高三化学一轮复习——原子结构与核素、同位素

考点46 元素核素同位素聚焦与凝萃1．了解元素、核素和同位素的含义；2．了解同位素的性质及其应用，掌握核素的表示方法。

解读与打通常规考点1．元素：具有相同核电荷数的同一类原子的总称。

例：氧（O）元素，氢（H）元素。

特性：主要通过形成的单质或化合物来体现。

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如1H(H)、2H(D)、3H(T)就各为一种核素。

特性：不同的核素可能质子数相同，或中子数相同，或质量数相同，或各类数均不相同3．同位素：质子数相同而中子数不同的用一元素的不同原子互称为同位素如16O、17O、18O是氧元素的三种核素，互为同位素。

特性：同位素质量数不同，化学性质相同；天然同位素所占原子百分比一般不变；同位素构成的化合物如H2O、D2O、T2O，物理性质不同但化学性质相同4．元素、核素、同位素之间的关系如下图所示：隐性考点1．同位素的六同和三不同2．元素、核素和同位素的概念的比较元素核素同位素（1）元素是宏观概念，对同类原子而言，元素的种类和原子的种类不相等，原子的种类多于元素的种类。

决定元素种类的因素是质子数。

质子数相同的核素属于同一种元素。

一种元素可以有多种核素。

化学变化中不会产生新元素。

（2）同位素是微观概念，对某种元素的几种原子间的关系而言。

同位素的描述对象是原子，即核素。

质子数相同的不同核素互为同位素。

（3）核素是微观概念，对某种元素的原子而言. 4.同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较18e -Ar HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH、CH3FCl-、S2-、HS-、O2－2K+、Ca2+融合与应用例1．地球上氦元素主要以4He形式存在，而月球土壤中吸附着数百万吨3He，据估算3He核聚变所释放的能量可供人类使用上万年。

下列说法正确的是( )①3He、4He的化学性质基本相同②3He、4He具有相同的中子数③3He核聚变是化学变化④3He液化是物理变化A．①② B．①④ C．②③ D．③④【答案】B【解析】3He中子数为1,4He中子数为2，②错；核聚变既不属于物理变化，也不属于化学变化，③错。

高考化学一轮总复习：微考点1 元素、核素和同位素的概念辨析(2024·河北衡水高三检测)稀土元素钕(140 60Nd)是制造导弹合金材料的重要元素。

下列说法正确的是( B )A.140 60Nd和142 60Nd是不同核素，互为同素异形体B.140 60Nd和142 60Nd的核外电子排布相同，化学性质几乎相同C.140 60Nd原子的中子数与质子数之差为80D．14 g钕元素含有6 mol电子[解析]140 60Nd和142 60Nd是同种元素的不同核素，互为同位素，A错误；140 60Nd和142 60Nd的核外电子数均为60，核外电子排布相同，化学性质几乎相同，B正确；140 60Nd原子的中子数为80、质子数为60，二者之差为20，C错误；元素的相对原子质量是该元素的各种天然同位素的相对原子质量和所占的物质的量分数算出的平均值，14 g钕元素对应的钕原子的物质的量并非0.1 mol，含有的电子也不是6 mol，D错误。

【对点训练】1．(2024·郴州模拟)铋(Bi)在医药方面有重要应用，下列关于209 83Bi和210 83Bi的说法正确的是( C )A．两者互为同素异形体B.209 83Bi转化成210 83Bi是化学变化C.209 83Bi和210 83Bi的物理性质往往不同D．两者分别含有126和127个质子[解析]209 83Bi和210 83Bi质子数相同，中子数不同，二者互为同位素，A错误；209 83Bi转化成21083Bi中子数发生了变化，没有新物质的生成，不属于化学变化，B错误；同位素的化学性质相似，物理性质如放射性等有较大的差别，C正确；209 83Bi的中子数为209－83＝126，210 83Bi 的中子数为210－83＝127，两者的质子数都是83，中子数分别为126、127，D错误。

2．(2024·陕西西安模拟)据科学家推测，月球的土壤吸附着百万吨的32He，在地球上氦元素主要以42He的形式存在，下列有关32He和42He的说法正确的是( D )A．属于同一种核素B．质量数相同C.32He与42He互为同素异形体D.32He和42He互为同位素[解析]两者的中子数不同，质量数不同，属于不同的核素，故A错误；32He的质量数是3、42He的质量数是4，二者质量数不同，故B错误；32He和42He质子数相同，中子数不同，互为同位素，故C错误，D正确。

