:元素周期表

　　学校：临清实验高中   学科：化学

　　第一章  物质结构   元素周期律

　　第一节  元素周期表  第3课时

　　一、教材分析：

　　化学是在原子、分子水平上研究物质组成、结构、性质及其变化和应用的科学。要研究物质的宏观性质，必须从微观粒子入手，才能寻找到原因。化学学科涉及分子、离子、原子、质子、中子、核外电子等多种微观粒子，但最重要的是原子。只要了解了原子的结构，才可以进一步了解分子、离子结构，进而深入认识物质的组成和结构，了解化学变化规律。在初中，学生已初步了解了一些化学物质的性质，因此有必要让学生进入微观世界，探索物质的奥秘。通过本节了解原子构成、核素、同位素概念，了解质子数、中子数和质量数间的关系，为后续周期律的学习打好基础。

　　二、教学目标

　　知识目标：

　　1．明确质量数和AZX的含义。

　　2.认识核素、同位素等概念的含义及它们之间的关系。

　　能力目标：

　　提高同学们辨别概念的能力。

　　情感、态度与价值观目标：

　　通过对原子结构的研究，激发学生从微观角度探索自然的兴趣。

　　三.教学重点难点：

　　重点：明确质量数和AZX的含义。

　　难点：认识核素、同位素等概念的含义及它们之间的关系。

　　四、学情分析：

　　同学们在初中已经有了关于原子结构的知识，所以这节课原子表示方法比较容易接受，但对于核素同位素的概念是新知识。

　　五、教学方法：学案导学

　　六、课前准备：

　　学生学习准备：导学案

　　教师教学准备：投影设备

　　七、课时安排：一课时

　　八、 教学过程：

　　（一）、检查学案填写，总结疑惑点（主要以学生读答案展示的方式）

　　（二）、情景导入，展示目标

　　原子是构成物质的一种微粒（构成物质的微粒还有离子、分子等），是化学变化中的最小微粒。物质的组成、性质和变化都都与原子结构密切相关,同种原子性质和质量都相同。那么原子能不能再分？原子又是如何构成的呢?这节课我们一起来学习有关原子的几个概念。

　　（三）、合作探究，精讲点拨

　　探究一：核素和同位素

　　1、原子结构：原子由原子核和核外电子构成，原子核在原子的中心，由带正电的质子与不带电的中子构成，带负电的电子绕核作高速运动。也就是说，质子、中子和电子是构成原子的三种微粒。在原子中，原子核带正电荷，其正电荷数由所含质子数决定。

　　（1）原子的电性关系：核电荷数 = 质子数 = 核外电子数

　　（2）质量数：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，叫质量数。

　　质量数（A）= 质子数（Z）+ 中子数（N）

　　（3）离子指的是带电的原子或原子团。带正电荷的粒子叫阳离子，带负电荷的粒子叫阴离子。

　　当质子数(核电荷数)＞核外电子数时，该粒子是阳离子，带正电荷；

　　当质子数(核电核数＜核外电子数时，该粒子是阴离子，带负电荷。?

　　（4）原子组成的表示方法

　　[练习1]填表：

　　粒子符号 质子数（Z） 中子数（N） 质量数（N） 用 X表示为

　　①O 8  18

　　②Al  24 27

　　③Ar 18 22

　　④Cl     Cl

　　⑤H     H

　　[练习2] （1）AXx+共有x个电子，则N=

　　（2）AXx-共的x个电子，则N=

　　（3）A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则ng A2-离子所含电子的物质的量为：

　　2、核素和同位素

　　（1）核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子叫核素。如如氢元素有 H、 H、 H三种不同核素。

　　原子符号 质子数 中子数 氢原子名称和简称

　　① H

　　氕（H）

　　② H

　　氘（D）

　　③ H

　　氚（T）

　　原子符号 质子数 中子数 氢原子名称和简称

　　① H

　　氕（H）

　　② H

　　氘（D）

　　③ H

　　氚（T）

　　教师：思考是不是任何原子核都是由质子和中子构成的？

　　（2）同位素：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。

　　①同位素中“同位”的含义：指在元素周期表中占据同一个位置的意思。如氕、氘、氚，即同一元素的不同核素之间互称为同位素。

　　②同位素的性质：在天然存在的某种元素中，各种同位素原子个数百分含量一般是不变的；同一种元素的各种不同的同位素化学性质几乎完全相同，因为各同位素原子结构几乎相同（除中子数）。但由不同的同位素构成的物质物理性质不同。

　　③同位素相对原子质量与元素相对原子质量：同位素（即某个原子）相对原子质量；是指某原子的质量与12C原子质量的 1/12的比值。例如， 12C原子质量是1.993×10-26kg，一个Fe原子质量为9.288×10-26kg，则该Fe原子相对质量为  =55.923。所以，同一种元素可以有几种不同的同位素（即不同的原子），各同位素的相对原子质量是不同的。元素的相对原子质量是各同位素（即各原子）相对原子质量的代数平均值。设某元素各同位素（即各原子）的相对原子质量分别为M1、M2……，各同位素（即各原子）原子个数百分含量分别为x1%，x2%……，则该元素相对原子质量  =M1x1%+M2x2%+……，若用同位素质量数和原子百分含量计算出的平均值为近似相对原子质量。

　　学生：讨论：以下互为同位素的是?

