专题01 原子的结构及元素、核素、同位素的判断
1.掌握原子构成（质子、中子、电子关系）及AZX符号含义，能计算质量数、中子数等；
2.辨析元素/核素/同位素概念差异，例举常见同位素（如12C、14C）及其应用；
3.通过原子结构模型演变史，学习科学探究方法（假说-验证-修正）；
4.运用数据分析归纳同位素特征（如氯元素35Cl/37Cl丰度比）。
一、原子构成
1.构成原子的微粒及作用
（1）构成原子的微粒：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的。原子核由质子和中子构成。
（2）构成原子的微粒的作用
原子(X)
2.质量数：
（1）概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。
（2）构成原子的粒子间的关系
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－阳离子所带的电荷数；
④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
（3）原子构成的表示方法：用X表示，A表示质量数，Z表示核电荷数。
【特别提醒】①并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如H原子核内无中子。
②在原子中，质子数一定等于核外电子数，但不一定等于中子数。如Cl中的质子数为17，中子数为18。3.微粒符号周围数字的含义
二、核外电子排布
1.电子层：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。
如图为电子层模型示意图：
2.不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由近到远
能量高低 由低到高
3.核外电子排布规律
核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数
K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氩 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
（1）能量规律：离核由近到远，电子能量由低到高，电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。
（2）数量规律
①原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。
②原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2)，次外层电子数不能超过18，倒数第三层电子数不能超过32。
③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。
【特别提醒】①核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可排18个电子，而当它是最外层时，最多排8个电子。
②核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。
4.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
（1）原子结构示意图
①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图：
②用弧线表示电子层。
③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。
④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。
（2）离子结构示意图
①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。
如MgMg2＋
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。
如FF－
5.核外电子排布与元素性质的关系
①金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。
②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，表现出氧化性，在化合物中主要显负化合价。
③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。
6.1～18号元素原子结构的特殊关系
特殊关系 对应元素
最外层电子数等于次外层电子数的一半 Li、Si
最外层电子数等于次外层电子数 Be、Ar
最外层电子数等于次外层电子数的2倍 C
最外层电子数等于次外层电子数的3倍 O
最外层电子数等于次外层电子数的4倍 Ne
最外层电子数等于电子层数 H、Be、Al
最外层有1个电子 H、Li、Na
最外层有2个电子 He、Be、Mg
7.常见“10电子”“18电子”微粒
①“10电子”的微粒：
分子 离子
一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋
二核10电子 HF OH－
三核10电子 H2O NH
四核10电子 NH3 H3O＋
五核10电子 CH4 NH
②常见的“18电子”的微粒：
分子 阳离子 阴离子
Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 K＋、Ca2＋ P3－、S2－、HS－、Cl－
③其他等电子数的粒子
a.“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。
b.“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2。
c.“14电子”的粒子：Si、N2、CO、CN－。
d.“16电子”的粒子：S、O2。
④质子数及核外电子总数均相等的粒子
a.Na＋、NH、H3O＋；
b.HS－、Cl－；
c.F－、OH－、NH；d.N2、CO等。
三、元素、核素、同位素
1.概念：
①元素：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称，一种元素可有多种核素。
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叫做核素，表示方法X。
③同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素（即同一元素的不同核素互称为同位素）。
2.元素、核素、同位素的联系与区别
①现行元素周期表已发现的元素有118种，由于同位素的存在，故核素的种数远大于118种。
②不同核素可能具有相同的质子数，如H、H；也可能具有相同的中子数，如C、O；也可能具有相同的质量数，如C、N。
③同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。
④同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
