12_原子结构和相对原子质量.ppt

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1、第一章 打开原子世界的大门1.2 原子结构和相对原子质量1.67261027 Kg1.67481027Kg9.04110 31Kg 实际质量实际质量1.0071.0081/1836相对质量相对质量电荷电荷+1-10原子核半径小于原子半径的万分之一，体积占原子体积的原子核半径小于原子半径的万分之一，体积占原子体积的几千亿分之一。原子的质量主要集中在原子核上。几千亿分之一。原子的质量主要集中在原子核上。原子的构成原子的构成1质子质子中子中子中子中子原原子子原子核原子核 核外电子核外电子 一个含一个含6个质子个质子6个中子的碳原子记作个中子的碳原子记作126C，它的质量，它的质量为为1.992710

2、26Kg。取。取126C原子质量的原子质量的1/12 作为标准作为标准, ,即：即：1.992710-26Kg 12= 1.660710-27Kg其他的微粒与它相比较：其他的微粒与它相比较： 一个质子的相对质量一个质子的相对质量: : 1.672610271.660710271.0071一个中子的相对质量一个中子的相对质量: 1.674810271.660710271.0081 （一个质子的质量）（一个质子的质量）（一个电子的质量）（一个电子的质量）18361836相对质量及计算相对质量及计算2原子序数原子序数=核电荷数核电荷数=核内质子数核内质子数=核外电子数核外电子数质量数（质量数（A）=

3、质子数（质子数（Z）+中子数（中子数（N）阳离子：阳离子：M-xe M x+eg: H+ Na+ K+ Mg2+ Al3+ NH4+ 阴离子：阴离子：M+xe M x-eg: F Cl Br I S2 OH CO32 SO42 PO43 NO3 带电荷的原子或原子团离子离子3c分子中原子个数分子中原子个数XAZabcA 质量数质量数Z质子数（质子数、原子序质子数（质子数、原子序数、原子核外电子数）数、原子核外电子数）a化合价化合价b离子的所带电荷数离子的所带电荷数元素符号的意义：元素符号的意义：1、表示一种元素、表示一种元素2、表示该种元素的一个原子、表示该种元素的一个原子3、表示该种元素的相

4、对原子质量、表示该种元素的相对原子质量元素符号角标的意义元素符号角标的意义4质量数质量数（A） 质子数质子数（Z）+ 中子数中子数（N）1. 下列符号表示的含义：下列符号表示的含义：Na11Na23Na2NaMg2Al3Al2(SO4)317ClNa2CO3NaNa1235U【练习题【练习题】 2. 136C-NMB( (核磁共振核磁共振) )可以用于含碳化合可以用于含碳化合物的结构分析，物的结构分析，136C表示的碳原子表示的碳原子 ( )( )A.A.核外有核外有13个电子个电子B.B.核内有核内有6 6个质子，核外有个质子，核外有7个电子个电子C.C.质量数为质量数为13，原子序数为，原

5、子序数为6，核内有，核内有7个质个质子子D.D.质量数为质量数为13，原子序数为，原子序数为6，核内有，核内有7个中个中子子 D2.质量数（质量数（A）质子数（）质子数（Z）中子数（）中子数（N） 1.原子原子 核电荷数质子数原子核外电子数核电荷数质子数原子核外电子数 =原子序数原子序数XAZ3. 阳离子阳离子 ：+mZW4. 阴离子阴离子 ：- -nZY几个关系式几个关系式5核电荷数质子数核电荷数质子数核外电子数，核外电子数， 核外电子数核外电子数Zm核电荷数质子数核电荷数质子数核外电子数，核外电子数，核外电子数核外电子数Zn 1.已知已知A2、B、C、D2、E3五种简单离子的五种简单离子的

6、核外电子数相等，与它们对应的原子的核电荷数核外电子数相等，与它们对应的原子的核电荷数由大到小的顺序是由大到小的顺序是 。练习E、D、C、B、A2.现有现有bXn和和aYm两种离子，它们的电子数相同，两种离子，它们的电子数相同，则则 a 与下列式子有相等关系的是与下列式子有相等关系的是（ ） A. abmn B. abmn C. abmn D. a bmnB 具有相同质子数不同中子数的同种具有相同质子数不同中子数的同种元素的不同原子互称同位素。元素的不同原子互称同位素。H 11名称：氢名称：氢 氕氕 符号符号 HH 21名称：重氢名称：重氢 氘氘 符号符号 DH 31名称：超重氢名称：超重氢 氚

7、氚 符号符号 TEg.同位素同位素5 自然界中许多元素都有同位素。同位素有的是天自然界中许多元素都有同位素。同位素有的是天然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有然存在的，有的是人工制造的，有的有放射性，有的没有放射性。的没有放射性。 C126C136C146碳碳用途：其质量的用途：其质量的112作为原子量标准作为原子量标准用途：利用其半衰期考古测年代用途：利用其半衰期考古测年代U23892U23492U23592铀铀纯度为纯度为3%的的U-235为为核电站核电站发电用发电用低低浓缩铀浓缩铀，U-235纯度大于纯度大于80%的铀为的铀为高高浓缩铀浓缩铀，其中纯度大于，其中纯度大于90%的称