热点强化13元素推断与元素性质元素推断与元素性质主要以元素周期表为工具考查“位—构—性”三者的关系，命题既可对原子结构、元素周期表、元素周期律进行单独考查，也可结合元素及其化合物的性质进行综合考查。

原子结构知识主要考查核素、同位素、核外电子排布(电子排布式、轨道表示式和未成对电子数)、原子轨道的能量和形状等；元素周期律主要考查金属性、非金属性、气态氢化物稳定性和最高价含氧酸的酸性、原(离)子半径、电离能、电负性的比较等。

元素周期表一般给出片段，结合原子结构和元素周期律进行考查。

在复习过程中，应针对以下几点进行：(1)原子结构——构造原理(1～36号元素核外电子排布)、原子内粒子数量之间的关系；(2)元素性质——原子半径、主要化合价、金属性、非金属性、第一电离能、电负性的周期性变化规律；(3)“位—构—性”——用好元素周期表这一工具，实现分析与推理能力、宏观辨识与微观探析的学科核心素养的提升。

题组一文字叙述型1．(2022·江苏模拟)前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大。

X与Z同主族，且基态X原子中p能级和s能级上的电子数相同。

Y、Z同周期，Y位于第ⅢA族，W最外层有2个电子。

下列说法正确的是()A．原子半径：r(X)<r(Y)<r(Z)<r(W)B．最高价氧化物对应水化物的碱性：W<YC．第一电离能：I1(Z)<I1(X)D．基态W原子内层原子轨道均已充满电子答案 C解析前四周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，W的原子序数最大且W最外层有2个电子，基态X原子中p能级和s能级上的电子数相同，则X的电子排布式可能为1s22s22p4或1s22s22p63s2，Y、Z同周期，Y位于第ⅢA族，X与Z同主族，则X的电子排布式为1s22s22p4，X为O，Z为S，Y为Al，W为Ca。

电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同，核电荷数越小，半径越大，则原子半径：r(O)<r(S)<r(Al)<r(Ca)，即r(X)<r(Z)<r(Y)<r(W)，A错误；W为Ca，Y为Al，金属性：Al<Ca，则最高价氧化物对应水化物的碱性：Y<W，B错误；X为O，Z为S，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，则第一电离能：I1(Z)<I1(X)，C正确；W为Ca，其电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,3d轨道未充满电子，D错误。

2021届新高考化学人教第一轮复习微题型专练元素、核素、同位素一、选择题1、下列说法不正确的是( )①质子数相同的粒子一定属于同一种元素②同一元素的核素种数由中子数决定③同位素的化学性质几乎相同④质子数相同、电子数也相同的两种粒子，不可能是一种分子和离子⑤Cl2中35Cl与37Cl两种核素的个数之比与HCl中35Cl与37Cl的个数之比相等A．③ B．④C．②⑤ D．①答案：D解析：同一种元素，需满足两个条件：a.质子数相同，b.是原子，将定义中的“原子”改为“粒子”是错误的，如Ne与HF其质子数均为10，但二者不是同一元素，故①是错误的。

同一元素的核素中质子数相同，中子数不同，显然中子数决定同一元素的核素种数，故②正确。

一种分子和一种离子，如果质子数相等，它们的电子数一定不等，故④正确。

同位素的质子数相同，化学性质几乎相同，但其质量数不同，物理性质不同，在自然界中其原子百分组成不变，故③⑤正确。

2、氯的原子序数为17,37Cl和35Cl是氯的两种核素，下列说法正确的是( )A．35Cl原子所含质子数为18B．118mol的H35Cl分子所含中子数约为6.02×1023C．3.5 g的35Cl2气体的体积为2.24 LD．35Cl2气体的摩尔质量为71 g·mol－1答案：B解析：35Cl原子所含质子数为17，A错误；1 mol H35Cl分子中所含中子数为18 mol，故118mol的H35Cl分子中所含中子数为6.02×1023，B正确；C项中未指明状况，故C错误；35Cl的质量数为35，即相对原子质量为35，则35Cl2气体的摩尔质量为70 g·mol－1，D错误。

3、简单原子的原子结构可用下图形象地表示其中表示质子或核外电子，表示中子，则下列有关①②③的叙述正确的是( )A．①②③互为同位素B．①②③属于不同的元素C．①②③是三种化学性质不同的粒子D．①②③具有相同的质量数答案：A解析：由图示可知①表示11H，②表示21H，③表示31H，三者互为同位素，化学性质几乎完全相同。

