课时8 同位素 原子核外电子排布

课时8 同位素 原子核外电子排布

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课时8 同位素 原子核外电子排布

(本课时对应学生用书第-67页)

【课时导航】

1. 了解元素、核素和同位素的含义。 复习目2. 了解原子构成。了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电标 子数以及它们之间的相互关系。 3. 了解原子核外电子排布。 知识网络 问题思问题1：从原子的组成分析各微粒决定着原子的哪些方面? 考

问题2：写出118号元素的原子结构示意图。

【课前自测】

293 1. (2015·上海卷)中国科学技术名词审定委员会已确定第116号元素 116Lv的名称

为。关于Lv的叙述错误的是( ) A. 原子序数为116 C. 核外电子数为116 【答案】 D

【解析】 原子序数=质子数=核外电子数=116，A、C正确；中子数=质量数-质子数=293-116=177，B正确；293是质量数，不是相对原子质量，D错。

2. (2016·山东泰安期末)下列关于同温同压下的两种气体 12C18O和 14N2的判断正确的是( )

A. 原子数相等时中子数相等 B. 体积相等时电子数相等 C. 体积相等时密度相等 D. 质量相等时质子数相等 【答案】 B

3. (2014·江苏卷)下列关于化学用语的表示正确的是( )

B. 中子数为177 D. 相对原子质量为293

:o:o:A. 过氧化钠的电子式：NaNa B. 质子数为35、中子数为45的溴原子：Br

8035C. 硫离子的结构示意图：

D. 间二甲苯的结构简式：【答案】 B

:o:o:+

【解析】 过氧化钠是离子化合物，电子式为Na[]2-Na+，A不正确；硫离子

的结构示意图为

，C不正确；是对二甲苯，D不正确。

4. 判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)34S原子核内中子数为16 ( )

60:(2)质子数为27、中子数为33的Co原子27Co 18H2(3)1O的摩尔质量为20 g·mol-1

( )

( )

(4)13C和 15N核内中子数相差1 ( )

( )

(5)14C可用于文物年代的鉴定，14C和 12C互为同素异形体 (6)18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA

( )

(7)氯离子的结构示意图： ( )

【答案】 (1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)× (6)× (7)×

【自主学习】

考点1 元素、核素、同位素

【基础梳理】

A Z 1. 原子的组成与 X的含义

原子

质子　Z个原子核中子　N(A-Z)个核外电子　　　个　

(1)原子结构中基本微粒间的关系

①质子数=核电荷数=核外电子数=原子序数 ②质量数=质子数+中子数

③质子数=阳离子的核外电子数+阳离子所带电荷数 ④质子数=阴离子的核外电子数-阴离子所带电荷数

A Z(2)X的含义：X代表元素符号，Z代表 ，A(=Z+N)代表 。

2. 元素、核素、同位素

(1)元素：具有相同 的同一类原子的总称。 决定元素的种类。

(2)核素：具有一定数目 和一定数目 的一种原子。 和 共同决定核素的种类。

(3)同位素： 数相同而 数不同的同一元素的不同 互称为同位素。

(4)几种重要的核素

核素 用途

3. 相对原子质量

1(1)定义：以12C原子质量的12(约1.66×10-27 kg)作为标准，其他原子的质量

235 92U 14 6C 2 1H 3 1H 核燃料 用于考古 制氢弹 示踪原子 跟它比较所得的值。其国际单位制(SI)单位为1，符号为1(单位1一般不写)。

(2)比较

①核素的近似相对原子质量：对核素的相对原子质量取近似整数值，数值上与该核素的质量数相等。如：35Cl为35，37Cl为37。

②元素的相对原子质量：按该元素各种天然同位素原子所占的原子百分比算出的平均值。如：Ar(Cl)=Ar(35Cl)×a%+Ar(37Cl)×b%。

微课9 “四同”概念的比较 定义 对象 实同分异构体 同系物 同素异形体 同位素 分子式相结构相似、分子构成同、结构不相差一个或若干个CH2同 化合物 正丁烷与异原子团 有机化合物 组成元素相同、结构质子数相同、不同 中子数不同 单质 金刚石与石墨、C60；红磷与白磷；O2与O3 原子(核素) 例 丁烷 【举题说法】