8、为武器的称为武器级高浓缩铀，主要用于制造级高浓缩铀，主要用于制造核武器核武器。 同位素性质同位素性质a.a.同位素的核外电子数相同，化学性质基本相同位素的核外电子数相同，化学性质基本相同同（如：化学反应和离子的形成）（如：化学反应和离子的形成）。b.b.同位素的质量数（中子数）不同，同位素的质量数（中子数）不同，物理性质物理性质有差异（如：熔点和沸点）。有差异（如：熔点和沸点）。c.c.自然界中，各种同位素的原子个数百分比一自然界中，各种同位素的原子个数百分比一定。定。 同位素丰度同位素丰度 各种同位素原子所占的原子个数百分比。各种同位素原子所占的原子个数百分比。 如氯的稳定同位素中有如氯的稳

9、定同位素中有3517Cl和和3717Cl ，在，在自然界的丰度分别为自然界的丰度分别为75.5%和和24.5%，元素表，元素表中所列的氯的相对原子质量是两者按丰度计中所列的氯的相对原子质量是两者按丰度计算的均值。算的均值。许多同位素有重要的用途：许多同位素有重要的用途：C-12是作为确定原子量标准的原子；是作为确定原子量标准的原子； 两种两种H原子（氘、氚）是制造氢弹的材料；原子（氘、氚）是制造氢弹的材料； U-235是制造原子弹的材料和核反应堆的原料；是制造原子弹的材料和核反应堆的原料；同位素示踪法广泛应用于科学研究（如国防）、同位素示踪法广泛应用于科学研究（如国防）、工农业生产和医疗技术方

10、面，例如用工农业生产和医疗技术方面，例如用O-18标记标记化合物确证了酯化反应的历程，化合物确证了酯化反应的历程， I -131用于甲状用于甲状腺吸碘机能的实验等。腺吸碘机能的实验等。同位素的应用同位素的应用 应用依据：应用依据：原本有生命的物体可以与大自然发生交换，当原本有生命的物体可以与大自然发生交换，当生物体死亡后，体内生物体死亡后，体内14C因不断衰变而减少。因不断衰变而减少。例例1. 放射性同位素放射性同位素14C可用来推算文物的可用来推算文物的“年龄年龄”。 14C的含量每减少一半要经过约的含量每减少一半要经过约5730年。某考年。某考 古小组挖掘到一块动物骨骼，经测定古小组挖掘到

11、一块动物骨骼，经测定14C还剩余还剩余 1/8，推测该动物年代距今约为，推测该动物年代距今约为( ) A 57303年年 B 57304年年 C 57306年年 D 57308年年An312()n=18解：解：Y/A=同位素的应用同位素的应用同素异形体，是相同元素组成，不同形态的单质。同素异形体，是相同元素组成，不同形态的单质。 如碳元素就有金钢石、石墨、无定形碳等同素如碳元素就有金钢石、石墨、无定形碳等同素异形体。磷有白磷和红磷两种同素异形体。异形体。磷有白磷和红磷两种同素异形体。性质：性质： 同素异形体由于结构不同，因此物理性质有差异；同素异形体由于结构不同，因此物理性质有差异； 但由于是

12、同种元素形成的单质，所以化学性但由于是同种元素形成的单质，所以化学性 质相似。质相似。与同位素的区别：与同位素的区别： 同位素：同种元素的不同原子；同位素：同种元素的不同原子； 同素异形体：同种元素组成的不同形态的单质。同素异形体：同种元素组成的不同形态的单质。同素异形体同素异形体练习：练习：1. 下列各组为同位素的是（下列各组为同位素的是（ ） A. T和和D B. 金刚石和石墨金刚石和石墨 C. H2O和和D2O D. H2和和D22. 下列说法中不正确的是（下列说法中不正确的是（ ）A.质子数相同的粒子一定属于同一种原子质子数相同的粒子一定属于同一种原子B.同位素的性质几乎相同同位素的性

13、质几乎相同C.质子数相同，电子数也相同的两种粒子，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一种离子不可能是一种分子和一种离子D.电子数相同的粒子不一定是同一种元素电子数相同的粒子不一定是同一种元素AAB3. 3. 1313CNMRCNMR（核磁共振）、（核磁共振）、1515NNMRNNMR可可 用于测用于测 定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构， KurtWthrichKurtWthrich等人为此获得等人为此获得20022002年诺贝尔化年诺贝尔化 学奖。下面有关学奖。下面有关1313C C、1515N N叙述正确的是（叙述正确的是（ ）

14、A A1313C C与与1515N N有相同的中子数有相同的中子数 B B1313C C与与C C6060互为同素异形体互为同素异形体 C C1515N N与与1414N N互为同位素互为同位素 D D1515N N的核外电子数与中子数相同的核外电子数与中子数相同3. 3. 已知已知1414C C的半衰期为的半衰期为57305730年，某出土文物中年，某出土文物中1414C C的含量是大气中的含量是大气中1414C C含量的含量的1/41/4，试推测该，试推测该文物的大致年代。文物的大致年代。解：解：Y/A=（1/21/2）n n=1/4=1/4 n=2 n=2 225730=11460573

