原子组成与结构

	学科：化学
	教学内容：原子组成与结构

 

【复习指导】

本部分内容为教材的第一自然节和第三自然节的核素、同位素等内容．其主要考点有：①原子组成符号的意义．构成原子或离子三种基本粒子（质子、中子、电子）之间的数量关系．②同位素的概念、特性及平均相对原子质量的计算．③核外电子运动状态、核外电子能量高低与电子层的关系．核外电子排布规律及1～20号元素原子结构示意图．④粒子半径大小比较．

在复习时．首先指导学生理清本部分的“知识网络”．结合“要点萃取”以突出本节内容的三块重点知识．然后提出问题．启发学生思考．使网络知识具体化．

（1）分别指出①Cl和Cl  ②Al^3＋和S^2－两组中四种粒子的质子数、中子数、电子数、核电荷数．并总结归纳出原子、阳离子、阴离子构成中质子、中子、电子三种基本粒子之间的数量关系．明确元素符号周围数字的含义．

原子：核外电子数＝核电荷数＝核内质子数

阳离子：核外电子数＝核电荷数（核内质子数）－离子电荷数

阴离子：核外电子数＝核电荷数（核内质子数）＋离子电荷数

（2）通过比较Cl和Cl两种原子组成粒子的相同点和不同点．得出同位素的概念．结合两种同位素原子的丰度．求算氯元素的近似相对原子质量．并指出与氯元素的相对原子质量的区别．然后进行逆向思维：结合氯元素的相对原子质量（35.5）．求算两种同位素原子的百分含量．

（3）依据核外电子排布的规律．结合教材中1～20号元素原子和离子的结构简图．分析总结电子排布、最高化合价与该元素所在周期、族之间的关系．为元素推断打下基础．

本部分内容复习可安排一课时．

 

【本节知识框架】

 

【要点指导】

1．构成原子的三种粒子比较规律

粒子种类	质子	中子	电子
电性	带正电	不带电	带负电
电量	1	0	1
相对质量	1.007	1.008	1／1836
数量关系	核电荷数＝核内质子数＝核外电子数 质子数＋中子数＝质量数＝原子的近似相对原子质量 元素的相对原子质量＝A×a％＋B×b％＋C×c％＋

2．核外电子排布规律

（1）每一电子层所容纳的电子数最多为2n²．

（2）最外层电子数最多不超过8．若最外层为K层．电子数最多不超过2．

①若最外层已排满8电子（He排满2个电子）．则该原子结构为稳定结构．形成的原子为稀有气体原子．

②若最外层电子数小于4．它一般易失去最外层较少的电子而使次外层暴露．达8电子稳定结构．形成的单质大部分为金属单质．表现还原性．

③若最外层电子数大于4．一般易得到电子或形成共用电子对来形成最外层8电子的稳定结构．形成的单质一般为非金属单质．大部分表现氧化性．

（3）次外层电子数最多不超过18．

（4）电子能量低的离原子核近．能量高的离原子核远．

3．原子结构的表示方式

（1）原子结构示意图：表示原子的核电荷数和核外电子在各电子层上排布的图示．

（2）原子组成表示式：若某一原子X的质量数为A．质子数为Z．该原子组成符号可表示为“X”．

4．元素与同位素

	元素	同位素
概念	具有相同核电荷数（质子数）的同类原子的总称．与核外电子数无关	质子数相同而中子数不同的同一元素的原子（即两同一不同）
范围	宏观概念．对同类原子而言．既有游离态．又有化合态	微观概念．对某种元素的原子而言．因同位素的存在．所以原子种类多于元素种类
特性	主要通过形成的单质或化合物来 体现	同位素的质量数不同．化学性质相同．天然存在的各种同位素所占原子百分比一般不变