　　A、金刚石与石墨     B、D2与H2       C、40 19X 与 40 20Y     D、35 17Cl与37 17Cl

　　E、水和重水（D2O）　F、纯碱和烧碱    G、氕和氘（3）元素、核素、同位素的比较和

　　探究二、比较元素、核素和同位素

　　元素 具有相同核电荷数即质子数的同一类原子的总称。

　　核素 具有一定数目的质子和中子的一种原子。即：原子=核素

　　同位素 具有相同质子数不同中子数的同一种元素的不同种原子（核素），互称同位素。

　　（四）、典型例题

　　例1. 某元素的阳离子 ，核外共用x个电子，原子的质量数为A，则该元素原子里的中子数为（   ）

　　A．    B．      C．    D．

　　分析：本题主要考查的是元素的原子得、失电子后，核电荷数和阴、阳离子的核外电子数及离子电荷数的关系。由于阳离子带正电，为原子失去电子的结果；阴离子带负电，为原子获得电子所致。所以阳离子的核外电子数应该是原子的质子数减去阳离子的电荷数，阴离子的核外电子数为原子的质子数加上阴离子的电荷数。根据质量关系：质量数＝质子数＋中子数，因此要求中子数必须先要知道质量数和质子数。根据题意，质量数为已知，而质子数则可根据该离子所带电荷数和它的核外电子数求得。阳离子 核外电子数为x，则该阳离子对应原子的核外电子数是 ，核内的质子数也为 。所以 答案为A。

　　例2．下列说法正确的是（   ）

　　A．同一元素各核素的质量数不同，但它们的化学性质几乎完全相同

　　B．任何元素的原子都是由核外电子和核内中子、质子组成的

　　C．钠原子失去一个电子后，它的电子数与氖原子相同，所以变成氖原子

　　D．  、  、  的质量数相同，所以它们是互为同位素

　　分析：本题是利用相关概念来对选项作出判断。对于A选项，可利用“结构决定性质”这一概念来进行判断；对于B选项，可利用部分原子结构的特殊性来解决；C选项中，必须明确决定原子种类的微粒是哪几种；D选项可用同位素的概念来进行判断。A选项中的各核素是属同一元素，这些核素间必定互为同位素。根据同位素和质量数的含义可知：各核素原子的质子数同中子数不同，二者之和在数值上等于质量数，因而质量数必不相等，但同位素的化学性质几乎完全相同，故A选项正确。B选项中描述的只是原子构成的一般规律，而忽视了氕原子（  ）的原子核内只有质子而无中子这个特例，故B选项错误。C选项中原子种类应由质子数和中子数共同决定的，若原子核不改变，仅核外发生电子得失，是决不会发生由一种原子转变为另一种原子的，而只能由原子变为离子，故C选项错误。D选项中互为同位素的不同原子质子数相同，中子数不同，因而其质量数必然不等，故D选项错误。本题答案为A选项。答案为A。

　　例3．根据下列叙述填写相应微粒的符号：

　　A．某微粒一般不与其它元素的原子反应，这种微粒是____。

　　B．某微粒是阴离子，它的原子最外层电子是K层电子数的3倍，这种微粒是____。

　　C．某微粒氧化性极弱，但得到一个电子后的还原性很强，这种微粒是____。

　　D．某微粒还原性很弱，但失去一个电子后的氧化性很强，这种微粒是___。

　　分析：电子层结构为 由其最外是8电子的稳定结构，所以该微粒可以是中性原子，也可以是阳离子或阴离子。A．该微粒不与其它元素的原子反应，它是稀有气体原子，其原子核核电荷为18，是氩元素。B．该微粒还原成中性原子，最外层是K层电子的3倍，它的原子结构示意图为 ，其阴离子为S2-。C．某微粒氧化性很弱，得到一个电子后形成原子，此原子结构示意图为 ，所以这种微粒应为K+。D．某微粒还原性很弱，失去一个电子后成为原子，该微粒为氯原子，氯原子氧化性强其微粒应为Cl-。答案为：A．Ar B．S2- C．K+ D．Cl-。

