一、理解同位素的定义:
⒈ 定义:质子数相同,中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素,即同一元素的不同核素间互称同位素。
例如:1H、2H、3H就互为同位素,它们在周期表中处于同一位置上。
⒉ 特点:
⑴ 结构上,质子数相同而中子数不同。
⑵ 性质上,化学性质几乎完全相同,只是某些物理性质略有不同。
⑶ 存在上,在天然存在的某种元素里,不论是游离态还是化合态,同位素的原子(个数不是质量)百分含量一般是不变的(即丰度一定)。
⒊ 注意“六同三不同”
六同:同一元素,质子数相同,核电荷数相同,核外电子数相同,在周期表的位置相同,化学性质相同。
三不同:质子数不同,质量数不同,物理性质不同。
二、抓住同位素的特征
⒈ 相同存在形态的同位素,原子、单质及其构成的化合物化学性质几乎完全相同,物理性质不同。同位素构成的化合物是不同的化合物,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。
⒉ 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,它们的物理性质(如密度)有所不同,但化学性质几乎完全相同。
⒊ 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。
⒋ 同种元素,可以有若干种不同的核素。(元素:118种,核素:1800种)
⒌ 同位素是同一元素的不同原子之间的互相称谓,不指具体的原子。
⒍ 同一种元素的不同同位素原子其质量数不同,核外电子层结构相同。
三、搞清楚元素、同位素与核素的比较
1.元素:是同一类原子的总称,即具有相同核电荷数的一类原子的总称。
元素是以核电荷数为标准而对原子进行分类的,也就是说原子的核电荷数决定着元素的种类。因此,不同种的元素具有不同的核电荷数。例如:1:H元素、6:C元素、8:O元素等。
⒉ 同位素:质子数相同,中子数不同的同一元素的不同原子互称同位素,即同一元素的不同核素间互称同位素。
例如:1H、2H、3H就互为同位素,它们在周期表中处于同一位置上。
⒊ 核素:是指具有一定数目质子和一定数目中子的一种原子。
核素是指某种原子,有多少种原子就有多少种核素。例如:1H、2H、3H是3种不同的核素,但都属于H元素。
⒋ 比较
⑴ “三素”研究的范围不同:
① 元素是宏观概念,对同类原子而言;
② 核素是微观概念,对某种元素的原子而言;
③ 同位素是微观概念,对某种元素的几种原子间的关系而言。
⑵ 同位素是原子的互称,同位素的研究对象是原子,绝大多数的元素有同位素,只较少数的没有,如:Na、Al、F等。同素异形体的研究对象是单质,所以,2H2和3H2既不是同位素也不是同素异形体,可看成是同种分子。因此,核素的种类大于元素的种类。
⑶ 一种元素可以有若干种不同的核素,也可以有一种核素,有多少种核素就有多少种原子。至今已发现了一百多种元素,但发现的原子远多于一百多种。