5．1～18号元素粒子结构的特点

（1）稀有气体原子的电子层结构与同周期的非金属元素形成的阴离子的电子层结构相同．与下一周期的金属元素形成的阳离子的电子层结构相同．

a．与He原子电子层结构相同的离子有：H^－、Li^＋、Be^2＋

b．与Ne原子电子层结构相同的离子有：F^－、O^2－、N^3－、Na^＋、Mg^2＋、Al^3＋

c．与Ar原子电子层结构相同的离子有： Cl^－、S^2－、P^3－、K^＋、Ca^2＋．

（2）核外有10个电子的粒子：

a．分子：Ne、HF、H₂O、NH₃、CH₄．

b．阳离子：Mg^2＋、Na^＋、Al^3＋、、H₃O^＋．

c．阴离子：N^3－、O^2－、F^－、OH^－、NH．

（3）元素的原子结构的特殊性：

a．原子核中无中子的原子：H．

b．最外层有1个电子的元素：H、Li、Na．

c．最外层有2个电子的元素：Be、Mg、He．

d．最外层电子数等于次外层电子数的元素：Be、Ar．

e．最外层电子数是次外层电子数2倍的元素：C；是次外层电子数3倍的元素：O；是次外层电子数4倍的元素：Ne．

f．电子层数与最外层电子数相等的元素：H、Be、Al．

g．电子总数为最外层电子数2倍的元素：Be．

h．次外层电子数是最外层电子数2倍的元素：Si．

i．内层电子数是最外层电子数2倍的元素：Li、P．

6．根据原子结构判断元素性质的规律

（1）判断元素的金属性和非金属性：①最外层有8个电子的结构是相对稳定结构（K层若为最外层是2个电子）．②最外层电子数少于4个．或最外层电子数小于电子层数．则一般为金属元素．③原子最外层电子数大于4个．或最外层电子数大于电子层数．一般为非金属元素．④最外层电子数等于电子层数．一般为两性元素．

（2）判断元素的化合价：①原子的最外层电子数等于元素的最高正价．②只有非金属元素才有负价．其绝对值等于8与最外层电子数之差．③若原子的最外层电子数为奇数（m）．则元素的正常化合价为一系列连续的奇数．从＋1到＋m．若出现偶数则为非正常化合价．其氧化物是不成盐氧化物．例如NO₂、NO．④若原子的最外层电子数为偶数（m）．则正常化合价为一系列连续的偶数．从－2价到＋m．例如：、、．⑤所有元素都有零价．

7．比较粒子半径大小的规律

（1）同一主族各元素．半径大小看电子层数

（2）同一周期各元素．原子半径随原子序数递增而递减．阴离子半径一定大于阳离子半径

（3）核外电子排布相同的离子．原子序数越大．离子半径越小

（4）阴离子半径大于相应原子半径．阳离子半径小于相应原子半径

 

【典型例题精讲】

本部分共设四个典型例题．均选自近几年的高考试题．题目具有一定的典型性．［例1］旨在考查学生对非金属元素有关知识的掌握情况．在教学时注意引导学生掌握概念的内涵和外延．并能区分易混淆的概念．解题的思路方法是：先判断各选项所给结论的正误并作出标记．然后根据题干要求作出答案．［例2］旨在要求学生掌握构成原子和离子的各基本粒子之间的数量关系．复习时要重点引导学生掌握几个量之间的关系．［例3］旨在引导学生掌握由元素的原子结构推断元素的思路和方法．要求熟记原子结构再直接迁移应用．［例4］旨在引导学生掌握元素周期表中前三周期元素的核外电子排布情况．以此知识点为依托考查考生思维的灵敏性和严密性．教学时应重视基础知识的复习掌握及归纳整理、强化提高．

［例1］（2003年春全国．8）下列说法正确的是

A．非金属元素R所形成的含氧酸盐（M_aRO_b）中的R元素必定呈现正价

B．只有非金属能形成含氧酸或含氧酸盐

C．除稀有气体外的非金属元素都能生成不同价态的含氧酸

D．非金属的最高价含氧酸都具有强氧化性

【解析】 在含氧酸根中R与O原子之间形成共用电子对必定偏离R．R呈正价．A正确．有些金属元素．如锰等也能形成含氧酸或含氧酸盐．B不正确．有些非金属元素如Si等．在含氧酸中只能呈现一种价态．非金属的最高价含氧酸不一定有强氧化性．如碳酸等．