⑤同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
3.同位素的特征
①“同位”指的是在同期表中的位置相同（核外电子排布一样）
② 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。同位素的“六同三不同”
③ 天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。
4.氢元素的三种核素
H：名称为氕，不含中子；
H：用字母D表示，名称为氘或重氢；
H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。
5.几种重要核素的用途
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
【特别提醒】①核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素。如H、H、H、C、C、C各为一种核素。
②除少数元素只有一种核素外，大多数元素有多种核素，即一种元素可以有多种核素，因此核素种数多于元素种数。
③在辨析同位素和同素异形体时，通常只根据二者研究的范畴不同即可作出判断。
四、四种相对原子质量
1.原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的的比值。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：是根据该元素各种天然同位素的相对原子质量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。即：Ar(E)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
3.核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。
4.元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的质量数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。即：Ar(E)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
五、常见的核反应方程
1.卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H
2.查德威克发现中子：Be＋H→C＋n
3.铀核裂变反应：U＋n→Kr＋Ba＋3n
4.氘核与氚核聚变反应：H＋H→He＋n
题型01考查原子的表示方法及各微粒数目之间的关系
【典例】可用于辐照治疗癌症，下列关于说法正确的是
A．核电荷数为138 B．核外电子数为226 C．中子数为88 D．质量数为226
【变式1】中国科学家首次实现了两个异核原子(1个Rb原子和1个Rb原子)的量子受控非门和量子纠缠，下列有关Rb的说法正确的是
A．质子数为87 B．核外电子数为37
C．中子数为37 D．质量数为50
【变式2】核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则a g R2＋中含有的电子数物质的量为
A．(A－N)mol mol B．(A－N＋2)mol
C．(A－N－2) D．(A－N－2)mol
题型02考查原子的核外电子排布规律判断及其应用
【典例】下列说法肯定错误的是( )
A．某原子K层上只有一个电子
B．某原子M层上的电子数为L层上电子数的4倍
C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等
【变式1】下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是
A．Mg2＋ B．Na＋ C．AI3＋ D．K＋
【变式2】某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍，此元素是
A．氟 B．氧 C．氮 D．碳
题型03考查微粒的结构示意图
【典例】今有四种粒子的结构示意图，下列说法正确的是
A．它们表示四种元素 B．②表示的是阳离子
C．④表示的元素是金属元素 D．①④表示的是阳离子
【变式1】下列微粒结构示意图错误的是
A．Cl－的结构示意图：
B．钠离子的结构示意图：
C．S2－的结构示意图：
D．镁离子的结构示意图：
【变式2】下列能正确表示Mg的原子结构示意图的是
A． B． C． D．
题型04考查元素、核素、同位素概念的辨析
【典例】氧元素有三种核素、、，下列说法正确的是
A．和互为同位素
B．和互为同素异形体
C．等质量的和中含有相同的质子数
D．、和属于同一种物质
【变式1】金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关 和 的说法正确的是
A． 和 中均含有22个中子 B． 和 具有相同的质子数
C． 和 的物理性质相同 D． 和 为同一种核素
【变式2】2021年，我国发布了《医用同位素中长期发展规划》，对提升医用同位素相关产业能力水平、保障健康中国战路具有重要意义。医用同位素有、、等。有关说法正确的是
A．和具有相同的最外层电子数 B．位于元素周期表的第二周期第VIA族
C．与的性质完全相同 D．的中子数为奇数
题型05考查相对原子质量的辨析
【典例】我国著名化学家张青莲教授测定的锑元素的相对原子质量为，被国际原子量委员会采用为国际新标准。已知锑有两种以上天然核素，是按照锑的各种核素的相对原子质量与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和计算出来的。下列叙述错误的是
A．、、、、、6种微粒中有6种核素，4种元素
B．氯元素的相对原子质量为，则是氯元素的质量与原子质量的的比值
C．核素的相对原子质量为，则是一个原子的质量与原子质量的的比值
D．氯有两种天然核素、，氯元素的近似相对原子质量为，则氯元素中的丰度约为
【变式1】国际元素相对原子质量表上查得C为12.01，这是指
A．碳原子的质量数 B．碳元素的相对原子质量
C．碳原子的质子数 D．12C的相对原子质量
【变式2】某元素R有两种同位素，可分别表示为85R和87R，若元素R的近似相对原子质量85.5，则85R原子的质量分数为
A．75% B．74.6% C．25.4% D．67.8%
【巩固训练】
1．（24-25高一上·浙江温州·期末）2006年科学家以钙离子撞击锏(Cf)靶，产生了一种超重元素——氮(Og)，其反应可表示为：，下列说法正确的是
A．和属于同素异形体 B．与属于同位素
C．中有294个中子 D．、、表示三种核素
2．（24-25高一上·四川德阳·期末）我国在可控核聚变研究上处于世界领先水平。涉及反应：。下列说法错误的是
A．、是两种不同的元素
B．原子符号可以表示为T
C．的中子数为2
D．、粒子的质量不相同
3．（24-25高一下·上海·期中）元素周期表中钛的数据如图所示， 其中47.87的含义是
A．元素的相对原子质量 B．原子的相对原子质量
C．元素的近似相对原子质量 D．原子的近似相对原子质量
4．（24-25高一下·安徽阜阳·月考）下列有关原子结构的说法中正确的是
