
2、元素周期表
3、核素
4、碱金属元素
5、卤族元素
第一节 原子结构与元素周期表
北大校园
铀-235原子核完全裂变放出的能量是同量煤完全燃烧放出能量的2700000 倍。也就是说1克U-235完全裂变释放的能量相当于2吨半优质煤完全燃烧时所释放的能量。
原子核裂变放出的能量
科学视野
射线在磁场中偏转示意图
Ｕ-235的裂变过程
重水堆核电站是发展较早的核电站，有各种类别，但已实现工业规模推广的只有加拿大发展起来的坎杜型压力管式重水堆核电站。
重水堆为热源的核电站
重水堆是以重水作慢化剂的反应堆，可以直接利用天然铀作为核燃料。重水堆可用轻水或重水作冷却剂，重水堆分压力容器式和压力管式类。
科学视野
ACP1000
中国三代核电的华龙一号
福建福清核电站
2021年1月30日投入商业运行
原子子的电性与基本粒子
导入
Leading-in
1个电子带一个单位负电荷
原子核显正电性，但原子核不是构成原子的基本粒子。
中子不带电
1个质子带一个单位正电荷
原子作为一个整体不显电性
核电荷数＝质子数＝核外电子数(原子中)
原子核不是构成原子的基本粒子，且一个原子只有一个原子核。不同种元素的原子，原子核一定不同；同种元素的原子，中子数可能不同，原子核也有可能不同。
讨论1、在同种元素的原子中，中子数可能不同，这些粒子相互之间有何种关系
原子结构与元素周期表
第三课时
核素
走进《必修1》，探索无机世界的奥秘，从学习原子结构与元素周期表开始！
原子
原子核
核外电子
质子
中子
{
{
化学变化中的最小粒子是原子，化学变化的实质是原子的重新组合。
(1)原子虽小，还可以再分
1.原子、原子核的构成
(2)基本粒子的决定作用
①决定元素种类的是：
②决定原子种类的是：
③决定元素化学性质的是：
质子数
质子数和中子数
核外电子数，主要是最外层电子数
知识回顾
原子虽小，原子核更小，核外电子在原子核外一个“广阔”的空间里高速运动。
质量数(A) == 质子数(Z) ＋中子数(N)
构成原子的粒子 电子 原子核 质子 中子
电性和电量 1个电子带一个单位负电荷 1个质子带一个单位正电荷 不显电性
质量/kg
相对质量
3、构成原子的粒子
在原子中原子呈电中性：
核电荷数＝质子数＝核外电子数
知识回顾
9.109×10-31
1.673×10-27
1.675×10-27
1/1836
1.007
1.008
讨论1、如图，H的质量数为什么有3个呢？
b
图4-4(P90)：元素周期表中的方格
导入
Leading-in
同种元素的原子核中质子数一定相同，但中子数不一定相同。
讨论2、元素的原子种类与质子数、中子数有什么样的关系呢？
如氢元素的原子核有三种
氢原子的原子核 原子名称 原子符号
(AX)
质子数(Z) 中子数(N) 1 0 氕 1H
1 1 氘 1H或D
1 2 氚 1H或T
表4-1(P90)：氢元素的三种核素 Z
1
2
3
质量数
核 素
核 素
元素是宏观概念，只有种类没有个数。原子是微观概念，既有种类又有个数。
(1)元素：元素是具有相同核电荷数(或质子数)的同一类原子的总称。
同种元素的不同种原子的核电荷数或质子数相等。
①元素的种类：元素种类由核电荷数决定
②元素的性质：元素化学性质由原子结构决定
三、核 素
新课
New class
1、元素与核素、同位素的关系
元素的化学性质主要由最外层电子数决定，同时与原子半径也有密切关系。
ⅰ.质量数：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整数值加起来，所得的数值叫做质量数。用A表示。
质量数(A) ===质子数(Z) ＋中子数(N)
③元素的质量：用原子的相对质量表示
ⅱ.元素的相对原子质量：元素的相对原子质量，为该元素的所有原子相对质量的加权平均数(忽略电子质量)。
元素的质量数为整数。
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。
核 素
1、元素与核素、同位素的关系
核素相对原子质量： 34.969 36.966
解析：核素的近似相对原子质量 (质量数)分别为35、37。
天然同位素% (丰度)： 75.77% 24.23%
氯元素相对原子质量：