甲烷与乙烷 C与C 238 94【例题1】 (2014·上海卷)“玉兔”号月球车用 Pu作为热源材料，下列关于

238 94Pu的说法正确的是( )

238238 9492A. Pu与 U互为同位素

238239 9494B. Pu与 Pu互为同素异形体 238238 C. 94Pu与 92U具有完全相同的化学性质

238239 9494D. Pu与 Pu具有相同的最外层电子数

【答案】 D

238238, 【解析】 A项94Pu与 92U两种核素的质子数不相同，不是同种元素，不属238239, 9494于同位素，错误；B项Pu与 Pu是两种核素，不是单质，二者互称为同位素，238238, 9492错误；C项Pu与 U两种核素的质子数不相同，不属于同种元素，不具有完全238239, 9494相同的化学性质，错误；D项Pu与 Pu两种核素的质子数相同，所以具有相同

的最外层电子数，正确。

【题组训练】

1. (2013·海南卷)重水(D2O)是重要的核工业原料，下列说法错误的是( ) A. 氘(D)原子核外有1个电子 B. 1H与D互称同位素 C. H2O与D2O互称同素异形体

16DD. H2 O与2O的相对分子质量相同

1

18

【答案】 C

【解析】 组成元素相同、结构不同的单质互为同素异形体。

2. 科学家首次合成第117号元素，被美国《时代》周刊评选为当年十大科学发现。

293294 117117假如第117号元素符号暂时定为Up，下列关于 Up和 Up的说法正确的是( ) 293294 117117A. Up和 Up是两种元素 293294 B. 117Up和 117Up互为同位素

293294 117117C. Up和 Up质子数不同、中子数相同 293294 117117D. Up和 Up质量数相同、电子数不同

【答案】 B

293294　 【解析】117Up和 117Up是同种元素的两种核素，元素符号左上角的数字表示该核

素的质量数，左下角的数字表示该核素的质子数，它们的质子数相同，中子数不同，

293294; 互为同位素，A、C选项错误，B选项正确117Up和 117Up的质子数、电子数都是117，

而质量数分别为293、294，D选项错误。

235 3. 地壳中铀的平均含量约为2.5%，在铀元素中，用作核燃料的 92U只占0.724%。235 92铀浓缩是指提高铀元素中 U的含量，铀浓缩一直是国际社会关注的问题。下列

关于铀元素的说法正确的是( )

235238 9292A. U与 U互为同位素

235238 9292B. 可利用 U与 U化学性质的不同将二者分离

238235235 929292C. 利用化学反应把 U转化为 U，提高 U在铀元素中的含量 235238 9292D. U与 U互为同素异形体

【答案】 A

【解析】 同位素原子的化学性质相同，B项错误；同位素原子之间的转化不属于

235238; 9292化学变化，C项错误U与 U互为同位素而非同素异形体，D项错误。

4. 氕化锂、氘化锂、氚化锂可以作为启动长征2号(CZ2F)火箭的优良燃料。下列说法正确的是( )

A. LiH、LiD、LiT的摩尔质量之比为1∶2∶3 B. 它们都是强氧化剂 C. H、D、T互称为同素异形体 D. 它们都是强还原剂 【答案】 D

【解析】 LiH、LiD、LiT的摩尔质量之比等于它们的相对分子质量之比，应为8∶9∶10，A错；氕化锂、氘化锂、氚化锂中氕、氘、氚均为-1价，处于最低价态，具有强还原性，是强还原剂，B错，D正确；H、D、T互称为同位素，C错。

127131 5. 下列有关 53I和 53I的说法正确的是( ) 127131 53A. I和 53I的中子数相等 127131 53B. I和 53I的核外电子数不同 127131 53C. I和 53I互为同位素 127131 53D. I和 53I是同一种核素