A．稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
B．非金属元素的最外层电子数都大于3
C．原子核都是由质子和中子构成的
D．质子数决定元素的种类
5．（24-25高一下·江苏淮安·期中）科学家制造出了分子。与互为
A．同素异形体 B．同位素 C．同分异构体 D．同系物
6．（23-24高一上·天津·阶段练习）一定量的锎()是有用的中子源，在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关锎的说法错误的是
A．原子中，质量数为252 B．原子中，质子数为98
C．原子中，电子数为98 D．锎元素的相对原子质量近似为252
7．（24-25高一上·上海·期中）氯元素在自然界有和两种同位素，在以下关于计算式的说法中正确的是：％％=35.453)
A．75.77％表示的质量分数 B．24.23％表示的原子百分率
C．36.966表示的质量数 D．35.453表示氯元素的相对原子质量
8．（24-25高一下·上海·期中）相对原子质量原来以16O原子质量的十六分之一为标准，现在以12C原子质量的十二分之一为标准，二者相差0.0043%。这两种标准中数值相同的是
A．14N的质量数 B．氕原子的相对质量
C．氯元素的相对原子质量 D．氯化钠的摩尔质量
9．（24-25高一下·上海·期中）已知氯元素的近似相对原子质量为35.5，由23Na和35Cl及37Cl构成的25g纯NaCl中含Na35Cl的质量是
A．18.75g B．18.59g C．26.1g D．26.33g
10．（24-25高一上·上海·期中）自然界一共存在三种硅的稳定同位素，分别是、和。
（1）关于、和的说法正确的是
A．属于同一种元素 B．属于同一种核素
C．具有完全相同的性质 D．具有不同的电子数
（2）硅的原子结构示意图为 。
（3）原子核内质子数为 ，中子数为 ，Si原子的电子式为 ，Si与C的化学性质有相似之处，由此猜想二者在原子结构上的相似之处是 。
（4）计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为：，其中、是指各核素的 ，已知，，，经计算可知硅元素的近似相对原子质量为 (保留2位小数)。
【强化训练】
1．（24-25高一下·北京房山·期中）我国科研人员生产出满足医用要求的样品，这种核素在多个医疗领域发挥着不可替代的作用。下列关于的说法不正确的是
A．质子数为42 B．中子数为57
C．与互为同位素 D．质量数为141
2．（24-25高一下·山东菏泽·期中）、的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在，人工合成反应如下：；。下列说法错误的是
A．X、Y互为同位素
B．上述人工合成反应中涉及6种核素
C．自然界不存在的单质是因其化学键不稳定
D．半衰期很短，故不能用作研究反应历程的示踪原子
3．（23-24高一上·北京海淀·阶段练习）下列原子在化学变化中易得电子的是
A． B． C． D．
4．（23-24高一上·江苏扬州·期中）下列说法中正确的是
A．与原子中的中子数相等
B．两种微粒核外电子排布相同，则一定属于同种元素
C．互为同位素的两种核素，它们原子核内的质子数一定相等
D．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
5．（23-24高一上·福建泉州·期中）下列关于原子结构或核外电子排布的叙述中正确的是
A．玻尔提出带核的原子结构模型
B．在多电子的原子里，能量较高的电子通常在离核较近的区域内运动
C．1~18号元素中，原子最外层电子数等于电子层数的元素只有2种
D．原子最外层电子数小于4的元素不一定是金属元素
6．（24-25高一下·福建龙岩·期中）下列说法不正确的是
A．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨互为同素异形体
B．内蒙古富含稀土资源，稀土元素位于周期表的镧系，互为同位素
C．中Og用核素符号表示为
D．考古工作中经常利用和核素分析古代人类的食物结构
7．（24-25高一下·上海·期中）钯常用作汽车、医学等领域的催化剂。如图为钯元素在元素周期表中的相关信息，下列说法正确的是
A．钯的中子数为60.4 B．钯属于非金属元素
C．钯原子的质子数为46 D．钯的相对原子质量为106.4 g
8．（24-25高一下·河南·期中）已知非金属元素R的最外层电子数为n，其气态氢化物的核外电子总数为a，R的某种核素核内中子数为b，则该核素的原子符号是
A． B． C． D．
9．（2009·上海·高考真题）9.2g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有
A．0.2mol中子 B．0.4mol电子 C．0.2mol质子 D．0.4mol分子
10．（24-25高一上·上海虹口·期末）2023年8月24日，日本政府和东京电力公司强行推进福岛第一核电站核污染水排海，并将核废水主要辐射物质“氚(T)”做成卡通形象，以合理化将放射性核废水排入太平洋的行为。据统计，至今已有超过6万吨的核污染水被排放到海洋中。此举引发日本民众和国际社会强烈反对。
（1）下列有关氚的说法正确的是_______。
A．卡通形象中标“+”号的小球表示质子 B．氚的核素符号为21H
C．氚及其同位素性质完全相同 D．11g氚水(T216O)所含中子数为6NA
（2）有关H2和T2的说法正确的是_______。
A．互为同位素 B．互为同素异形体 C．电子数不同 D．是同一种物质
（3）16O的质量数常被当作氧元素的近似相对原子质量。这里“近似”不包括的含义_______。
A．氧的其它同位素的丰度太低，被忽略了
B．质子和中子的相对质量都很接近于1
C．元素的近似相对原子质量总是取整数
D．电子的质量太小
（4）氢元素存在三种天然核素，相关数据如表所示：
核素 氕(1H) 氘(2H) 氚(3H)
丰度 99.98% 0.016% 0.004%
氢元素的近似相对原子质量为 。(计算结果不近似)
（5）在离子NH3T+中，电子数:质子数= 。中小学教育资源及组卷应用平台
专题01 原子的结构及元素、核素、同位素的判断
1.掌握原子构成（质子、中子、电子关系）及AZX符号含义，能计算质量数、中子数等；
2.辨析元素/核素/同位素概念差异，例举常见同位素（如12C、14C）及其应用；
3.通过原子结构模型演变史，学习科学探究方法（假说-验证-修正）；
4.运用数据分析归纳同位素特征（如氯元素35Cl/37Cl丰度比）。
一、原子构成
1.构成原子的微粒及作用
（1）构成原子的微粒：原子是由居于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的核外电子构成的。原子核由质子和中子构成。
（2）构成原子的微粒的作用
原子(X)
2.质量数：
（1）概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。
（2）构成原子的粒子间的关系
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－阳离子所带的电荷数；
④阴离子的核外电子数＝质子数＋阴离子所带的电荷数。