【答案】 A

【思维启迪】 下列说法：①若一种元素在化合中可能呈正价或负价．该元素一定是非金属元素；②由某金属元素的阳离子和某非金属元素的阴离子组成的物质一定是纯净物；

③非金属元素的原子间不可能形成离子化合物．其中正确的是_________________________．

【答案】 ①

［例2］某元素一种同位素的原子的质子数为m．中子数为n．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

B．这种元素的相对原子质量为（m＋n）

C．若碳原子质量为W g．此原子的质量为（m＋n）W g

D．核内中子的总质量小于质子的总质量

【解析】 元素的相对原子质量＝A×a%＋B×b%＋C×c%＋……

A、B、C为各种同位素的相对原子质量．

a%、b%、c%为各种天然同位素的原子分数．若A、B、C为各种同位素的质量数时．按上式计算出来的是元素的近似相对原子质量．

同位素的相对原子质量即某一种原子的相对原子质量．

由上述可知：A正确．B不正确．C不正确．此原子的质量应为：（m＋n） g．D不正确．因为此题无法确定质子数与中子数的相对大小．

【答案】 A

【思维启迪】 （1）元素的种类由哪种粒子决定？

（2）核素的种类由谁决定？

（3）原子的相对原子质量由谁决定？

（4）原子的化学性质由谁决定？

【答案】 （1）质子数 

（2）质子数和中子数

（3）质子数和中子数 

（4）最外层电子数

［例3］（2003年春季全国．11）短周期的三种元素分别为X、Y和Z．已知X元素的原子最外层只有一个电子．Y元素原子的M电子层上的电子数是它的K层和L层电子总数的一半．Z元素原子的L电子层上的电子数比Y元素原子的L电子层上的电子数少2个．则这三种元素所组成的化合物的分子式不可能是

A．X₂YZ₄             B．XYZ₃             C．X₃YZ₄             D．X₄Y₂Z₇

【解析】 由题意知X为H或碱金属．价态为＋1价．Y为P元素．Z为O元素．

【答案】 A

【思维启迪】 按核电荷数递增的短周期元素A、B、C．原子序数之和为15．原子最外层电子数之和为11．周期数之和为5．则A、B、C不可能形成的化合物为

A．A₂BC₃                       B．A₂BC₂                       C．A₂BC             D．ABC₃

【答案】 D

［例4］（2002年理科综合．11）两种元素原子的核外电子层数之比与它们的最外层电子数之比相等．在周期表的前10号元素中．满足上述关系的元素共有

A．1对              B．2对              C．3对              D．4对

【解析】 前10号元素处在前两周期中．核外电子层数只有1、2两种可能．因此核外电子层数之比只能是1∶2．对于第一周期也只有两种．即H 1个．He 2个．因此符合题设要求的．最外层电子数是它们两倍的．只能是2个（Be）、4个（C）．结论符合题设条件的只有H—He、He—C两对．

【答案】 B

【思维启迪】 如将上题“前10号”改为“前三周期”答案是什么？

【答案】 6对

 

【典例扩充】

［例1］元素R的质量数为A．R^n－的核外电子数为x．则W g R^n－所含中子的物质的量为

A．（A－x＋n） mol

B．（A－x－n） mol

C．（A－x＋n）mol

D． （A－x－n） mol

【解析】 本题考查质量数＝中子数＋质子数这一重要关系式．及粒子间物质的量的换算．巩固有关物质的量的计算．R原子所含电子数为（x－n）．所含中子数为A－（x－n）．W g所含R^n－的物质的量为： mol．故中子为（A－x＋n） mol．故选C．

【答案】 C

［例2］科学家最近制造出第112号新元素．其原子的质量数为277．这是迄今已知元素中最重的原子．关于该新元素的下列叙述正确的是

A．其原子核内中子数和质子数都是112

B．其原子核内中子数为165．核外电子数为112

C．其原子质量是¹²C原子质量的277倍

D．其原子质量与¹²C的原子质量之比为277∶12

【解析】 根据质量数＝质子数＋中子数的关系．即可得出B项符合题意；原子质量之比即为质量数之比．故该新元素的原子质量与¹²C原子质量之比为277∶12．因此D项也是正确的答案．