【答案】 C

127131　 53【解析】I和 53I质子数相同，中子数不同，它们是两种核素，这两种核素彼此

互称为同位素。

元素、同位素、核素概念的辨析

元素 具有相同核电荷概念 数的一类原子的总称 宏观概念，对同对象 类原子而言；既有游离态，又有化合态 同位素 质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素 核素 具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子 微观概念，对某种元素的原子而言，因为有同位素，所以原子种类多于元素种类 微观概念，指元素的具体的某种原子 以单质或化合物同位素化学性质几乎相同，因为特征 形式存在，性质质量数不同，物理性质有差异。通过形成单质或天然存在的各种同位素所占的原化合物来体现 决定质子数 子个数百分比一般不变 质子数和中子数 具有真实的质量，不同核素的质量不相同 质子数和中子数

因素 元素、核素、同位素之间的关系图 关系 举例： 6 Li、7Li、23Na、24Mg、14C、14N 六种微粒中，包含五种元素，六种核素，其中互为同位素的是6Li、7Li，中子数相等的核素是23Na、24Mg

考点2 核外电子排布规律

【基础梳理】

1. 在同一原子中各电子层之间的关系

电子层 电子层符号 离核距离 电子的能量 最多能容纳的电子数

2. 原子核外电子排布规律

(1)核外电子总是先排布在能量 的电子层里，然后再由近向远，依次排布在能量逐渐 的电子层里。

(2)每个电子层最多容纳的电子数为 个。

(3)最外层最多容纳的电子数不超过 个(K层为最外层时不超过2个)。

1 K 近 低 2 8 18 2 L 3 M 4 N 32 n „„ 远 高 2n2

(4)次外层最多容纳的电子数不超过 个，倒数第三层不超过 个。

3.元素化学性质与核外电子排布的关系 元素的化学性质主要由 决定。

4.稀有气体元素的原子核外电子排布

2K 2 2 2 2 2 2 L 8 8 8 8 8 M 8 18 18 18 N 8 18 32 O 8 18 P 8 He Ne Ar Kr Xe Rn 1018365486

【举题说法】

【例题2】 下列化学符号表示同一种元素的是( )

35173717①X ②X ③ A. 只有①③

【答案】 C

④

D. 全部

B. 只有②③ C. 只有①②③

【解析】 元素是具有相同质子数的同一类原子的总称，所以元素的种类是由质子数决定的；①②③中三种微粒的质子数都是17，所以是同种元素。

【变式】 元素X形成的离子与钙离子的核外电子排布相同，且X的离子半径小于负二价硫离子的半径。X元素为

( )

A. Al B. P C. Ar D.K 【答案】 D

【解析】 具有相同电子层结构的微粒，核电荷数越大其离子半径越小。

特殊的微粒

(1)前18号元素的原子结构的特殊性

1:①原子核中无中子的原子1H。

②最外层有1个电子的元素：H、Li、Na。 ③最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He。

④最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar。

⑤最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；最外层电子数是次外层电子数3倍的元素：O。

⑥电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al。

⑦电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be；电子层数是最外层电子数2倍的元素：Li。

⑧次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、Si。 ⑨内层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、P。

⑩最外层电子数是电子层数2倍的元素：He、C、S；最外层电子数是电子层数3倍的元素：O。

(2)与稀有气体核外电子结构相同的离子(前20号元素) ①与He原子电子结构相同的离子：H-、Li+、Be2+。

②与Ne原子电子结构相同的离子：F-、O2-、N3-、Na+、Mg2+、Al3+。 ③与Ar原子电子结构相同的离子：Cl-、S2-、P3-、K+、Ca2+。

【随堂检测】

131131 1. 53I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中 53I的含量变化来监测131 核电站是否发生放射性物质泄漏。下列有关 53I的叙述错误的是 131127 53A. I的化学性质与 53I相同 131 B. 53I的原子序数为53 131 C. 53I的原子核外电子数为78 131 D. 53I的原子核内中子数多于质子数

( )

