【分析】 12C和14C都可以用元素符号C表示,质子数都是6,都是碳元素,但它们的中子数和质量数不同,分别称为碳元素的一种核素,二者互为同位素。
【明确】
1.同:质子数相同—→核电荷数、原子结构、核外电排布、元素符号完全相同,化学性质基本相同;由于中子数、质量数不同,故物理性质存在差异。
同位素强调两同:质子数相同、同一元素;
两不同:中子数不同、原子种类不同。
2.同位:核电荷数(原子序数)相同,在周期表中占据同一位置。
3.同位素是同一元素不同核素之间的互称,并不指具体的原子;元素和核素只论种类,不论个数(如同学是张三、李四之间的相互称谓,并不指具体的人),如11H是一种核素、21H是一种核素、31H也是一种核素,它们都是氢元素的核素,彼此互称同位素。
4.一种元素可能有多种不同的核素,在天然存在的元素中,许多都有同位素,因而发现的原子种类数多于元素的种类数。如氙就有30多种核素;某元素的核素有几种,该元素就有几种核素;由于同一种元素可能存在多种核素,故原子种类数远远多于元素种类数;不特别指出时,所指元素的原子一律指常见、普通的原子。
5.并非所有元素都有同位素,如钠、铝、氟就没有同位素;
6.同一元素的不同天然核素不论以游离态还是化合态形式存在,其在自然界的丰度(质量分数)一般是不变的。各同位素原子的质子数相等,核外电子层结构相同,其原子、单质及其构成化合物的化学性质基本相同。
【问题1】如何理解“在天然存在的元素中,无论是游离态还是化合态,同位素原子所占的百分比一般是不变的”?
答:原子是化学变化中的最小微粒,对于能稳定存在的天然同位素,通过化学反应,其原子不会发生变化。
判断方法:同位素反映的是同种元素、不同原子间的关系。故单质、化合物不可能是同位素,如H2和D2、H2O和D2O之间不存在同位素关系。只有质子数相同、而中子数不同的原子才是同位素,如
O和
O;而质量数相同,质子数不同的,不能称为同位素。
7.不同核素组成的单质是不相同的单质(如H2、D2、T2)
不同核素组成的化合物是不相同的化合物(如H2O、D2O、T2O)
由此可见:只含一种元素的物质不一定是纯净物,如H2和D2,只含一种元素一种原子的物质也不一定是纯净物,如O2和O3(同素异形体)
【例1】已知35Cl在自然界含量的个数百分比为75.77%,相对原子质量是34.969,37Cl在自然界含量的个数百分比为24.23%,相对原子质量是36.966,求氯元素的平均相对原子质量;
答:元素的相对原子质量:
=M1×a1%+M2×a2%+……
M表示某元素的相对原子质量
M1、M2……为同位素的相对原子质量
a1%、a2%……为同位素的原子质量分数或同位素原子的物质的量分数
=M1×a1%+M2×a2% ==34.969×75.77%+36.966×24.23%==35.453
【例2】168O、178O、188O三种原子,它们之间的关系是:
① 1mol单质中,它们的质子数之比是_______________;
②1g单质中,它们的中子数之比是_______________;
③在标准状况下,它们单质的密度之比是_______________;
解:①1:1:1②1/16 ×8:1/17 ×9:1/18 ×10==1/2:9/17:5/9
③32:34:36==16:17:18
【迁移与应用】1.请你描述构成原子的各种微粒与元素、核素间的关系。
2.请你描述元素、核素、同位素间的关系.
【媒体显示】元素、核素、同位素三者之间的关系:

【拓展与提高】
1.下列说法正确的是:
A.同种元素的质子数必定相同;B.不同元素原子的质量数必定不同;
C.原子核都是由质子和中子构成的;
D.凡是核外电子数相同的微粒必定属于同一元素;
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