【答案】 BD

［例3］下列四组物质中．两种分子不具有相同核外电子总数的是

A．H₂O₂和CH₃OH                           B．HNO₂和HClO

C．H₂O和CH₄                             D．H₂S和F₂

【解析】 考查上述四组物质中．只有HNO₂和HClO两种分子不具有相同核外电子总数．A项中H₂O₂和CH₃OH电子总数都为18；C项中H₂O和CH₄电子总数都为10；D项中H₂S和F₂电子总数都为18．

【答案】 B

［例4］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元素

B．同位素的性质几乎相同

C．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

D．电子数相同的粒子不一定是同一种元素

【解析】 粒子的概念是很广泛的．分子、原子、离子、电子、质子、中子等可通称为粒子．如H₂O与Ne电子数、质子数均相同．H₂O与Ne不可称为同一元素．而H、H粒子显然是同一元素．A说法错误．D正确；分子是中性的．质子数等于电子数．而离子的质子数不等于电子数．离子与分子的电子数与质子数不可能同时相等．所以C正确．

【答案】 AB

［例5］（2001年上海．21）已知短周期元素的离子_aA^2＋、_bB^＋、_cC^3－、_dD^－都具有相同的电子层结构．则下列叙述正确的是

A．原子半径    A＞B＞D＞C

B．原子序数    d＞c＞b＞a

C．离子半径    C＞D＞B＞A

D．单质的还原性  A＞B＞D＞C

【解析】 据题意．四种元素在周期表中的相对位置为：

所以．原子半径B＞A＞C＞D．A错；原子序数a＞b＞d＞c．B错；离子半径C＞D＞B＞A．C对；单质还原性B＞A＞C＞D．D错．

【答案】 C

［例6］（2002年上海．11）已知自然界氧的同位素有¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O．氢的同位素有H、D．从水分子的原子组成来看．自然界的水一共有

A．3种              B．6种              C．9种              D．12种

【解析】 从水分子的原子组成来看．每个H原子分别与¹⁶O、¹⁷O、¹⁸O形成H₂¹⁶O、H₂¹⁷O、H₂¹⁸O 3种分子；同理每个D原子分别与之形成D₂¹⁶O、D₂¹⁷O、D₂¹⁸O3种分子；而H、D两原子也可分别形成H¹⁶OD、H¹⁷OD、H¹⁸OD 3种分子；故自然界的水一共有9种．

【答案】 C

［例7］美国等国家发射的航天器将我国研制的磁谱仪带入太空．其目的是探索反物质．反物质的主要特征是电子带正电荷．质子带负电荷．以下表示反物质酸碱中和反应的通式是

A．H^－＋OH^＋＝＝＝H₂O

B．H^＋＋OH^＋＝＝＝H₂O

C．H^－＋OH^－＝＝＝H₂O

D．H^＋＋OH^－＝＝＝H₂O

【答案】 A

［例8］下列说法正确的是

A．原子核内的质子数决定原子种类

B．原子核内的中子数决定核素种类

C．原子核内的中子数决定同位素种类

D．同位素是质子数相同的核素

【解析】 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．如H、H、H就各为一种核素．同一元素的不同核素之间互称为同位素．所以D正确．原子种类、核素种类及同位素种类应由质子数和中子数共同决定．所以A、B、C都不正确．

【答案】 D

 

【重点强化】

原子结构和同位素的考点．常以重大科技成果为题材．寓教于考．突出教育性与实践性．试题大多以选择题形式出现．模式也较为稳定．由于原子结构的发现源于物理学中α粒子的运动实验．因此原子结构与核裂变反应、核聚变反应有密切的联系．无疑．原子结构成了理化学科间综合的素材．预计这一知识会成为“3＋X”综合试题的依据．