第23讲原子结构核外电子排布[课程标准] 1.了解元素、核素和同位素的含义。

2.了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数，以及它们之间的关系。

3.了解核外电子排布规律，驾驭原子结构示意图。

考点一原子结构与核素、同位素1．原子结构(1)构成原子的微粒原子（AZ X）⎩⎪⎨⎪⎧原子核⎩⎪⎨⎪⎧质子（Z个）——确定元素的种类中子[（A－Z ）个]在质子数确定后确定核素种类同位素核外电子（Z 个）——最外层电子数确定元素的化学性质(2)微粒之间的数量关系①原子中：质子数(Z)＝核电荷数＝核外电子数；②质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)；③阳离子的核外电子数＝质子数－电荷数；④阴离子的核外电子数＝质子数＋电荷数。

(3)符号ba X＋cd＋e中各数字的含义2．元素、核素、同位素(1)元素、核素、同位素的关系(2)同位素的特征①相同存在形态的同位素，化学性质几乎完全相同，物理性质不同。

②自然存在的同一元素各核素所占的原子百分数一般不变。

(3)氢元素的三种核素11 H ：名称为氕，不含中子；21 H ：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 235 92U14 6C21H31H18 8O用途核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子3.两种相对原子质量(1)原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与12C 质量的1/12的比值。

一种元素有几种同位素，就有几种不同核素的相对原子质量。

(2)元素的相对原子质量：是按该元素各种自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 %。

[正误辨析](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)不同的核素可能具有相同的质子数，也可能质子数、中子数、质量数均不相同( ) (3)核聚变如21 H ＋31 H ―→42 He ＋10 n ，因为有新微粒生成，所以该变更是化学变更( ) (4)中子数不同而质子数相同的微粒确定互为同位素( ) 学生用书第109页(5)通过化学变更可以实现16O 与18O 间的相互转化( ) (6)3517 Cl 与3717 Cl 得电子实力几乎相同( )答案： (1)√ (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√一、元素、核素、同位素概念辨析1．现有下列9种微粒：11 H 、21 H 、136C 、146C 、147N 、5626 Fe 2＋、5626Fe 3＋、16 8O 2、168O 3。

2020届高三化学一轮考点精讲精析（8）：元素核素和同位素考点8 元素、核素和同位素1．把握原子的组成和结构。

2．把握原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及质量数与质子数和中子数之间的关系3．明白得元素、核素、同位素的概念及其相互关系4．了解同位素的性质及其应用，把握核素的表示方法一、原子结构1.原子组成原子可分为 和 两部分，其中原子核又是由 和 构成的2.构成原子的粒子之间的关系①核电荷数 = = = 元素的原子序数摸索：哪些微粒的质子总数才等于核外电子总数？②质量数 = + 数学表达式：A = +二、元素、核素、同位素1.元素、核素、同位素的区不与联系元素是具有 的同一类原子的总称核素是具有 和 的一种原子同一元素的不同 之间互称为同位素元素、核素、同位素间的关系可用右图表示：2.原子中各粒子的作用① 数决定元素种类，同种元素的不同 ，其 数相同 数不同， ② 数和 数共同决定了原子(核素)的种类③元素的化学性质决定于 和 ，其中 是决定元素化学性质的要紧因素3.同位素的性质及表示方法同位素的 性质几乎完全相同而 性质不同，假设某元素的原子核内有6个质子和6个中子，其核素组成符号为 ，讲出核素的一个用元素 同位素 核素核素途 。

摸索：什么缘故同位素的化学性质几乎完全相同而物理性质不同？4.同位素、同素异形体、同分异构体、同系物的研究对象同位素 同素异形体 同分异构体 同系物 研究对象试题枚举【例1】以下讲法正确的选项是A ．原子核差不多上由质子和中子构成的B ．质子数相同的粒子其化学性质不一定相同C ．质子数不同的原子其质量数也一定不同D ．质子数相同的微粒，核外电子数一定相同，但化学性质不一定相同 解析：H 中只有质子，没有中子，A 错；Na 、 Na +、 NH 4+质子数相同，化学性质不同，B 正确D 错；质子数不同，但质子数与中子数之和可能相同，C 不对；。