Ar ＝34.969×75.77% ＋36.966×24.23%
＝35.453
氯元素近似相对原子质量：
Ar ＝35×75.77%＋37×24.23%＝35.4846
例1、氯元素的相对原子质量和近似相对原子质量的计算。氯元素的两种主要核素如下：
17Cl 17Cl
35 37
核 素
(2)核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫作核素。
②原子的表示方法：同种元素有不同核素，即不同种原子
A
Z
X
原子：
Z相同(即为同种元素)，A不同(即中子数不同)，该元素具有不同种核素，即同种元素的存在不同种原子。
①核素的种类：核素种类是由质子数和中子数共同决定。
核素是微观概念，既有种类也有个数。
质量数
元素符号
核电荷数或核内质子数
用A表示质量数，用Z表示质子数。
核 素
1、元素与核素、同位素的关系
拓展
Open up an exhibition
名称： 氕 氘 氚
符号： H D T
氢(普通氢) 重氢 超重氢
1
1
H
2
1
H
3
1
H
质子数：1 1 1
中子数：0 1 2
氢元素的三种原子
碳元素(6C)
6C
6C
6C
12
13
14
氧元素(8O)
8O
8O
8O
16
17
18
中子数：6
中子数：7
中子数：8
中子数：8
中子数：9
中子数：10
思考4、除氢元素有三种核素外，6C、8O也各有三种核素，它们的中子数又如何呢？
其外，铀元素有三种核素：92U、92U、92U
234 235 238
核 素
核电荷数或质子数为6
核电荷数或质子数为8
同一元素的不同核素互称为同位素；同位素的“同位”指核素的质子数相同，属于同一种元素，在元素周期表中处在同一位置。
①同位素特点
ⅰ.同位素的粒子数：相同质子数，不同中子数
ⅱ.同位素的种类：同种元素，不同种原子；
ⅲ.同位素的性质：各同位素的化学性质相同
(3)同位素：原子里具有相同质子数不同中子数的同一种元素的不同原子互称为同位素。
元素
核素
②
核素
①
互称同位素
……
核 素
1、元素与核素、同位素的关系
(3)同位素
②同位素的两同、两不同
ⅰ.两同：同质子数、同一元素
ⅱ.两不同：中子数不同、原子种类不同。
同一元素的不同核素的中子数不同，质量数也不同。
核 素
1、元素与核素、同位素的关系
(4)同素异形体：同种元素形成的不同单质
如氧元素形成的O2和O3互为同素异形体
①同素异形体的特点
ⅰ.结构特点：同种元素的不同单质
ⅱ.性质特点：不同种分子，化学性质各不相同
(4)同素异形体
③同位素与同素异形体：只有原子才可能是同位素，单质才可能是同素异形体。
判断某粒子是同位素还是同素异形体，关键是要确定粒子的类别。
核 素
②元素与核素：同种元素可以有多种核素
同种元素可存在不同的原子，所以元素的种类数远小于原子的种类数。
元素 核素 同位素 同素异形体
本质
范畴
特性
决定因素
举例 H、C、O三种元素 氕、氘、氚三种核素 氕、氘、氚互称同位素 O2与O3互为同素异形体
质子数相同的同类原子的总称
质子数、中子数都一定的原子
质子数相同、中子数不同的核素
同种元素形成的不同单质
同类原子
原子
原子
单质
只有种类，没有个数
化学反应的最小微粒
化学性质几乎完全相同
元素相同、性质不同
质子数
质子数、中子数
质子数、中子数
组成元素、物质结构
拓展
Open up an exhibition
元素与核素、同位素和同素异形体
A. 氢的5种同位素
B. 5种氢元素
C. 氢的五种同素异形体
D. 氢元素的5种不同微粒
训练1、已知粒子 1H、 1H 、 1H 、H+、H2是下列说法正确的是( )
解析、同素异形体是指同一种元素形成的多种不同单质
D
1 2 3
巩固训练
Consolidate exercise
熟记元素符号周围不同位置的数字表示的意义不同。
X
±p
化合价
↓
注意：化学用语的表示方法
(1)元素：元素的表示方法就是元素符号
如氢元素就用H表示
(2)原子：原子的表示方法
A
质量数
→
Z
核电荷数
→
m±
离子带电荷数
→
a
原子数或离子数
→
如氢元素共有三种核素，那么氢原子分别用1H或1H或1H表示
1 2 3
拓展