［例题］一种物质的“放射性”强弱可用放射性活度来加以表示．任何量的放射性元素在1 s内发射3.70×10¹⁰个α粒子或β粒子（相当1 g Ra在1 s内放出的α粒子的数目）．其放射性活度为1居里（G）．利用放射性同位素进行标记原子的应用范围非常广泛．例如．化学反应的微观过程的研究、医学检验、辐射育种等等．

试回答以下问题：

（1）现有n mol镭（Ra）．它的放射性活度为4.52 G．则n的值为__________．

（2）已知：Ra．则一个Rn含有__________个中子．

（3）如何证明溶解于苯的HCl分子与苯分子中的H原子之间不断地发生着氢交换．

（4）在植物的光合作用中．若用HO和CO₂为原料．此过程中所生成的O₂相对分子质量为__________．

（5）次磷酸钾（KH₂PO₂）和D₂O作用．发现产物中含磷元素的粒子只有DH₂PO₂和H₂PO．则KH₂PO₂属于__________（选填：正盐、酸式盐）

【答案】 （1）0.02 mol  （2）136

 

或用重氢标记在苯环上与HCl相互反应．亦为正确

（4）36  （5）正盐

 

【知识拓展】

（1）“中子不带电．电子带一个单位的负电荷”的说法正确吗？

在20世纪50年代前．科学界普遍认为“中子是不带电的粒子”．但近年来科学家通过高能物理实验发现．中子并不是完全不带电荷．而是其所带负电荷与正电荷的电量相等．电性相反．刚好抵消．所以中子呈电中性．中子不带电的说法不科学．

科学家们发现不仅有带负电荷的负电子．还有带正电荷的正电子．负电子和正电子的质量相等．所带的电荷量也相等．但电性恰好相反．所以．我们所说的电子实际上是负电子．因此“电子带一个单位的负电荷”的说法应该改成“带一个负电荷的电子”．

（2）原子核的组成秘密只是初现端倪．人们还在继续探寻．现代科学家们又知道了许多新的基本粒子．如正电子、中微子、介子和反质子等．

同位素．特别是放射性同位素的发现．在人们生活、生产、高科技领域．发挥着巨大作用．放射性元素铀发生原子核裂变时放出巨大能量．1 kg铀释放出来的热量相当于2000 t优质煤燃烧时放出的热量．海水中铀的贮量在4.5×10¹⁰t左右．和平利用原子能．前景多么诱人！放射性同位素碳－14在地底下默默地记载着地质年龄．让地质和考古工作者较准确地知道出土文物的年代．人们把碳－14喻为考古钟与地质钟．农业上农民利用放射性同位素作为示踪原子、标记农药残留的多少和残留在植物的什么部位；指导合理施肥；运用放射的射线进行辐射育种．医药上．利用同位素作为与癌症作斗争的武器．诊断肿瘤．控制肿瘤．并作为筛选药物的工具．此外还在工业部门有更多用途．

（3）放射性同位素C被誉为“自然界的时钟”．可用于考古．

20世纪50年代．利比（W．F．Libby）教授等提出可用C来测定古代有机物生存的年代．为什么C可以起这个作用呢？原来宇宙辐射中的中子和大气中的N作用能形成C．

N＋n ＝＝＝C＋H

C和C一样．会进入碳的循环．一般情况下．大气CO₂中的C和C之比为10¹²∶1．CO₂经光合作用后的产物被动物食用进入动、植物体内．当动、植物死亡后．就不再参与CO₂的循环．即不会再摄入C．只发生C的衰变．

C释放电子衰变为N．其半衰期为5720年

C＝＝＝N＋e^－

放射性元素的衰变为一级反应．一级反应速率常数和放射性元素半衰期（T_1/2）的关系式为：

K＝．T_1/2＝5720年

如在死海考古时发现一经卷．估计是公元1世纪成书的．纸张中C/C（x）值为活着的动、植物的（x₀）0.795．

把T_1/2代入．得K＝1.21×10^－4年^－1．

又lg．

把x＝0.795x₀及K值代入．解得

t＝1900年．

即“经卷”成书于距今1900年．与原估计相符．

 

