核素同位素等概念辨析

高考化学一轮复习讲义—原子结构、核外电子排布规律[复习目标]1、掌握原子结构中微粒数目的关系。

2、了解原子核外电子的运动状态、能级分布和排布原理。

3、能正确书写1～36号元素原子核外电子排布式、价层电子排布式和轨道表示式。

考点一原子结构、核素、同位素1．原子结构(1)构成微粒及作用(2)微粒间的数量关系①阳离子的核外电子数＝质子数－所带电荷数。

②阴离子的核外电子数＝质子数＋所带电荷数。

(3)微粒符号周围数字代表的信息2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的概念及相互关系(2)同位素的特征①同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。

②同一元素的各种稳定核素在自然界中所占的原子百分数(丰度)不变。

(3)氢元素的三种核素11H：名称为氕，不含中子；21H：用字母D表示，名称为氘或重氢；31H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。

(4)几种重要核素的用途核素23592U146C21H31H188O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子1．一种元素可以有多种核素，也可能只有一种核素，有多少种核素就有多少种原子()2．所有原子核内一定都有中子()3．质量数就是元素的相对原子质量()4．质子数相同的微粒一定属于同一种元素()5．核外电子数相同的微粒，其质子数一定相同()6．核聚变如21H＋31H―→42He＋10n，因为有新微粒生成，所以该变化是化学变化()7．氢的三种核素形成的单质有6种，它们物理性质有所不同，但化学性质几乎完全相同()答案 1.√ 2.× 3.× 4.× 5.× 6.×7.√一、微粒中“粒子数”的确定1．月球上的每百吨32He聚变所释放出的能量相当于目前人类一年消耗的能量，地球上氦元素主要以42He的形式存在。

已知一个12C原子的质量为a g，一个32He 原子的质量为b g，N A为阿伏加德罗常数。

第三节核素1．元素、核素、同位素之间的区别和联系(1)元素、核素、同位素的比较元素核素同位素概念具有相同核电荷数的同类原子的总称具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同原子互称为同位素范围宏观概念，指同类原子，既可是游离态又可是化合态微观概念，指某种原子微观概念，指某种元素的几种原子之间的关系特点只与质子数有关，与中子数、核外电子数无关不同的核素间质子数、中子数、电子数可能有相同处，也可能均不同同位素间质子数相同，化学性质相同，质量数不同，物理性质不同实例168O、188O、168O2－都属氧元素11H、21H、31H、4019K、4020Ca不同核素11H、21H、31H为氢的同位素(2)元素、核素、同位素之间的关系图例12007年诺贝尔化学奖得主Gerhard Ertl对金属Pt表面催化CO氧化反应的模型进行了深入研究。

下列关于20278Pt和19878Pt的说法正确的是( )A.20278Pt和19878Pt的质子数相同，互称为同位素B.20278Pt和19878Pt的中子数相同，互称为同位素C.20278Pt和19878Pt的核外电子数相同，是同一种核素D.20278Pt和19878Pt的质量数不同，不能互称为同位素解析20278Pt与19878Pt是同一种元素的不同原子，因此它们互称为同位素。

质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子之间互称为同位素。

元素原子的质子数和核外电子数相等。

有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子，就是一种核素。

答案 A2．元素的相对原子质量(1)元素的相对原子质量就是按照该元素各种同位素原子所占的一定百分比算出的平均值。

(2)元素的相对原子质量的计算设某元素有多种不同的核素，A、B、C……表示各核素的相对原子质量，a%、b%、c%……为各核素的原子数目百分数，则元素的相对原子质量计算式为Mr＝A·a%＋B·b%＋C·c%＋……例如，氯元素有3517Cl 和3717Cl 两种天然、稳定的同位素，3517Cl 的原子数目百分数为75.77%，3717Cl 的原子数目百分数为24.23%；3517Cl 的相对原子质量为34.969，3717Cl 的相对原子质量为36.966。