【答案】 C

131127131　 ;【解析】53I与 53I互为同位素，二者的化学性质相同53I的原子序数为53，原子131 核外电子数为53，中子数为 131-53=78，则 53I的原子核内中子数多于质子数。

2. 同位素 2H、15N、18O、34S等常被用作陆地生态分析研究。下列说法正确的是( )

A. 16O和 18O是同一种核素 B. 1H2 18O的摩尔质量为20 C. 34S和 15N核内的中子数相差9 D. 2H+核外电子数为0 【答案】 D 【解析】

16

O和 18O互为同位素，A错；

18H21

O的摩尔质量为20 g·mol-1，B错；34S

和 15N的核内中子数分别为18和8，两者中子数之差为10，C错；2H+的核外没有电子，电子数为0，D正确。

3. 下列叙述正确的是( )

A. 两种微粒，若核外电子排布完全相同，则其化学性质一定相同 B. 凡单原子形成的离子，一定具有稀有气体元素原子的核外电子排布 C. 两原子如果核外电子排布相同，则一定属于同种元素

D. 阴离子的核外电子排布一定与上一周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同 【答案】 C

【解析】 Na+、Mg2+、F-、O2-、Ne的核外电子排布均完全相同，但化学性质不同，A不正确；单原子形成的离子如H+、Fe2+、Fe3+等均不具有稀有气体元素原子的核外电子排布，B不正确；阴离子的核外电子排布与同周期稀有气体元素原子的核外电子排布相同，D不正确。

4. 判断题，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)所有原子都是由质子、中子和电子组成( )

(2)同位素的不同核素所构成的单质(无同素异形体)，物理性质不同，而化学性质几乎完全相同( )

(3)在天然存在的各种元素中，无论是游离态还是化合态，各种核素所占的原子百分比一般是不变的 ( ) (4)H2和D2互为同素异形体 ( ) (5)13C与C60互为同素异形体 ( )

(6)标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L 18O2含有相同数目的氧原子 【答案】 (1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)× (6)√

( )

【参】

【参】

问题思考

问题1 问

题

2

基础梳理

考点1 1. Z (2)质子数(或核电荷数) 质量数

2. (1)质子数(核电荷数) 质子数 (2)质子 中子 质子数 中子数 (3)质子 中子 核素(原子)

考点2 2. (1)低 升高 (2)2n2 (3)8 (4)18 32 3. 最外层电子数

趁热打铁，事半功倍。请老师布置同学们完成《配套检测与评估》中的练习。

【课后检测】

专题二 微观结构与物质的多样性 课时8 同位素 原子核外电子排布

一、 单项选择题

1. 最近医学界通过用 14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病毒的繁殖，则有关 14C的叙述正确的是 ( ) A. 与 12C60的碳原子化学性质不同 B. 与 14N含的中子数相同 C. 是 12C60的同素异形体 D. 与 12C、13C互为同位素

A 2. 某粒子用 ZXn+表示，下列关于该粒子的叙述不正确的是( )

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. 所带电荷数=n

3. 下列关于指定微粒构成的几种描述不正确的是( ) A. 37Cl与40Ca具有相同的中子数

298 114B. 第114号元素的一种核素 X与 82Pb具有相同的最外层电子数 -HHC. N4与N2具有相同的质子数和电子数 2-OD. 2和S2-具有相同的质子数和电子数

4. 美国科学家将铅和氪两种元素的原子核对撞，获得了一种质子数为118、质量数为293的新元素，该原子原子核内中子数和核外电子数之差为( ) A. 4 7

235235 5. 铀(U)是重要的核工业原料，其中 92U是核反应堆的燃料，下列关于 92U和 B. 57 C. 61 D. 175

232U的说法正确的是( ) A. 235U和 232 92U都含有92个中子 B. 23592U和 232U互为同位素 C. 235U和 232 92U的核外电子数不同

D. 235U和 232 92U分别含有143个和146个质子

6. 根据粒子的核外电子排布示意图，下列粒子属于电中性的原子是( )