【达标训练】

1．具有相同电子层结构的三种粒子A^n＋、B^n－、C．下列分析正确的是

A．原子序数关系是C＞B＞A

B．粒子半径关系是B^n－＜A^n＋

C．C一定是稀有气体元素的一种原子

D．原子半径关系是A＜C＜B

【解析】 设C的原子序数为m．则A为m＋n．B为m－n．所以原子序数为A＞C＞B．粒子半径：B^n－＞A^n＋．B^n－为稀有气体电子层结构．而C又与之相同．所以C为稀有气体．又B与C在同一周期半径为C＞B．

【答案】 C

2．（2003年新课程．8）人类探测月球发现．在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦．它可以作为未来核聚变的重要原料之一．氦的该种同位素应表示为

A．He                                 B．He

C．He                                 D．He

【解析】 He的原子序数2．质量数3．根据原子构成的表示方法要求．应表示为He．

【答案】 B

3．X元素原子的最外层电子数与次外层电子数的差值等于电子层数；Y元素的原子比X元素的最外层电子多2个原子．则X与Y所形成的化合物为

A．X₃Ｙ₂                                 B．X₂Y

C．XY₂                                  D．XY₃

【解析】 因原子最外层电子数≤8．所以．X原子的次外层只能为2．即X原子有两个电子层．设最外层电子数为m．则m－2＝2．m＝４；由此可知．Y原子最外层有6个电子．二者只能形成选项C中的化合物XY₂．

【答案】 C

4．氡是放射性稀有元素．氡气吸入体内有害健康．氡的原子序数是86．相对原子质量是222．科学家还发现某些放射性矿物分解放出的“锕射气”．是由质子数86、质量数219的原子组成．下列有关氡的说法正确的是

A．氡气在标准状况下密度约是9.91 g·L^－1

B．氡气化学性质较活泼．因此对人体有害

C．氡原子核外有7个电子层．最外层有8个电子

D．“锕射气”是氡的同素异形体

【解析】 1 mol氡气质量为222 g．标准状况下密度为＝9.91 g·L^－1．“锕射气”的质子数也为86．而质量数为219．一定是氡的一种同位素单质．其化学性质应与氡相同．比较稳定．其核外也应有6个电子层．最外层为8个电子．

【答案】 A

5．（2003年上海．10）¹³C－NMR（核磁共振）、¹⁵N－NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构．Kurt Wu thrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖．下面有关¹³C、¹⁵N叙述正确的是

A．¹³C与¹⁵N有相同的中子数

B．¹³C与C₆₀互为同素异形体

C．¹⁵N与¹⁴N互为同位素

D．¹⁵N的核外电子数与中子数相同

【解析】 ¹³C、¹⁵N中子数分别为7.8．根据质量数（A）＝质子数（Z）＋中子数（N）．同素异形体由同一元素形成性质不同的单质．¹³C是原子．¹⁵N的核外电子数与中子数分别为：7和8．

【答案】 C

6．在离子化合物AB中．A离子和B离子的电子层结构相同．从原子的最外层电子数看．A比B少4．而次外层电子数A比B多6．则AB是______________________．

【解析】 由于次外层电子数A比B多6．则B的次外层为2．B有两个电子层．A的次外层则为8．A有3层电子．又因为最外层电子数A比B少4．且二者形成离子化合物．

 

结合选项．则A必为 

 

【答案】 MgO

7．短周期的元素A、B．A原子最外层电子数为a个．次外层电子数为b个；B原子M层电子为（a－b）个．L层为（a＋b）个．则A为______________．B为__________．

【解析】 短周期元素最多有三个电子层K、L、M．则A元素的次外层只可能为K层或L层．b只可能是2或8．又因B元素L层电子数为（a＋b）．而L层最多容纳8个电子．所以b只可能等于2．由a＋b＝8．得a＝6．故A元素核外电子排布为  ．A为O．B元素核外电子排布为    ．B为Si．

【答案】 O  Si

8．已知某元素的阴离子Ｒ^n－的原子核中的中子数为（Ａ－ｘ＋n）．其中A为原子的质量数．则w gＲ^n－中的电子总数为________________________（用Ｎ_Ａ表示阿伏加德罗常数）．