元素、核素、同位素、同素异形体比较一、同位素1．元素、核素、同位素概念的相互关系元素是具有相同核电荷数( 质子数) 的同一类原子的总称。

质子数决定了元素的种类，质子数相同时中子数可以不同。

我们把具有一定数目质子和一定数目中子的原子叫做核素。

这样，同一元素可能存在几种核素，这几种核素之间互称同位素，意思是在元素周期表中占有同一位置。

同位素是同一元素的核素之间的称谓，但习惯上我们常把某核素说成是该元素的同位素，例如12 C是碳的一种同位素。

二、同素异形体同一元素形成性质不同的单质叫这种元素的同素异形体，近20 多年人们对同素异形体的研究进展迅速，制得了意想不到的的同素异形体。

例如C60、N5、碳纳米管、单层石墨片等。

这些同素异形体往往具有优良的理化性质，有的已经成为材料科学新成员，在科研和生产中有着广泛的应用前景。

1．同素异形体的构成同种元素可形成多种单质，其原因是原子间能以多种方式相结合，根据原子的结合方式，可把同素异形体的构成分为3种情况。

⑴分子构成不同，最常见的是O2和O3，N2和新制得的固态的N5、C60和C720等，C60是由60 个碳原子构成的足球状分子，C720则是更大的椭圆球状分子。

⑵晶体类型不同碳有多种同素异形体，金刚石是原子晶体，C60是分子晶体，石墨等都属于过渡型晶体; 白磷是分子晶体，红磷是链状的，黑磷是层状的，都属于过渡性晶体; 灰锡是原子晶体，白锡是金属晶体。

⑶晶格类型不同硫也有多种同素异形体，其中主要是菱形硫和单斜硫，这两种单质都是由S8分子构成，但在晶体中分子的排列方式不同，所以宏观上前者的晶体接近菱形，后者的则呈柱状，它们的性质也略有差异。

三、同位素和同素异形体的比较同位素和同素异形体是两个不同范畴的概念，二者区别在于:1．同位素是同种元素的不同核素; 同素异形体是同一元素的不同单质。

前者针对核素，后者则指向单质。

2．同位素化学性质基本相同，同素异形体的物理性质明显不同。

1、核素nuclide ：指质子数和中子数均相同，并且原子核处于相同能态的原子称为一种核素。

2、同位素isotope：具有相同质子数而中子数不同的核素互称同位素。

同位素具有相同的化学性质和生物学特性，不同的核物理特性。

3、同质异能素isomer：质子数和中子数都相同，处于不同核能状态的原子称为同质异能素。

4、放射性活度radioactivity：简称活度：单位时间内原子核衰变的数量。

5、放射性核纯度:也称为放射性纯度,指所指定的放射性核素的放射性活度占药物中总放射性活度的百分比,放射性纯度只与其放射性杂志的量有关.6、放射化学纯度(放化纯):指特定化学结构的放射性药物的放射性占总放射性的百分比.7、放射性药物：指含有一个或多个放射原子(放射性核素)而用于医学诊断和治疗用的一类特殊药物。

8、正电子发射型计算机断层仪（PET）：利用发射正电子的放射性核素及其标记物为显像剂，对脏器或组织进行功能，代谢成像的仪器。

9、单光子发射型计算机断层仪（SPECT）：利用注入人体的单光子放射性药物发出的γ射线在计算机辅助下重建影响，构成断层影像的仪器。

10、“闪烁”现象 (flare phenomenon): 在肿瘤病人放疗或化疗后，临床表现有显著好转，骨影像表现为原有病灶的放射性聚集较治疗前更为明显，再经过一段时间后又会消失或改善，这种现象称为“闪烁”现象。

1、核医学的定义及核医学的分类.答：核医学是一门研究核素和核射线在医学中的应用及其理论的学科.及应用放射性核素诊治疾病和进行生物医学研究.核医学包括实验核医学和临床核医学.实验核医学主要包括核衰变测量,标记,示踪.体外放射分析,活化分析和放射自显影.临床诊断学是利用开放型放射性核素诊断和治疗疾病的临床医学学科.由诊断和治疗两部分组成.诊断和医学包括以脏器显像和功能测定为主要内容的体内诊断法和以体外放射分析为主要内容的体外诊断法.治疗核医学是利用放射性核素发射的核射线对病变进行高密度集中治疗.2、分子核医学的主要研究内容。

元素核素同位素1．元素、核素、同位素的概念及相互关系2．同位素的性质同一元素的各种核素的中子数不同，质子数相同，化学性质几乎完全相同，物理性质差异较大。

3．几种重要的核素核素235 92U 14 6C 21H 31H 18 8O用途核燃料用于考古断代制氢弹示踪原子4.相对原子质量(1)定义：以12C原子质量的1/12(约1.66×10－27 kg)作为标准，其他原子的质量跟它比较所得的值。