（3）原子构成的表示方法：用X表示，A表示质量数，Z表示核电荷数。
【特别提醒】①并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如H原子核内无中子。
②在原子中，质子数一定等于核外电子数，但不一定等于中子数。如Cl中的质子数为17，中子数为18。3.微粒符号周围数字的含义
二、核外电子排布
1.电子层：在含有多个电子的原子里，电子分别在能量不同的区域内运动。我们把不同的区域简化为不连续的壳层，也称作电子层。
如图为电子层模型示意图：
2.不同电子层的表示及能量关系
各电子层由内到外 电子层数 1 2 3 4 5 6 7
字母代号 K L M N O P Q
离核远近 由近到远
能量高低 由低到高
3.核外电子排布规律
核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数
K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氩 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
（1）能量规律：离核由近到远，电子能量由低到高，电子一般总是先从内层排起，当一层充满后再填充下一层。
（2）数量规律
①原子核外各电子层最多容纳2n2个电子。
②原子最外层电子数不能超过8(K层为最外层时不能超过2)，次外层电子数不能超过18，倒数第三层电子数不能超过32。
③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。
【特别提醒】①核外电子排布的规律是相互联系的，不能孤立地理解，如当M层不是最外层时，最多可排18个电子，而当它是最外层时，最多排8个电子。
②核外电子排布的规律是互相联系的，不能孤立地理解。如钙原子由于受最外层电子数不超过8个的限制，其原子结构示意图为而不是。
4.核外电子排布的表示方法——原子结构示意图
（1）原子结构示意图
①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图：
②用弧线表示电子层。
③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。
④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。
（2）离子结构示意图
①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。
如MgMg2＋
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。
如FF－
5.核外电子排布与元素性质的关系
①金属元素原子的最外层电子数一般小于4，较易失去电子，形成阳离子，表现出还原性，在化合物中显正化合价。
②非金属元素原子的最外层电子数一般大于或等于4，较易得到电子，活泼非金属原子易形成阴离子，表现出氧化性，在化合物中主要显负化合价。
③稀有气体元素的原子最外层为8电子(氦为2电子)稳定结构，不易失去或得到电子，通常表现为0价。
6.1～18号元素原子结构的特殊关系
特殊关系 对应元素
最外层电子数等于次外层电子数的一半 Li、Si
最外层电子数等于次外层电子数 Be、Ar
最外层电子数等于次外层电子数的2倍 C
最外层电子数等于次外层电子数的3倍 O
最外层电子数等于次外层电子数的4倍 Ne
最外层电子数等于电子层数 H、Be、Al
最外层有1个电子 H、Li、Na
最外层有2个电子 He、Be、Mg
7.常见“10电子”“18电子”微粒
①“10电子”的微粒：
分子 离子
一核10电子 Ne N3－、O2－、F－、Na＋、Mg2＋、Al3＋
二核10电子 HF OH－
三核10电子 H2O NH
四核10电子 NH3 H3O＋
五核10电子 CH4 NH
②常见的“18电子”的微粒：
分子 阳离子 阴离子
Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4 K＋、Ca2＋ P3－、S2－、HS－、Cl－
③其他等电子数的粒子
a.“2电子”的粒子：He、H－、Li＋、Be2＋、H2。
b.“9电子”的粒子：—F、—OH、—NH2。
c.“14电子”的粒子：Si、N2、CO、CN－。
d.“16电子”的粒子：S、O2。
④质子数及核外电子总数均相等的粒子
a.Na＋、NH、H3O＋；
b.HS－、Cl－；
c.F－、OH－、NH；d.N2、CO等。
三、元素、核素、同位素
1.概念：
①元素：具有相同质子数(核电荷数)的一类原子的总称，一种元素可有多种核素。
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叫做核素，表示方法X。
③同位素:质子数相同而中子数不同的同一元素的不同核素互称为同位素（即同一元素的不同核素互称为同位素）。
2.元素、核素、同位素的联系与区别
①现行元素周期表已发现的元素有118种，由于同位素的存在，故核素的种数远大于118种。
②不同核素可能具有相同的质子数，如H、H；也可能具有相同的中子数，如C、O；也可能具有相同的质量数，如C、N。
③同位素之间的转化，既不是物理变化也不是化学变化，是核反应。
④同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
⑤同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
3.同位素的特征
①“同位”指的是在同期表中的位置相同（核外电子排布一样）
② 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。同位素的“六同三不同”
③ 天然存在的同一元素各核素所占的原子百分数(丰度)一般不变。
4.氢元素的三种核素
H：名称为氕，不含中子；
H：用字母D表示，名称为氘或重氢；
H：用字母T表示，名称为氚或超重氢。
5.几种重要核素的用途
核素 U C H H O
用途 核燃料 用于考古断代 制氢弹 示踪原子
【特别提醒】①核素界定的是一种原子，它由质子数和中子数共同确定，即原子核内质子数相同、中子数也相同的原子才是同一种核素。如H、H、H、C、C、C各为一种核素。
②除少数元素只有一种核素外，大多数元素有多种核素，即一种元素可以有多种核素，因此核素种数多于元素种数。
③在辨析同位素和同素异形体时，通常只根据二者研究的范畴不同即可作出判断。
四、四种相对原子质量
1.原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的的比值。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：是根据该元素各种天然同位素的相对原子质量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。即：Ar(E)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
3.核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。