7. 下列粒子的结构示意图中，表示硫原子的是( )

8. 下列叙述正确的是( ) A. 14C中含有14个中子 B. 1H、2H、3H是同一种核素

C. 4526Fe的质子数与中子数之差为3

4556 D. 26Fe与 26Fe化学性质相同

9. 16O和 18O是氧元素的两种核素，设NA表示阿伏加德罗常数，下列说法正确的是

( )

A. 16O2与 18O2互为同分异构体 B. 16O与 18O核外电子排布方式不同

C. 通过化学变化可以实现 16O与 18O间的相互转化

D. 标准状况下，1.12 L O2和1.12 L O2均含有0.1NA个氧原子

10. 核电荷数小于18的某元素X，其原子核外电子层数为a，最外层电子数为2a+1。下列有关元素X的说法不正确的是 ( ) A. 元素X的原子核内质子数为2a2-1 B. 元素X的原子半径一定小于钠的原子半径

C. 由元素X形成的某些化合物，可能具有杀菌消毒的作用

D. 元素X形成的简单离子，各电子层的电子数均达到2n2个(n表示电子层数)

二、 非选择题

11. (1) 1H、2H、3H三种微粒都属于 ，因为它们是具有相同 的同一类原子。

1231213141415 、、、、、、、1116667(2) 在 HHHCCCN7N中，核素、元素分别有 种、 种。

121314 、、66(3) CC6C的关系为 ，因为它们是具有

16

18

的同一元素的不同原子。其化学性质几乎完全相同。

(4) 《自然》杂志报道了我国科学家通过测量SiO2中 26Al和 10Be两种元素的比例确定“北京人”年龄的研究结果，这种测量方法叫“铝铍测年法”。完成下列填空： ①10Be和 9Be (填字母)。

a. 是同一种原子 b. 具有相同的中子数

c. 具有相同的化学性质 d. 具有恒定的原子百分比

②目前还有一种测量方法叫“钾氩测年法”。按半径由大到小的顺序写出和Ar核外电子排布相同的阴离子： (用化学符号表示)；其中一种离子和与钾相邻元素的离子所形成的化合物可用作干燥剂，此化合物的化学式是 。

12. 下列各题中的物质均由核电荷数为1~10的元素组成。请填写化学式： (1) 只由两个原子核和两个电子构成的分子是 。

(2) 1个最外层有5个电子的原子和3个只有1个电子的原子结合的分子是 。 (3) 由3个最外层是6个电子的同种原子结合而成的分子是 ；由5个原子核、10个电子结合而成的分子是 。

13. A、B、C、D、E五种元素，它们的核电荷数依次增大，且都小于20。其中A为非金属元素，C是金属元素，A、C元素原子的最外层都只有一个电子；B和D元素原子的最外层电子数相同，且B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍；E元素原子最外层电子数比次外层电子数少1。回答下列问题： (1) 写出五种元素的元素符号：

A. ，B. ，C. ，D. ，E. 。

(2) 画出B、C的原子结构示意图：B. ，C. ；画出D的离子结构示意图： 。

(3) 从原子核外电子排布的角度分析C元素的化合价为什么为+1价。

222。8614. 据报道，某些花岗岩会产生放射性的氡（Rn)，从而对人体产生伤害，是居

室不当装修产生的“杀手”。请回答下列问题：

(1) 该原子的质量数是 ，质子数是 ，中子数是 。 (2) Rn的原子结构示意图为

请根据Rn的原子结构预测氡气的化学性质： A. 非常活泼，容易与氧气等非金属单质反应 B. 比较活泼，能与钠等金属反应 C. 不太活泼，与氮气性质相似 D. 很难与其他物质发生反应