　　例4．设某元素的原子核内的质子数为m，中子数为n，则下述论断正确的是（   ）

　　A．不能由此确定该元素的相对原子质量

　　B．这种元素的相对原子质量为

　　C．若碳原子质量为 ，此原子的质量为

　　D．核内中子的总质量小于质子的总质量

　　分析：相对原子质量是属于元素范畴的概念，而不是属于某一种原子的物理量，元素

　　的相对原子质量指的是平均相对原子质量，显然B是错误的。任何原子的质量不可能是碳原子质量与此原子质子数与中子数之和的乘积，而且碳原子有多种同位素，选项C中的W并没有明确指的是哪一种同位素。故C项也是错误的。题中没有指明是哪种原子，无法确切知道此核内质子数与中子数的相对多少，故D项也是错误的。答案为A。

　　例5．  （核磁共振）可以用于含碳化合物的结构分析， 表示的碳原子是（   ）

　　A．核外有13个电子，其中6个参与成键

　　B．核内有6个质子，核外有7个电子

　　C．质量数为13，原子序数为6，核内有7个质子

　　D．质量数为13，原子序数为6，核内有7个中子

　　分析：从 分析，质量数为13，质子数为6，中子数为13——6＝7，原子序数＝核电荷数＝核外电子数＝质子数。答案为D。

　　（五）、反思总结，当堂检测：（答题时间：15分钟）

　　一、选择题

　　1、硼有两种天然同位素105B和115B，已知硼元素的原子量为10.8。下列对硼元素中105B的质量分数的判断正确的是

　　A.等于20%         B.略小于20%        C.略大于20%        D.等于80%

　　2、核内中子数为N的R2＋的离子，质量数为A，则n克它的氧化物中所含质子的物质的量为

　　A  (A-N+8)    B  (A-N+10)  C (A-N+2)         D  (A-N+6)

　　3、某微粒用 n+表示，下列关于该微粒的叙述中正确的是

　　A 所含质子数＝A——n             B 所含中子数＝A——Z

　　C 所含电子数＝Z＋n             D 质子数＝Z＋A

　　4、11H、21H、31H、H+、H2是

　　Ａ 氢的五种同位素              Ｂ. 五种氢元素

　　Ｃ 氢的五种同素异形体          Ｄ. 氢元素的五种不同微粒

　　5、据最新报道，放射性同位素钬16667Ho可有效地治疗肝癌。该同位素原子核内的中子数与核外电子数之差是

　　A 32                B 67                C 99                D 166

　　6、钛（Ti）金属常被称为未来钢铁。钛元素的同位素 、 、 、 、 中，中子数不可能为

　　A 30                B 28                C 26                D 24

　　7、据报道，上海某医院正在研究用放射性同位素碘12553I治疗肿瘤。该同位素原于核内的中子数与核外电子数之差是

　　A 72                B 19                C 53                D 125

　　8、据报道，某些建筑材料会产生放射性同位素氡22286Rn，从而对人体产生伤害。该同位素原子的中子数和质子数之差是

　　A 136       B 50     C 86        D 222

　　9、已知自然界氧的同位素有16O、17O、18O，氢的同位素有 H、D，从水分子的原子组成来看，自然界的水一共有

　　A. 3种             B. 6种               C. 9种               D. 12种

　　课后练习与提高

　　二. 填空题：

　　10．用符号A：质子数；B：中子数；C：核外电子数；D：最外层电子数；E：电子层数，填写下列各空：（1）原子种类由　　　　决定；（2）元素种类由　　　　　决定；（3）核电荷数由　　　　决定；（4）元素的化学性质主要由　　　　决定；（5）元素的原子半径由　     　决定； （6）元素的化合价主要由　　　　决定；

　　11．将某文献资料上记载的相对原子质量数据摘录如下：

　　35Cl 34.969 75.77％ 35Cl 35 75.77％

　　37Cl 36.966 24.23％ 37Cl 37 24.23％

　　平均 35.453 平均 35.485

　　试回答下列问题：

　　（1）34.969是表示_______________；

　　（2）35.453是表示_______________；

　　（3）35是表示____________________；

　　（4）35.485是表示____________________；

　　（5）24.23是表示_______________________。

　　12．下列各组粒子，属于同一种原子的是         ，互为同位素的是         ，属于同种元素的是         ，属于同素异形体的是        。（填编号）

　　A. 红磷、白磷   B. 核外电子数是10的甲乙两种粒子

　　C.  和 （核内15个中子）  D.   E. 中子数相同的甲乙两种粒子

　　13．对于 ，按下列要求各举一例（即每小题分别写出符号题意的两种粒子）。

　　（1）Z相同而A不同        。

　　（2）A相同而Z不同        。

　　（3）A、Z相同而n不同        。

　　（4）A、Z、n相同而b不同        。

　　（五）发导学案，布置预习：略。

　　九、板书设计：

　　元素周期表

　　（第三课时）

　　一、核素和同位素

　　二、比较元素、核素和同位素

　　十、教学反思：

　　本节内容较少，主要是掌握并区分核素和同位素两个概念，通过例题精讲，学生练习的方式达到学习目标，本节重在理解和练习。

　　十一、学案设计及参考答案