4.元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的质量数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。即：Ar(E)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
五、常见的核反应方程
1.卢瑟福发现质子：N＋He→O＋H
2.查德威克发现中子：Be＋H→C＋n
3.铀核裂变反应：U＋n→Kr＋Ba＋3n
4.氘核与氚核聚变反应：H＋H→He＋n
题型01考查原子的表示方法及各微粒数目之间的关系
【典例】可用于辐照治疗癌症，下列关于说法正确的是
A．核电荷数为138 B．核外电子数为226 C．中子数为88 D．质量数为226
【答案】D
【解析】A．的核电荷数等于质子数等于核外电子数等于88，A错误；B．的核外电子数等于核电荷数为88，B错误；C．的中子数等于质量数减去质子数，为226-88=138，C错误；D．中左上角数据表示质量数，的质量数为226，D正确；故选D。
【变式1】中国科学家首次实现了两个异核原子(1个Rb原子和1个Rb原子)的量子受控非门和量子纠缠，下列有关Rb的说法正确的是
A．质子数为87 B．核外电子数为37
C．中子数为37 D．质量数为50
【答案】B
【解析】原子符号中左上角为质量数，左下角为质子数，原子中质子数＝核电荷数＝核外电子数，质量数＝质子数＋中子数，据此分析判断。Rb原子中质子数＝核电荷数＝37，质量数＝87，中子数＝87－37＝50，只有B项正确。
【变式2】核内中子数为N的R2＋，质量数为A，则a g R2＋中含有的电子数物质的量为
A．(A－N)mol mol B．(A－N＋2)mol
C．(A－N－2) D．(A－N－2)mol
【答案】D
【解析】1个R2＋中含有的电子数为A－N－2，a g R2＋的物质的量为＝ mol，故a g R2＋中含有的电子数物质的量为(A－N－2)mol，故选D项。
【思维建模】原子结构与同位素的认识误区
（1）原子不一定都有中子，如H。
（2）质子数相同的微粒不一定属于同一种元素，如F与OH－。
（3）核外电子数相同的微粒，其质子数不一定相同，如Al3＋与Na＋、F－等，NH与OH－等。
（4）不同的核素可能具有相同的质子数，如H与H；也可能具有相同的中子数，如C与O；也可能具有相同的质量数，如C与N；也可能质子数、中子数、质量数均不相同，如H与C。
（5）同位素的物理性质不同，但化学性质几乎相同。
（6）不同核素之间的转化属于核反应，不属于化学反应。
题型02考查原子的核外电子排布规律判断及其应用
【典例】下列说法肯定错误的是( )
A．某原子K层上只有一个电子
B．某原子M层上的电子数为L层上电子数的4倍
C．某离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍
D．某离子的核电荷数与最外层电子数相等
【答案】B
【解析】A. 氢原子K层上只有一个电子，A正确；B. 若某原子M层上的电子数为L层上电子数的4倍，则M层上的电子有32个，因M层最多有18个电子，B错误；C. 离子M层上和L层上的电子数均为K层的4倍，则M、L层均有8个电子，符合电子排布规律，C正确；D. O2-最外层电子数和核电荷数均为8，D正确；答案选B。
【变式1】下列离子中，所带电荷数与该离子的核外电子层数相等的是
A．Mg2＋ B．Na＋ C．AI3＋ D．K＋
【答案】A
【解析】A项，Mg2＋带2个单位的正电荷，核外电子数为10，有2个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数相等，正确；B项，Na＋带1个单位的正电荷，核外电子数为10，有2个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数不相等，错误；C项，AI3＋带3个单位的正电荷，核外电子数为10，有2个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数不相等，错误；D项，K＋带1个单位的正电荷，核外电子数18，有3个电子层数，所以带电荷数与该离子的核外电子层数不相等，错误，答案选A。
【变式2】某元素原子L层上的电子数是K层上的3倍，此元素是
A．氟 B．氧 C．氮 D．碳
【答案】B
【解析】根据原子核外电子的排布规律可知其电子排布为，该元素是氧元素；
故答案为：B。
【思维建模】1、核外电子的排布规律是相互联系的，不能孤立地理解，必须同时满足各项要求，如M层不是最外层时，最多能容纳18个电子，当M层为最外层时，最多容纳8个电子。
2．核外电子排布相同的微粒，其化学性质不一定相同，如S2－、Cl－。若属于同位素的不同核素，其化学性质是相同的，如H、H、H。
题型03考查微粒的结构示意图
【典例】今有四种粒子的结构示意图，下列说法正确的是
A．它们表示四种元素 B．②表示的是阳离子
C．④表示的元素是金属元素 D．①④表示的是阳离子
【答案】C
【分析】根据结构示意图可判断①是O2－，②是Mg，③是Na＋，④是Mg2＋，据此解答。
【解析】A．不同种元素最本质的区别是质子数不同，②和④核内质子数相同，属于同一种元素，图中共表示3种元素，故A错误；B．在②中核内质子数等于核外电子数，为镁原子，故B错误；C．粒子④的质子数是12，属于镁元素，是金属元素，故C正确；D．粒子①质子数为8，核外电子数为10，质子数小于核外电子数，为阴离子，故D错误；故答案选C。
【变式1】下列微粒结构示意图错误的是
A．Cl－的结构示意图：
B．钠离子的结构示意图：
C．S2－的结构示意图：
D．镁离子的结构示意图：
【答案】D
【解析】A项，Cl－核外有18个电子，结构示意图为，正确；B项，钠离子失去了一个电子，核外有10个电子，结构示意图为，正确；C项，S2－的核内有16个质子，核外有18个电子，核外电子分层排布，其结构示意图为，正确；镁离子的结构示意图：，错误，答案选D。
【变式2】下列能正确表示Mg的原子结构示意图的是
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】Mg原子核外有12个电子，分布在3个电子层，最外层有2个电子，Mg的原子结构示意图的是，故D正确。
【思维建模】（1）原子结构示意图
①用小圆圈和圆圈内的符号及数字表示原子核和核电荷数。 如钠的原子结构示意图：
②用弧线表示电子层。
③弧线上的数字表示该电子层上的电子数。
④原子结构示意图中，核内质子数＝核外电子数。
（2）离子结构示意图
①金属元素原子失去最外层所有电子变为离子时，电子层数减少一层。
如MgMg2＋
②非金属元素的原子得电子形成简单离子时，电子层数不变。
如FF－
题型04考查元素、核素、同位素概念的辨析
【典例】氧元素有三种核素、、，下列说法正确的是
A．和互为同位素
B．和互为同素异形体
C．等质量的和中含有相同的质子数
D．、和属于同一种物质
【答案】D
【解析】A．同位素为质子数相同而中子数不同的一类原子，如、、互为同位素，和为O元素的同素异形体，A错误；B．同素异形体为同种元素组成结构不同的单质，和为同一物质，B错误；C．和为质子数相同但相对分子质量不同的两种分子，故等质量的和所含质子数不同，C错误；D．、和均为2个氢原子和1个氧原子构成的水分子，为同一种物质，D正确。故选D。