15、0=11460（年）（年） 例例1: 35Cl相对原子质量为相对原子质量为 34.969 自然界中的含量（丰自然界中的含量（丰度）度）75.77%， 37Cl 相对原子质量为相对原子质量为 36.966，自然界，自然界中的含量（丰度）中的含量（丰度）24.23%，求，求Cl元素的元素的平均相对原子平均相对原子质量。质量。AA1a1%A2a2%+Anan%元素的平均相对原子质量：元素的平均相对原子质量：同位素各原子的同位素各原子的相对原相对原子质量子质量与同位素各原子所占的与同位素各原子所占的原子百分比（丰度）原子百分比（丰度）的乘积之和。的乘积之和。解：解：Cl元素的平均相对原质量元素的平均相

16、对原质量： 34.96975.77%36.96624.23%35451元素的平均相对原子质量元素的平均相对原子质量6元素的近似平均相对原子质量：元素的近似平均相对原子质量：同位素各原子的同位素各原子的质量质量数数与同位素各原子所占的原子百分比的乘积之和。与同位素各原子所占的原子百分比的乘积之和。例例: : 3535ClCl相对原子质量为相对原子质量为 34.969 34.969 自然界中的自然界中的 含量（丰度）含量（丰度）75.77%75.77%， 3737Cl Cl 相对原子质量相对原子质量 为为36.96636.966，自然界中的含量（丰度），自然界中的含量（丰度）24.23%24.23

17、%。 求：求：ClCl元素的近似平均相对原子质量元素的近似平均相对原子质量解：解：ClCl元素的近似平均相对原子质量元素的近似平均相对原子质量 353575.77%75.77%373724.23%24.23%35.49635.496元素的近似平均相对原子质量元素的近似平均相对原子质量7AA1a1%A2a2%+Anan% 1. 氧元素有三种同位素原子：氧元素有三种同位素原子：16O、17O、18O， 符号符号 同位素相对原子质量同位素相对原子质量 在自然界中各同位素在自然界中各同位素原子所占的原子个数原子所占的原子个数百分比百分比16O 15.9949 99.759%17O 16.9991 0.

18、037% 18O 17.9992 0.204%求：氧元素的平均相对原子质量和近似平均相求：氧元素的平均相对原子质量和近似平均相 对原子质量对原子质量15.999416.0045【练习【练习】2. 2. 23592U是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。是重要的核工业原料，在自然界的丰度很低。23592U的浓缩一直为国际社会关注。下列有关的浓缩一直为国际社会关注。下列有关23592U说法说法正确的是正确的是( ) A、23592U原子核中含有原子核中含有92个中子个中子B、23592U原子核外有原子核外有143个电子个电子C、23592U与与23892U互为同位素互为同位素 D、23592U与

19、与23892U互为同素异形体互为同素异形体 C 3. 氯元素的近似相对原子质量为氯元素的近似相对原子质量为35.5，它的两种天然，它的两种天然同位素同位素35Cl和和37Cl的原子个数比是的原子个数比是( ) A. 21 B. 13 C. 31 D. 14 十字交叉法 4. 元素元素M有质量数为有质量数为16和和18的两种同位素，该元素的两种同位素，该元素的近似平均相对原子质量为的近似平均相对原子质量为16.4，则其中，则其中18M的质量的质量分数是（分数是（ ）A 20% B 22% C 50% D 78% 解：解：16M18M161816.41.60.41418M%=181181+164=

20、21.95%原子个数比（物质的量之比）原子个数比（物质的量之比）100% 5. 某元素构成的双原子单质分子有某元素构成的双原子单质分子有3种种,其相对分子质其相对分子质量分别为量分别为158、160、162。在天然单质中。在天然单质中, 此三种单此三种单质的物质的量之比为质的物质的量之比为111, 由此推断的以下结论由此推断的以下结论中中,正确的是正确的是( ) A.此元素有三种同位素此元素有三种同位素B.其中质量数为其中质量数为79的同位素原子占原子总的同位素原子占原子总 数的数的1/2C.其中一种同位素的质量数为其中一种同位素的质量数为80D.此元素的单质的平均分子量为此元素的单质的平均分

21、子量为160 6. 某元素某元素 一种同位素原子的质子数一种同位素原子的质子数m，中，中子数为子数为n，则下列说法正确的是（，则下列说法正确的是（ ）A.不能由此确定该元素的相对原子质量不能由此确定该元素的相对原子质量B.这种原子的相对原子质量为（这种原子的相对原子质量为（m+n）C.若碳原子质量为若碳原子质量为W g，此原子的质量为，此原子的质量为（m+n）W gD.河内中子的总质量小于质子的总质量河内中子的总质量小于质子的总质量A 作业：作业：1.新课标新课标走进新课程走进新课程第一章第二节第一章第二节2. 预习预习1.3并完成并完成练习册练习册1.33.一课一练一课一练第一章第二节第一章第二节