其国际单位制(SI)单位为1，符号为1(单位1一般不写)。

(2)诸量比较①原子质量：指原子的真实质量，也称绝对质量，是通过精密的实验测得的。

如：一个Cl2分子的m(Cl2)＝2.657×10－26 kg。

②核素的相对原子质量：各核素的质量与12C的质量的1/12的比值。

一种元素有几种同位素，就应有几种不同的核素的相对原子质量，如35Cl为34.969,37Cl为36.966。

③核素的近似相对原子质量：是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。

④元素的相对原子质量：是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：A r(Cl)＝A r(35Cl)×a%＋A r(37Cl)×b%。

⑤元素的近似相对原子质量：用元素同位素的质量数代替同位素相对原子质量与其丰度的乘积之和。

注意(1)核素相对原子质量不是元素的相对原子质量。

(2)通常可以用元素近似相对原子质量代替元素相对原子质量进行必要的计算。

深度思考1．如下是四位同学学习原子结构知识后，对这节内容的认识，你认为不正确的是()答案 C2．(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。

(2)在11H、21H、31H、12 6C、13 6C、14 6C、14 7N、15 7N中，核素、元素的种数分别为______种、______种。

原子核物理重点知识点第一章 原子核的基本性质1、对核素、同位素、同位素丰度、同量异位素、同质异能素、镜像核等概念的理解。

（P2）核素：核内具有一定质子数和中子数以及特定能态的一种原子核或原子。

（P2）同位素：具有相同质子数、不同质量数的核素所对应的原子。

（P2）同位素丰度：某元素中各同位素天然含量的原子数百分比。

（P83）同质异能素：原子核的激发态寿命相当短暂，但一些激发态寿命较长，一般把寿命长于0.1s 激发态的核素称为同质异能素。

（P75）镜像核：质量数、核自旋、宇称均相等，而质子数和中子数互为相反的两个核。

2、影响原子核稳定性的因素有哪些。

（P3~5）核内质子数和中子数之间的比例；质子数和中子数的奇偶性。

3、关于原子核半径的计算及单核子体积。

（P6）R =r 0A 1/3 fm r 0=1.20 fm 电荷半径：R =（1.20±0.30）A 1/3 fm 核力半径：R =（1.40±0.10）A 1/3 fm 通常 核力半径＞电荷半径单核子体积：A r R V 3033434ππ==4、核力的特点。

（P14）1.核力是短程强相互作用力；2.核力与核子电荷数无关；3.核力具有饱和性；4.核力在极短程内具有排斥芯；5.核力还与自旋有关。

5、关于原子核结合能、比结合能物理意义的理解。

（P8）结合能：),()1,0()()1,1(),(),(2A Z Z Z A Z c A Z m A ZB ∆-∆-+∆=∆= 表明核子结合成原子核时会释放的能量。

比结合能（平均结合能）：A A Z B A Z /),(),(=ε原子核拆散成自由核子时外界对每个核子所做的最小平均功，或者核子结合成原子核时平均每一个核子所释放的能量。

6、关于库仑势垒的理解和计算。

（P17）1.r>R ,核力为0，仅库仑斥力，入射粒子对于靶核势能V (r )，r →∞，V (r ) →0，粒子靠近靶核，r →R ，V (r )上升，靠近靶核边缘V (r )max ，势能曲线呈双曲线形，在靶核外围隆起，称为库仑势垒。

核物理中的核素分离与同位素制备技术在核物理的广袤领域中，核素分离与同位素制备技术犹如两颗璀璨的明星，为科学研究、医疗诊断、工业应用等众多领域带来了巨大的影响和变革。