【变式1】金属钛对人体体液无毒副作用且能与肌肉和骨骼生长在一起，有“生物金属”之称。下列有关 和 的说法正确的是
A． 和 中均含有22个中子 B． 和 具有相同的质子数
C． 和 的物理性质相同 D． 和 为同一种核素
【答案】B
【解析】A．中子数=质量数-质子数，所以的中子数=48-22=26，的中子数=50-22=28，二者中子数不同，故A错误；B． 和为钛元素的不同核素，质子数相同，均为22，故B正确；C． 和化学性质相同，物理性质有差异，故C错误；D． 和质子数相同，中子数不同，为钛元素的不同核素，故D错误；答案选B。
【变式2】2021年，我国发布了《医用同位素中长期发展规划》，对提升医用同位素相关产业能力水平、保障健康中国战路具有重要意义。医用同位素有、、等。有关说法正确的是
A．和具有相同的最外层电子数 B．位于元素周期表的第二周期第VIA族
C．与的性质完全相同 D．的中子数为奇数
【答案】A
【解析】A．F和I 属于第ⅦA族，最外层电子数相同、都为7，故A正确；B．C原子序数为6，位于元素周期表的第二周期第ⅣA族，故B错误；C．14C与12C的化学性质几乎完全相同，但物理性质有差异，故C错误；D．的中子数为23-11=12，12不是奇数、是偶数，故D错误；故选A。
【思维建模】①元素是宏观概念，原子是微观概念，所以质量数是指某一原子的质量数，而不能说是某一元素的质量数，元素没有质量数。元素只讲种类不讲个数，而原子既可说种类也可说个数。例如：三种元素的说法是正确的而三个元素的说法就是错误的，三种原子或三个原子均正确。
②一种元素可能有多种核素，也可能只有一种核素。元素的种类数目远少于原子种类的数目。
③有多少种核素就有多少种原子。
④同位素中的“位”即核素的位置相同，在元素周期表中占同一个位置。
⑤核素之间的转化不属于化学变化。
⑥同位素之间可形成不同的同位素单质。如氢的三种同位素形成的单质有六种：H2、D2、T2、HD、HT、DT，他们的物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
⑦同位素之间可形成不同的同位素化合物。如水分子有H2O(普通水)、D2O(重水)、T2O(超重水)等。他们的相对分子质量不同，物理性质(如密度)有所不同，但化学性质几乎完全相同。
题型05考查相对原子质量的辨析
【典例】我国著名化学家张青莲教授测定的锑元素的相对原子质量为，被国际原子量委员会采用为国际新标准。已知锑有两种以上天然核素，是按照锑的各种核素的相对原子质量与各种核素在自然界里的丰度(某种核素在这种元素的所有天然核素中所占的比例)的乘积之和计算出来的。下列叙述错误的是
A．、、、、、6种微粒中有6种核素，4种元素
B．氯元素的相对原子质量为，则是氯元素的质量与原子质量的的比值
C．核素的相对原子质量为，则是一个原子的质量与原子质量的的比值
D．氯有两种天然核素、，氯元素的近似相对原子质量为，则氯元素中的丰度约为
【答案】B
【解析】A．核素是指具有一定数目的质子和一定数目的中子的原子，故、、、、、6种微粒中有6种核素；而元素是具有相同核电荷数（即质子数）的一类原子的总称，元素的种类由质子数决定，六种微粒中有氢、碳、氮、氧4种元素，A选项正确；B．由于氯元素存在两种核素，氯元素的相对原子质量是其各种核素的相对原子质量与其原子数百分比的乘积之和，氯元素的质量是不确定的，B选项错误；C．一个原子的质量与原子质量的的比值为该原子的相对原子质量（注意由于绝大多数元素存在多种核素，元素的相对原子质量不等于某核素的相对原子质量），C选项正确；D．元素的近似相对原子质量是该元素各核素的质量数与其原子数百分比的乘积之和。设氯元素中的丰度为，则的丰度为，根据元素的近似相对原子质量的计算公式得，解得，则的丰度为，D选项正确；答案选B。
【变式1】国际元素相对原子质量表上查得C为12.01，这是指
A．碳原子的质量数 B．碳元素的相对原子质量
C．碳原子的质子数 D．12C的相对原子质量
【答案】B
【解析】原子的质量数为12，碳的其它核素的质量数分别为13、14，碳原子的质子数为6。国际相对原子质量表上查得C是12.01，为碳元素的相对原子质量，与各核素的百分含量有关，是碳元素的平均相对原子质量。答案选B。
【变式2】某元素R有两种同位素，可分别表示为85R和87R，若元素R的近似相对原子质量85.5，则85R原子的质量分数为
A．75% B．74.6% C．25.4% D．67.8%
【答案】B
【解析】R的近似相对原子质量为85.5是质量数分别为85和87的核素的平均值，由十字交叉法得，85R和87R两种同位素原子的个数比为，所以85R原子的质量分数为×100%=74.6%；答案选B。
【思维建模】四种相对原子质量
1.原子(即核素)的相对原子质量：一个原子(即核素)的质量与一个12C质量的的比值。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：是根据该元素各种天然同位素的相对原子质量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。即：Ar(E)＝Ar1×a%＋Ar2×b%＋Ar3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
3.核素的近似相对原子质量＝该核素的质量数。
4.元素的近似相对原子质量：是根据该元素各种天然同位素的质量数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。即：Ar(E)＝A1×a%＋A2×b%＋A3×c%＋…，其中a%＋b%＋c%＋…=1。
【巩固训练】
1．（24-25高一上·浙江温州·期末）2006年科学家以钙离子撞击锏(Cf)靶，产生了一种超重元素——氮(Og)，其反应可表示为：，下列说法正确的是
A．和属于同素异形体 B．与属于同位素
C．中有294个中子 D．、、表示三种核素
【答案】D
【解析】A．和是质子数相同的同一种原子，属于同位素，A错误；B．与质子数不相同，因此两者不互为同位素，B错误；C．其中子个数为：，C错误；D．、、三种微粒均不属于同一种元素，表示三种不同元素的三种核素，D正确；故选D。
2．（24-25高一上·四川德阳·期末）我国在可控核聚变研究上处于世界领先水平。涉及反应：。下列说法错误的是
A．、是两种不同的元素
B．原子符号可以表示为T
C．的中子数为2
D．、粒子的质量不相同
【答案】A
【解析】A．的质子数均为1，属于同一种元素（氢元素）的不同核素，A错误；B．是氢的同位素氚，符号为T，B正确；C．的中子数=质量数4 质子数2=2，C正确；D．、质量数分别为2和3，实际质量不同，D正确；故选A。
3．（24-25高一下·上海·期中）元素周期表中钛的数据如图所示， 其中47.87的含义是
A．元素的相对原子质量 B．原子的相对原子质量
C．元素的近似相对原子质量 D．原子的近似相对原子质量
【答案】A
【解析】元素周期表元素符号下方的数字代表该元素的相对原子质量，则47.87的含义是钛元素的相对原子质量为47.87，答案选A。
4．（24-25高一下·安徽阜阳·月考）下列有关原子结构的说法中正确的是
A．稀有气体元素原子的最外层电子数都是8
B．非金属元素的最外层电子数都大于3
C．原子核都是由质子和中子构成的
D．质子数决定元素的种类
【答案】D