答案：B 。

原子核结构与同位素核素原子核是物质的基本组成部分之一，它由质子和中子组成。

原子核结构的研究对于理解物质的性质和变化具有重要意义。

同时，同位素核素也是原子核研究的一个重要方面。

一、原子核结构的基本概念原子核是由质子和中子组成的，其中质子的电荷为正，中子是中性的。

原子核的直径相对于整个原子而言非常小，但其质量远远大于整个原子。

这说明了原子核的致密性和重要性。

质子是带正电的，中子是不带电的。

原子核的正电荷主要来自于质子，中子在原子核中起到填充空间的作用。

质子和中子的质量几乎相同，都是原子质量单位的一倍。

二、同位素核素的概念同位素核素是指具有相同质子数但中子数不同的核素。

同位素核素具有相同的化学性质，但物理性质可能存在一定差异。

例如，碳的同位素核素包括碳-12、碳-13和碳-14，它们具有相同的化学性质，但却具有不同的放射性和核稳定性。

同位素核素的存在对于科学研究和工程应用具有重要意义。

通过同位素核素的研究，科学家们可以了解物质的成分和变化过程，同时还可以应用于放射性示踪、医学诊断和治疗等领域。

三、同位素核素的利用同位素核素在科学研究和工程应用中具有广泛的利用价值。

其中，放射性同位素核素的利用是其中重要的一部分。

放射性同位素核素可以用于放射性示踪。

通过给某种物质标记上放射性同位素核素，科学家们可以追踪该物质在体内或环境中的运动和转化过程。

这种技术在医学、环境科学、地质学等领域得到广泛应用。

例如，放射性碘同位素核素可以用于甲状腺疾病的治疗和诊断。

此外，放射性同位素核素还可以用于医学诊断和治疗。

通过注射或摄取放射性同位素核素，科学家们可以观察和测量物质在人体内的运动和代谢过程，从而对疾病进行诊断和治疗。

放射性同位素核素的应用使得医学诊断更加准确，治疗更加精细化。

除了放射性同位素核素，稳定同位素核素也具有广泛的应用。

例如，稳定同位素核素可以用于地质学的研究。

通过测量稳定同位素核素的含量和比例，科学家们可以了解地球的年龄、大气和水循环等过程。

第9讲原子结构【考纲要求】1.了解元素、核素和同位素的含义。

2.了解原子构成。

了解原子序数、核电荷数、质子数、中子数、核外电子数以及它们之间的相互关系。

了解原子、离子等概念的含义3.了解原子核外电子排布。

【课前预习区】一、原子结构1．原子的组成：Z A X指出各字母的含义_________________________________2.组成原子的各微粒的关系：（1）电性关系：质子数核电荷数原子序数核外电子数。

（2）质量关系：质量数=（3）阳离子zX m+：质子数核电荷数原子序数核外电子数电荷数。

（4）阴离子 zX n-：质子数核电荷数原子序数核外电子数电荷数。

三、原子核外电子排布电子在核外排布的规律如何？（1）能量最低原理：离核越近，能量越，电子总是先排在能量的电子层，然后在排能量的电子层。

（2）各电子层最多容纳个电子；（3）最外层最多不超过电子，K层为最外层时不超过个电子。

次外层超过个电子，倒数第三层不超过个电子。

四、有关粒子结构特点的规律（1）He型（2 e－粒子）：（2）Ne型（10e－）：分子，阳离子，阴离子，其中质子数相同的粒子是。

（3）Ar型（18e－）：分子，阳离子，阴离子。

其中质子数相同的粒子是。

（4）其他常见特殊类型：14电子型。

【课堂互动区】一、原子结构[例题1]（原子组成、同位素）（09广东化学1）我国稀土资源丰富。

下列有关稀土元素14462 Sm与15062Sm的说法正确的是（）A. 14462Sm与15062Sm互为同位素 B.14462Sm与15062Sm的质量数相同C. 14462Sm与15062Sm是同一种核素 D.14462Sm与15062Sm的核外电子数和中子数均为62【规律总结】1、元素、核素、同位素之间的关系2、用质子数、中子数、核外电子数、最外层电子数、电子层数填写下列空格①原子种类由决定②元素由决定③元素有同位素由决定④同位素相对原子质量由决定⑤元素的原子半径由决定⑥元素的化合价主要由决定⑦元素的化学性质主要由决定⑧价电子数通常是指⑨核电荷数由决定⑩原子的质量数由决定[变式1]：（2010年山东）16O和18O是氧元素的两种核素，N A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，1.12L16O2与1.12L18O2均含0.1N A个氧原子[变式2]：(2011海南)13153I是常规核裂变产物之一，可以通过测定大气或水中13153I的含量变化来检测核电站是否发生放射性物质泄漏。