这两项技术不仅展现了人类在微观世界探索中的智慧和勇气，更在推动社会进步和改善人类生活方面发挥着至关重要的作用。

首先，让我们来了解一下什么是核素和同位素。

核素是指具有特定质子数和中子数的原子核，而同位素则是指质子数相同但中子数不同的同一元素的不同核素。

例如，氢元素就有氕、氘、氚三种同位素，它们的质子数都是 1，但中子数分别为 0、1、2。

核素分离技术的实现基于原子核的物理和化学性质的差异。

其中一种常见的方法是电磁分离法。

在这种方法中，带电粒子在电磁场中会受到洛伦兹力的作用，其运动轨迹会因粒子的质量和电荷比的不同而发生偏转。

通过精心设计的电磁场，可以将不同核素的离子束分离出来。

另一种重要的核素分离方法是气体扩散法。

这种方法利用了不同质量的气体分子在通过多孔膜时扩散速率的差异。

较轻的分子扩散得更快，较重的分子扩散得较慢，从而实现核素的分离。

除了上述方法，还有离心分离法、激光分离法等多种先进技术被应用于核素分离领域。

离心分离法依靠高速旋转产生的强大离心力，使不同质量的核素在离心力场中分层，从而达到分离的目的。

激光分离法则利用激光的高选择性和高精度，对特定核素进行激发和分离。

同位素制备技术则是在核素分离的基础上，进一步将所需的同位素进行富集和纯化。

在医疗领域，同位素制备技术为疾病的诊断和治疗提供了有力的工具。

例如，放射性同位素碘－131 常用于甲状腺疾病的诊断和治疗。

通过特定的核反应和分离制备过程，可以获得高纯度、高放射性活度的碘－131，为医生准确诊断病情和制定治疗方案提供了重要依据。

在工业应用方面，同位素也有着广泛的用途。

例如，碳－14 同位素可用于考古学中的年代测定，通过测量文物中碳－14 的含量，可以推断出文物的年代。

而在地质勘探中，同位素技术可以帮助确定岩石的形成年代和地质构造的演化过程。

核素的名词解释核素是指具有特定原子核的同位素。

同位素是指具有相同质子数（即原子序数）但质子、中子或质子、中子和质子数同时发生改变的原子核。

每种同位素都有一个特定的质量数（即质子数加上中子数）。

不同核素之间的质量数不同，因此它们的原子量也会有所差异。

核素是核能科学和技术中的重要概念。

通过改变同位素的核素，我们可以控制原子核的性质，并在核能利用、核工程和核医学等领域发挥重要作用。

一、核素的命名核素的命名通常采用两部分：元素符号和质量数。

元素符号由相应元素的拉丁名称首字母组成，例如氢的符号是H，氧的符号是O。

质量数则表示了特定核素所含的质子和中子总数，其用角标标注于元素符号的左下方。

举例来说，氧的核素可以用O-16、O-17、O-18等表示，分别表示氧的质量数为16、17、18的核素。

此外，有时还会在核素名称后面加上应用的领域或属性，以进一步描述该核素的用途或特点。

例如，放射性核素碘-131常用于甲状腺治疗，超重核素锔-247可用于研究超重元素的化学和物理性质。

二、稳定核素与放射性核素根据核素的性质和稳定性，可以将其分为两类：稳定核素和放射性核素。

稳定核素指的是具有相对长的半衰期（即核素衰变为其它核素的时间）或者不发生自发核衰变的核素。

稳定核素相对较为稳定，不会引起明显的射线活动。

举例来说，氧的核素O-16就是稳定核素，其氢子数和中子数的比例相对较为稳定，不会自发发生核衰变。

放射性核素是指具有相对短的半衰期或者发生自发核衰变的核素。

放射性核素具有放射性，即会不断向周围发射射线，从而进行核变换。

放射性核素的研究和利用广泛应用于医学诊疗、生物学研究、碳14定年等领域。

例如，碘的核素I-131是一种常用的医用放射性核素，可以用于治疗甲状腺功能和甲状腺癌。

三、核素的应用核素在各个领域都有重要的应用价值。

在核能利用方面，核素被广泛用于核反应堆中的核燃料。

例如，铀-235和钚-239等核素被用于核裂变反应，产生巨大的能量。

2022年中考化学考点元素、核素、同位素的相互关系
1、元素
具有相同质子数的同一类原子的总称。

如：氕（11H）、氘(21H
或D)、氚（31H或T）三种原子的总称为氢元素。

2、核素
具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子称为核素。

如：氕（11H）、氘(21H或D)、氚（31H或T）是氢元素的三种核素。

3、同位素
定义：具有相同质子数和不同中子数的同一元素的原子互称同位素。

性质：
a. 同一元素的各种同位素虽然质量数不同，但它们的化学性质
几乎完全相同。

b. 同位素的不同原子构成的单质（或化合物）是化学性质几乎
相同而物理性质不同的不同种单质（或化合物）。

c. 天然存在的某种元素里，各种同位素所占的原子个数百分比
一般是不变的。

d. 使用同一元素符号。

e. 在周期表中处于同一位置。

如：氢有三种同位素：氕（11H）、氘(21H或D)、氚（31H或T）。

H、D、T三者互称同位素，H2O，D2O，T2O均是氢元素和氧元素组成的，
它们的化学性质相同，但物理性质不同。

因此，水和重水、超重水是
不同的物质，大量混和时为混和物。

注意：
（1）同位素是同一元素的不同原子之间的互称，因此，同位素又称为同位素原子；
（2）同位素原子间质子数相同，中子数、质量数不同。

（3）元素的一种原子叫做核素，如：H、D、T是氢元素的三种核素。

（4) 同位素是同种元素的不同种原子；同素异形体是同种元素构成的不同种单质。