【解析】A．He元素原子的最外层电子数是2，故A错误；B．H是非金属元素、最外层电子数为1，B是非金属元素，最外层电子数等于3，故B错误；C．原子核中不含中子，故C错误；D．元素是具有相同质子数的一类原子的总称，质子数决定元素的种类，故D正确；选D。
5．（24-25高一下·江苏淮安·期中）科学家制造出了分子。与互为
A．同素异形体 B．同位素 C．同分异构体 D．同系物
【答案】A
【解析】同素异形体是由同种元素组成的不同单质，N4和N2均为氮元素形成的不同单质，互为同素异形体，故A符合；答案选A。
6．（23-24高一上·天津·阶段练习）一定量的锎()是有用的中子源，在医学上常用作治疗恶性肿瘤的中子源。下列有关锎的说法错误的是
A．原子中，质量数为252 B．原子中，质子数为98
C．原子中，电子数为98 D．锎元素的相对原子质量近似为252
【答案】D
【分析】Cf是锎元素的一种核素，其质量数为252，核外电子数=质子数=98，中子数=252-98=154。
【解析】A．Cf的左上角为质量数，因此其质量数为252，故A正确；B．Cf的左下角为质量数，质子数为98，故B正确；C．原子的核外电子数等于原子序数，因此电子数为98，故C正确；D．锎元素的相对原子质量等于锎元素的各种同位素的相对原子质量与它们的丰度相乘的和，不等于某一核素的质量数，故D错误；故答案选D。
7．（24-25高一上·上海·期中）氯元素在自然界有和两种同位素，在以下关于计算式的说法中正确的是：％％=35.453)
A．75.77％表示的质量分数 B．24.23％表示的原子百分率
C．36.966表示的质量数 D．35.453表示氯元素的相对原子质量
【答案】D
【分析】元素相对原子质量等于元素的同位素原子的相对原子质量乘以其在自然界中的丰度后求和，计算式：34.969×75.77%+36.966×24.23%=35.453中35.453为氯元素的相对原子质量，34.969为35Cl的相对原子质量，75.77%为35Cl在自然界中的丰度，36.966为37Cl的相对原子质量，24.23%为37Cl在自然界中的丰度；
【解析】A．75.77%表示35Cl的丰度，不是质量分数，故A错误；B．24.23%表示37Cl的丰度，24.23%表示37Cl在自然界所占的原子个数百分比，而不是35Cl在自然界所占的原子个数百分比，故B错误；C．元素的相对原子质量=各元素的质量数×原子百分比，36.966表示37Cl的相对原子质量，不是37Cl的质量数，故C错误；D．氯元素的相对原子质量是用两种同位素的相对原子质量分别乘以各自的丰度，35.453为氯元素的相对原子质量，故D正确；故选：D。
8．（24-25高一下·上海·期中）相对原子质量原来以16O原子质量的十六分之一为标准，现在以12C原子质量的十二分之一为标准，二者相差0.0043%。这两种标准中数值相同的是
A．14N的质量数 B．氕原子的相对质量
C．氯元素的相对原子质量 D．氯化钠的摩尔质量
【答案】A
【解析】A．质量数是原子核内质子数与中子数之和，与相对原子质量标准无关，因此14N的质量数在两种标准下均为14，数值相同，A正确；B．氕原子的相对质量基于标准计算，因基准从16O的变为12C的，其数值会发生变化，B错误；C．氯元素的相对原子质量是同位素丰度的加权平均值，基准改变会导致各同位素相对质量变化，整体数值不同，C错误；D．氯化钠的摩尔质量等于其相对分子质量，而相对分子质量由各原子相对质量之和决定，基准变化导致数值改变，D错误；故选A。
9．（24-25高一下·上海·期中）已知氯元素的近似相对原子质量为35.5，由23Na和35Cl及37Cl构成的25g纯NaCl中含Na35Cl的质量是
A．18.75g B．18.59g C．26.1g D．26.33g
【答案】B
【解析】氯同位素丰度：设丰度为x，则，解得，即占。平均摩尔质量：，总物质的量：。的质量：占总物质的量的75%，质量为。故选B。
10．（24-25高一上·上海·期中）自然界一共存在三种硅的稳定同位素，分别是、和。
（1）关于、和的说法正确的是
A．属于同一种元素 B．属于同一种核素
C．具有完全相同的性质 D．具有不同的电子数
（2）硅的原子结构示意图为 。
（3）原子核内质子数为 ，中子数为 ，Si原子的电子式为 ，Si与C的化学性质有相似之处，由此猜想二者在原子结构上的相似之处是 。
（4）计算硅元素的近似相对原子质量的计算式为：，其中、是指各核素的 ，已知，，，经计算可知硅元素的近似相对原子质量为 (保留2位小数)。
【答案】（1）A
（2）
（3）14 14 最外层电子数都是4
（4）原子丰度 28
【解析】（1）、和的质子数相同、中子数不同，是硅元素的不同种核素，具有相同的电子数，化学性质几乎完全相同，但物理性质不同，故选A；
（2）硅的核电荷数为14，核外有3个电子层，最外层电子数为4，原子结构示意图为，故答案为：；
（3）原子核内质子数为14、中子数为28—14=14；硅原子核外有4个成单电子，电子式为；由碳与硅的化学性质相似可知，碳与硅的原子结构相似，原子的最外层电子数都是4，故答案为：14；14；；最外层电子数都是4；
（4）由硅元素的近似相对原子质量的计算式可知，a1%、a2%……是指各同位素在自然界中的原子百分含量，即原子丰度；由，，可知，硅元素的近似相对原子质量为≈28.11，故答案为：原子丰度；28.11。
【强化训练】
1．（24-25高一下·北京房山·期中）我国科研人员生产出满足医用要求的样品，这种核素在多个医疗领域发挥着不可替代的作用。下列关于的说法不正确的是
A．质子数为42 B．中子数为57
C．与互为同位素 D．质量数为141
【答案】D
【分析】：质子数，质量数，中子数。
【解析】A．由分析知，质子数为42，A正确；B．由分析知，中子数为57，B正确；C．与质子数相同，中子数不同互为同位素，C正确；D．由分析知，质量数为99，D错误；故选D。
2．（24-25高一下·山东菏泽·期中）、的半衰期很短，在自然界中不能稳定存在，人工合成反应如下：；。下列说法错误的是
A．X、Y互为同位素
B．上述人工合成反应中涉及6种核素
C．自然界不存在的单质是因其化学键不稳定
D．半衰期很短，故不能用作研究反应历程的示踪原子
【答案】C
【解析】A．由分析可知，X微粒为，Y微粒为，二者具有相同的质子数而不同的中子数的原子，故互为同位素，故A正确；B．上述人工合成反应中设计O、He两种元素，、、、、、共6种核素，故B正确；C．自然界中不存在、的单质并不是其化学键不稳定，而是由于、的半衰期很短，很容易发生核变化，转化为其他原子，O=O的键能与形成该键的核素无关，故C错误；D．由题干信息可知，、的半衰期很短，故不适宜用作示踪原子研究化学反应历程，故D正确；故选C。
3．（23-24高一上·北京海淀·阶段练习）下列原子在化学变化中易得电子的是
A． B． C． D．
【答案】D
【解析】A．是硅原子结构示意图，最外层有4个电子，不易得也不易失电子，故不选A；B．是钠原子结构示意图，最外层有1个电子，化学变化中易失1个电子，故不选B；C．是He原子结构示意图，为稀有气体，结构稳定，不易得也不易失电子，故不选C；D．是F原子结构示意图，最外层有7个电子，化学变化中得1个电子，故选D；选D。
4．（23-24高一上·江苏扬州·期中）下列说法中正确的是
A．与原子中的中子数相等
B．两种微粒核外电子排布相同，则一定属于同种元素