Open up an exhibition
元素的原子的表示方法
训练2、某元素近似相对原子质量为 a ，有质量数分别为 b 和 c 的2种天然同位素。则这两种天然同位素在自然界中的原子个数之比为( )
A．(a-c)︰(b-a)
B．(a-c)︰(b-c)
C．(a-b)︰(a-c)
D．(b-c)︰(a-c)
A
巩固训练
Consolidate exercise
(1)作核燃料：作制造核武器的动力性材料
如铀-235 (235U)、2H、3H
2、同位素的应用
具有放射性的同位素称为放射性同位素。其在生产、生活和科学研究中有着重要用途。
92 1 1
(2)金属探伤：利用γ射线的贯穿本领，可以检查金属内部有没有沙眼和裂纹。
(3)辐射育种：利用放射性同位素的射线对遗传物质产生影响，提高基因突变频率，从而选育出优良品种。
核 素
(4)环保治污：利用放射性同位素的射线可消毒灭菌，杀死各种病原体从而能保护环境。
(5)临床治癌：利用放射性同位素的射线杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂。
(6)文物鉴定：考古时利用14C测定一些文物的年代。
2、同位素的应用
图4-5(P97)：放射性同位素用于诊断和治疗疾病
图4-6(P97)：14C衰变测定装置
6
核 素
课 堂 小 结
板书提纲
Blackboard-writing outline
三、核素
1、元素与核素、同位素的关系
(1)元素：元素是具有相同核电荷数(或质子数)的同一类原子的总称。
(2)核素：具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子叫作核素。
(3)同位素：原子里具有相同质子数不同中子数的同一种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
2、同位素的应用
练习1、某元素X所形成的分子X2共有三种，其相对分子质量依次为 158、160、162；其三种分子的物质的量之比是 7∶10∶7，则下列结论正确的是( )
C
A. X有三种核素
B. 其中一种核素的质量数为80
C. 质量数为79的核素，其原子个数百分比为50%
D. X2的平均相对质量为159
两种核素
质量数为79、81
相对质量为160
丰度均为 50%
解析：X有二种同位素1X、2X形成3种分子分别是1X2、1X2X、2X2；若X有三种同位素则形成6种分子；
根据相对分子质量依次为158、160、162，可知这两种同位素的原子质量数为79，81；相对分子质量为160的分子是1X2X，所以没有一种同位素的原子质量数为80；X2分子为双原子分子，根据三种分子的物质的量之比是7∶10∶7，可计算质量数为79的同位素，其原子的百分含量：
(7×2＋10)/(7×2＋10×2＋7×2)×100％＝50％, C对，X2的平均分子相对质量为：
M == — == ———————————
m
n
158×7＋160×10＋162×7
7＋10＋7
—
== 160， 所以D错
练习2、下列几种微粒中:
(1).共有几种不同的元素:_________
(2).共有几种不同的原子:_________
(3).互为同位素的是:______________________
______________________________________
12
6
X
16
7
A
16
8
Y
17
9
R
18
9
Q
18
8
E
14
6
M
14
7
T
4种
8种
16
7
A
14
7
T
和
12
6
X
14
6
M
和
17
9
R
18
9
Q
和
16
8
Y
18
8
E
和
练习3、氢的三种核素和氧的一种核素 能形成几种水分子
16
8
O
解析：共能形成六种水分子。即相互组合形成H2O、HDO、HTO、D2O、DTO、T2O
H2O、HDO、HTO、D2O、DTO、T2O
练习4. 16O、18O、O2-、O2、O3表示 ( )
A. 氧的五种同素异形体
B. 五种氧元素
C. 氧元素的五种不同微粒
D. 氧的五种同位素
C

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