你选择 选项，理由是 。

222222220 868686(3) 研究发现，镭能衰变为 Rn，故称 Rn为镭射气；钍能衰变为 Rn，故

220219219222220219 。、、868686868686将 Rn称为钍射气；锕能衰变为 Rn，故将 Rn称为锕射气RnRnRn

是 (填字母)。

A. 同种元素 B. 同位素 C. 同种核素 D. 同种原子

【课后检测答案】

专题二 微观结构与物质的多样性 课时8 同位素 原子核外电子排布

1. D 【解析】

14

14

C与 12C60的碳原子化学性质相似，A项错误；14C的中子数为8，

N的中子数为7，B项错误；14C为原子，12C60为单质，C项错误；14C、12C、13C互为同位

素，D项正确。

2. A 【解析】 根据粒子的表示式可知，质子数处于元素符号的左下角，即Z，可判断A项错误。

3. C 【解析】

37

Cl的中子数为20，40Ca的中子数为20；原子序数为114的元素位

H于第7周期ⅣA族，与Pb处于同主族，最外层电子数相等；N4的质子数和电子数分-2-HO2别为11、10，N的质子数和电子数分别为9、10；2的质子数为16、电子数为

18，S2-的质子数为16、电子数为18。

4. B 【解析】 中子数=293-118=175，核外电子数=质子数=118，二者之差为57。

235238235238　 ; 5. B 【解析】92U和 92U都含有92个质子，A项错92U和92U 质子数相同、中子235238235238; ; 92929292数不同，互为同位素，B项正确U和U 核外电子数相同，C项错误U和 U

的质子数均为92，中子数分别为143和146，D项错误。

6. B 【解析】 核电荷数等于核外电子数，原子是电中性的。 7. C

8. D 【解析】

14

C中含有8个中子；1H、2H、3H是同一元素的不同种核素，是同位

45 素； 26Fe的质子数与中子数之差为7；同位素原子的核外电子排布相同，化学性

质相同。

9. D 【解析】 16O2与 18O2是由不同核素构成的氧单质，不是同分异构体，故A错； 16O与18O核外电子数相等，核外电子排布也相同，故B错；16O与18O是同位素，16O与 18O不能通过化学变化转化，故C错；标准状况下，1.12 L 16O2和1.12 L 18O2物质的量均为0.05 mol，所以含有氧原子数均为0.1NA，故D正确。

10. D 【解析】 若a=2，则X为N；若a=3，则X为Cl。由原子结构、相关元素及化合物的性质推知A、B、C项正确；D项氯离子最外层电子数未达到2n2个。

11. (1) 氢元素 核电荷数(或质子数) (2) 8 3

(3) 互为同位素 相同的质子数和不同的中子数 (4) ①cd ②P3->S2->Cl- CaCl2

【解析】 (4) ①同种元素的不同原子之间互称同位素，同位素之间化学性质相似，每种核素在自然界中的原子百分比几乎是不变的。②和Ar核外电子排布相同的阴离子是P3-、S2-和Cl-，核电荷数：P3-S2->Cl-；CaCl2是一种干燥剂。

12. (1) H2 (2) NH3 (3) O3 CH4

13. (1) H O Na S Cl

(3) 钠元素原子的最外层只有1个电子，易失去而形成最外层为8个电子的稳定结构，故表现为+1价。

【解析】 由A为最外层电子数为1的非金属元素，知A为氢元素；由B元素原子L层电子数是K层电子数的3倍，知B为氧元素；由D和B元素原子的最外层电子数相同，核电荷数小于20，知D为硫元素；由C的核电荷数介于B(O)与D(S)之间，其原子的最外层电子数为1，知C为钠元素；由E的核电荷数大于D(S)小于20，且该元素最外层电子数比次外层电子数少1，知E为氯元素。

14. (1) 222 86 136

(2) D Rn原子最外层电子数已达到8电子稳定结构，氡气很稳定 (3) AB

222 86【解析】 (1) 由 Rn可知其质量数为222，质子数为86，中子数为222-86=136。

(2) Rn原子的最外层电子数为8，已达到该电子层的稳定结构，故化学性质稳定，

222220219 、、868686很难与其他物质发生反应。(3) RnRnRn三种原子质子数相同，但质量数

不同，即中子数不同，故它们属于同种元素的不同核素。