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原子结构和相对原子质量二学生


1.2 原子结构、同位素 【学习目标】 知道原子的结构、知道同位素的概念 【学习内容】 1.原子中微粒间的数学关系: 构成原子的粒子 电性和电量 质量/kg 相对质量 电 子 质 子 中 子 1 个电子带 1 个单 位负电荷 9.109× 10
-31

1 个质子带 1 个 单位正电荷 1.673× 10 1.007
-27

不显电性 1.675× 10
-27

1/1836(电子与质 子质量之比)

1.008

? ? 质子 Z个 ? 原子核 ? ? 中子 ( A ? Z ) 个 原子 ? ? ? A ( Z X ) ? 核外电子 Z个
质量数(A)=质子数(Z)+中子数(N) 核电荷数=元素的原子序数=质子数=核外电子数 2.元素符号角标含义 A——代表质量数 Z——代表核电荷数 c——代表离子所带的电荷数 d——代表化合价 e——代表原子个数 3.同位素 (1)概念:质子数相同,中子数不同的原子是同一种元素的不同原子,互称同位素。 (2)同位素的质量数不同,核外电子数相同,化学性质相同。 (3)同位素的不同原子构成的单质是化学性质几乎相同的不同单质。

A Z

+d

Xe

c+ --

(4)同位素构成的化合物是不同的化合物, H2 O、D2 O、T2 O 的物理性质不同,化学性 质几乎相同。 (5)元素的相对原子质量(元素的原子量) :这种元素的各种同位素的相对原子质量的平均 值。 (6) 元素的近似相对原子质量: 用同位素的质量数代替相对原子质量进行计算得出的数值。 4.相对原子质量的有关计算 在天然存在的某种元素里, 不论是游离态还是化合态, 各种同位素所占的原子百分比一 般是不变的。 我们平常所说的某种元素的相对原子质量, 是按各种天然同位素原子丰度算出 来的平均值。下面,我们介绍各元素相对原子质量平均值的算法。? 设问:对于具有同位素原子的元素来讲,应该怎样求其同位素的相对原子质量呢?? 如 18 O 的相对原子质量可以通过以下数值求出: 已知一个 18 O 的质量为 2.657× 10-26 kg, 8 8 一个 12 C 的质量为 1.993× 10-26 kg, 6
1

2.657 ? 10 ?26 kg ? 26 18 O 的相对原子质量= 1.993 ? 10 kg × 12=15.998?
8

只要我们知道了某元素的各种同位素的相对原子质量,及在自然界中各同位素原子丰 度。根据元素相对原子质量的含义,就可得到其值。以氯元素为例,求氯元素的相对原子质 量:? 氯元素的相对原子质量=34.969× 75.77%+36.966× 24.23%=35.45? 元素周期表中各元素的相对原子质量就是这样算出来的。 在数值上, 同位素的相对原子 质量近似等于质量数, 我们平常做题时, 常用质量数代替同位素的相对原子质量来计算元素 的近似相对原子质量。? 【模拟试题】 一. 选择题: 1. 在一个电中性的原子中,一定含有的微粒是( ) A. 质子,中子,电子 B. 质子,中子 C. 质子,电子 D. 中子,电子
A 2. 某微粒用 Z R n ? 表示,下列关于这种微粒的叙述正确的是(



A. 所含质子数 ? A ? n C. 所含电子数 ? Z ? N 3. 元素的相对原子质量是(

B. 所含中子数 ? A ? Z D. 质量数 ? Z ? A )
12

A. 此元素一个原子的质量与 C 原子质量的比值 B. 此元素一个原子的质量与 C 原子质量的 1/12 比值 C. 按此元素各种天然同位素的相对原子质量与这些同位素所占的原子百分比计算出的 平均值 D. 按此元素各种天然同位素的质量与这些同位素所占的原子百分比计算出的平均值 4. 硼有两种同位素: 5 B 和 5 B ,硼的相对原子质量为 10.8,则 5 B 和 5 B 的原子个数比 是( ) A. 1:3
10 11 10 11
12

B. 1:4

C. 1:2

D. 1:1 ) D. 30.0g

5. 与 27.0 克水含有相同中子数的 D2 O 质量为( A. 13.2g B. 20.1g C. 24.0g

6. 某元素所形成的气态单质分子 M 2 有三种,其式量分别为 70,72,74。三种分子的物 质的量之比 9:6:1 时,下列说法正确的是( A. M 有三种同位素 B. M 2 的平均式量为 72 C. 质量数为 35 的同位素占原子总数的 75% D. M 的一种同位素的质量数为 37 7.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( ) )

2

A.等于 20%

B.略小于 20%


C.略大于 20%

D.等于 80%

8.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?

n (A-N+8) A ? 16

B?

n (A-N+10) A ? 16

C? (A-N+2)

D?

n (A-N+6) A

9.11H、21H、31H、H+、H2 是 A? 氢的五种同位素 C? 氢的五种同素异形体 B. 五种氢元素 D. 氢元素的五种不同微粒

10.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

11.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

12.13C—NMR(核磁共振) 15N—NMR 可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结 、 构,KurtW üthrich 等人为此获得 2002 年诺贝尔化学奖。下面有关 13C、15N 叙述正确的是 A? 13C 与 15N 有相同的中子数 C? 15N 与 14N 互为同位素 B? 13C 与 C60 互为同素异形体 D? 15N 的核外电子数与中子数相同 )

13.下列关于原子的几种描述中,不正确的是( A C
18 12

O 与 19F 具有相同的中子数 C 与 13C 具有相同的质量数

B D

16

O 与 17O 具有相同的电子数 N 与 14N 具有相同的质子数? )

15

14.据报道,月球上有大量 3He 存在,以下关于 3He 的说法正确的是( A. 是 4He 的同分异构体 C. 是 4He 的同位素 B. 比 4He 多一个中子 D. 比 4He 少一个质子 ) C、红磷、白磷

15.下列各组物质中,互为同位素的是( A、重氢、超重氢 二. 填空题: B、氧、臭氧

D、乙酸、丙酸

16. 非金属元素 X 有两种同位素 Z X 和 Z X ,由 X 元素形成的双原子单质分子可能有 _______种,它们的式量分别为___________。
23 35 37 17. 已知 Cl 和 Cl 的平均相对原子质量为 35.5,由 Na、 Cl、 Cl 等微粒构成的
35 37

A

B

NaCl 晶体 11.7g 中含有 Cl 的质量为_____________。

37

3

2 3 18. 由 1 H、1 H、1 H、18 O、16 O 形成类似于 H 2 O 分子的三原子化合物分子共有_____ 1 8 8

________种。 三. 计算题:
35 19.由 23 Na 分别跟 17 Cl 和 37 Cl 所构成的 10g 氯化钠中含 37 Cl 的质量为多少? 11 17 17

20.电解 H 2 O 和 D2 O 的混合液,通电一段时间后,阳极产生氧气,阴极生成 H 2 和 D2 的 混合气体。若两极产生 18.5g 气体,在标准状况下体积为 33.6L。试求生成的 H 2 和 D2 物质 的量之比。

4


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