【解析】 由题意知．中子数Ｎ＝Ａ－Ｚ＝Ａ－（x－n）．则质子数Ｚ＝ｘ－n．R^n－的核外电子数为（x－n）＋n＝x．所以w gＲ^n－中含有电子数为ｘＮ_Ａ．

【答案】

9．设X、Y、Z代表3种元素．已知：

①X^＋和Y^－两种离子具有相同的电子层结构；

②Z元素原子核内质子数比Y元素原子核内质子数少9个；

③Y和Z两元素可以形成四核42个电子的负一价阴离子．

据此．请填空：

（1）Y元素是__________．Z元素是__________．

（2）由X、Y、Z三元素所形成的含68个电子的盐类化合物的分子式（即化学式）是__________．

【解析】 依题意．假设元素Y的原子序数为y．则元素Z的原子序数为（y－9）．若以（Y_mZ_n）^－表示由这两种元素所形成的4核42个电子的负一价离子．则下列关系式成立：

解得y＝

因n为整数．讨论得n＝3．y＝17．元素Y为Cl．Z为O．X为K．盐为KClO₄．

【答案】 （1）氯  氧  （2）KClO₄

10．放射性原子在人类的生活中的很多地方都有着特殊的作用．对人类的科学研究有着很大的帮助．其中最主要的的作用是作为示踪原子．最近医学界通过用簇射¹⁴C来标记．发现一种C₆₀的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA来杀死细胞．从而抑制艾滋病．

（1）下面有关¹⁴C的叙述错误的是

A．¹⁴C与¹⁴N含有相同的中子数

B．¹⁴C与C₆₀是同分异构体

C．¹⁴C与C₆₀中普通碳原子的化学性质不同

D．¹⁴C与¹²C互为同位素

（2）自然界中存在很多像¹⁴C的放射性原子．这些天然放射现象的发现说明了什么问题_________________________________．

A．原子不可以再分

B．原子的核式结构

C．原子核还可以再分

D．原子核是由质子和中子构成

（3）用含同位素¹⁴C的CO₂来追踪光合作用碳原子的转移．最可能的途径是

A．¹⁴CO₂叶绿体ADP

B．¹⁴CO₂ADPATP

C．¹⁴CO₂三碳化合物葡萄糖

D．¹⁴CO₂酒精（或乳酸）葡萄糖

（4）已知碳元素有¹²C和¹⁴C两种同位素．从相对原子质量表可查得C的相对原子质量为12.01．求自然界中¹²C与¹⁴C的个数百分比．

（5）在有生命的植物体内．由于不断的新陈代谢．放射性¹⁴C与植物内含C总量的百分比是固定不变的．如果植物死亡．新陈代谢终止．则¹⁴C以5.7×10³年的半衰期衰变而使上述百分比减少．假如在地下出土一只古木船．测得它所含放射性¹⁴C只是活树中¹⁴C的倍．则可推测这只古船约在__________________年前制造的．

【解析】_（1）¹⁴C和¹⁴N的14表示质量数．而C和N的质子数分别为6和7．因此它们的中子数不可能相等．A错．¹⁴C是原子．C₆₀是化合物．二者怎么会是同分异构体，B错．自然界中．同一种元素的化学性质是一样的．¹⁴C和C₆₀中的C原子都是碳元素．故化学性质是一样的．C错．剩下D是正确的．

（2）天然放射现象．原子核发生衰变．生成新核．同时有中子产生．因此说明了原子核可以再分．

（3）光合作用包括光反应和暗反应两个过程．要弄清二者明显的区别．进一步考虑两个过程的反应物不同．

（4）元素的近似相对原子质量是按各天然同位素原子占有的百分比计算出来的平均值．根据这一定义．可很容易求得．

（5）理解题意．将其基本内容抽象出来．即可得到．

【答案】 （1）D  

（2）C  

（3）C

（4）¹²C占99.5%  ¹⁴C占0.5%

（5）2.85×10³