C．互为同位素的两种核素，它们原子核内的质子数一定相等
D．最外层电子达到稳定结构的微粒只能是稀有气体的原子
【答案】C
【解析】A．与原子中的中子数分别为8和7，二者的中子数不相等，A不正确；B．两种微粒核外电子排布相同，则不一定属于同种元素，如O2-与Na+，其核外都有10个电子，但它们属于不同种元素，B不正确；C．互为同位素的两种核素，它们一定属于同一种元素，则其原子核内的质子数一定相等，C正确；D．最外层电子达到稳定结构的微粒，可能是稀有气体的原子，也可能是阳离子或阴离子，D不正确；故选C。
5．（23-24高一上·福建泉州·期中）下列关于原子结构或核外电子排布的叙述中正确的是
A．玻尔提出带核的原子结构模型
B．在多电子的原子里，能量较高的电子通常在离核较近的区域内运动
C．1~18号元素中，原子最外层电子数等于电子层数的元素只有2种
D．原子最外层电子数小于4的元素不一定是金属元素
【答案】D
【解析】A．原子结构的量子力学模型在处理核外电子量子化特性及波粒二象性提供主要论据和重要结论，原子结构的量子力学模型由奥地利物理学家薛定谔提出，故A错误；B．在多电子的原子里，能量高的电子通常在离核较远的区域内运动，故B错误；C．子最外层电子数等于电子层数的元素有H、Be、Al，共3种，故C错误；D．H、He、B原子的最外层电子数小于4，它们都属于非金属元素，故D正确；故答案选D。
6．（24-25高一下·福建龙岩·期中）下列说法不正确的是
A．量子通信材料螺旋碳纳米管与石墨互为同素异形体
B．内蒙古富含稀土资源，稀土元素位于周期表的镧系，互为同位素
C．中Og用核素符号表示为
D．考古工作中经常利用和核素分析古代人类的食物结构
【答案】B
【解析】A．螺旋碳纳米管和石墨均为碳元素形成的不同单质，结构不同，属于同素异形体，故A正确；B．稀土元素包含镧系及其他元素，它们是不同元素（质子数不同），同位素需为同一元素的不同原子，故B错误；C．根据质量数和电荷数守恒，Cf（Z=98，A=249）与Ca（Z=20，A=48）反应生成Og，其Z=98+20=118，A=249+48-3×1=294，核素符号为，故C正确；D．和为稳定同位素，通过分析其比例可推断古代人类食物来源，故D正确；故选B。
7．（24-25高一下·上海·期中）钯常用作汽车、医学等领域的催化剂。如图为钯元素在元素周期表中的相关信息，下列说法正确的是
A．钯的中子数为60.4 B．钯属于非金属元素
C．钯原子的质子数为46 D．钯的相对原子质量为106.4 g
【答案】C
【解析】A．钯的中子数=质量数-质子数，160.4是平均相对原子质量，无法计算，A错误；B．钯属于金属元素，B错误；C．钯的原子序数为46，钯原子的质子数为46，C正确；D．相对原子质量的单位是“1”，钯的相对原子质量为106.4，D错误；故选C。
8．（24-25高一下·河南·期中）已知非金属元素R的最外层电子数为n，其气态氢化物的核外电子总数为a，R的某种核素核内中子数为b，则该核素的原子符号是
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】设R的气态氢化物的化学式为HxR，氢化物中R元素满足8电子稳定结构，即n+x=8，x=8-n；其气态氢化物的核外电子总数为a，R的电子总数即质子数为a-x=a-(8-n)=a+n-8；R的某种核素核内中子数为b，则该核素的质量数为a+n+b-8，所以该核素的原子符号是，选C。
9．（2009·上海·高考真题）9.2g金属钠投入到足量的重水中，则产生的气体中含有
A．0.2mol中子 B．0.4mol电子 C．0.2mol质子 D．0.4mol分子
【答案】B
【解析】重氢的符号为D，其原子核内有1个质子和1个中子。9.2g金属钠的物质的量为0.4mol，可以与重水（D2O）反应生成0.2mol D2， 0.2mol D2含有0.4mol中子、0.4mol电子、0.4mol质子，故B项正确。本题选B。
10．（24-25高一上·上海虹口·期末）2023年8月24日，日本政府和东京电力公司强行推进福岛第一核电站核污染水排海，并将核废水主要辐射物质“氚(T)”做成卡通形象，以合理化将放射性核废水排入太平洋的行为。据统计，至今已有超过6万吨的核污染水被排放到海洋中。此举引发日本民众和国际社会强烈反对。
（1）下列有关氚的说法正确的是_______。
A．卡通形象中标“+”号的小球表示质子 B．氚的核素符号为21H
C．氚及其同位素性质完全相同 D．11g氚水(T216O)所含中子数为6NA
（2）有关H2和T2的说法正确的是_______。
A．互为同位素 B．互为同素异形体 C．电子数不同 D．是同一种物质
（3）16O的质量数常被当作氧元素的近似相对原子质量。这里“近似”不包括的含义_______。
A．氧的其它同位素的丰度太低，被忽略了
B．质子和中子的相对质量都很接近于1
C．元素的近似相对原子质量总是取整数
D．电子的质量太小
（4）氢元素存在三种天然核素，相关数据如表所示：
核素 氕(1H) 氘(2H) 氚(3H)
丰度 99.98% 0.016% 0.004%
氢元素的近似相对原子质量为 。(计算结果不近似)
（5）在离子NH3T+中，电子数:质子数= 。
【答案】（1）AD （2）D （3）C （4）1.00024 （5）10:11
【解析】（1）A．卡通形象中+号表示正电荷，该小球表示质子，故 A 正确；B．氚原子，核电荷数为 1，质量数为1+2= 3，故表示为，B 错误；C．氚及其同位素在周期表中位置相同，物理性质不相同，化学性质相同， C 错误；D．氚水的摩尔质量为22g/mol，11g氚水物质的量为0.5mol， 1分子氚水中含12个中子，则所含中子数为6NA，D 正确；选AD。
（2）A．同位素指质子数相同中子数不同的原子，而H2和T2都是分子，故H2和T2不互为同位素，A错误；B．同素异形体指同种元素形成的不同单质，而H2和T2是同种元素形成的相同单质，故H2和T2不互为同素异形体，B错误；C．电子数等于原子序数，H和T都是氢元素，故H2和T2电子数相同，C错误；D．H2和T2是同种元素形成的相同单质，是同一种物质，D正确；选D。
（3）A．元素的近似相对原子质量应该是各同位素的近似相对原子质量与丰度乘积的和，氧的其它同位素的丰度太低，对氧元素的近似相对原子质量影响不大，A正确；B．1个质子的质量为 1.6726×10-27kg，1个中子的质量为 1.6749×10-27kg ，12C质量的十二分之一为 1.6606×10-27kg ，这三者很相近，故质子和中子的相对质量都很接近于1，B正确；C．元素的近似相对原子质量不一定是整数，如氯元素的近似相对原子质量为35.5，所以元素的近似相对原子质量总是取整数不是16O的质量数常被当做氧元素近似相对原子质量的“近似”理由，C错误；D．原子的质量几乎全部集中在原子核上，电子的质量太小，D正确；选C。
（4）元素的近似相对原子质量应该是各同位素的近似相对原子质量与丰度乘积的和，各同位素的近似相对原子质量等于质量数，则氢元素的近似相对原子质量为1×99.98%+2×0.016%+3×0.004%=1.00024。
（5）N、H、T中电子数依次为7、1、1，质子数依次为7、1、1，该离子中，电子数:质子数=10:11。
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