原子序数、质量数和同位素
IB 化学 SL· Structure 1.2 - The nuclear atom· 15 分钟阅读
1. 原子序数与质量数★☆☆☆☆⏱ 5 min
原子序数
一种元素的原子原子核内的质子数量，是元素的唯一标识。同一种元素的所有原子原子序数都相同，中性原子中原子序数等于电子数。
例:
碳永远有
质量数
特定原子原子核内质子和中子的总数。由于质子和中子的质量都约为1个原子质量单位，因此质量数永远是整数。
例:
碳-12 原子有 （6 个质子 + 6 个中子）
标准核素符号将这些信息组合为 ，其中 是元素的化学符号。要计算任意原子中的中子数，使用公式 。
中性原子 有多少个质子、中子和电子？
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步骤 1：从符号中识别 （下方数字）和 （上方数字）：，
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步骤 2：原子序数 = 质子数，因此质子数 = 12
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步骤 3：该原子是中性的，因此电子数 = 质子数 = 12
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步骤 4：使用 计算中子数
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最终答案：12 个质子，12 个中子，12 个电子
2. 同位素★★☆☆☆⏱ 5 min
同位素
同一种元素的原子，原子序数相同（质子数相同）但质量数不同（中子数不同）。
例:
氢有三种天然存在的同位素：（氕），（氘），（氚）
因为同位素质子数相同，因此它们的电子排布也完全相同。这意味着它们的化学性质相同，仅在质量、密度、沸点等物理性质上有差异。
判断下列粒子中哪些是同一种元素的同位素：，，，
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步骤 1：记住同一种元素的同位素原子序数（）必须相同
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步骤 2：按 值分组：：X 和 W；：Y 和 Z
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步骤 3：X 和 W 的 相同（同元素）但质量数不同，因此是同位素。Y 和 Z 的 也相同，因此是第二种元素的同位素。
3. 计算相对原子质量★★☆☆☆⏱ 6 min
相对原子质量
元素所有天然存在同位素质量数按相对丰度加权的平均值，这就是IB元素周期表中每个元素标注的数值。
对于百分比丰度数据，相对原子质量的公式为：
其中 和 是各同位素的质量数。如果丰度以小数分数给出，则不需要除以 100。
氯有两种天然同位素：75.77% 和 24.23% 。计算氯的相对原子质量。
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步骤 1：将数值代入公式：
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步骤 2：计算分子：
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步骤 3：除以 100 得到最终结果：
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检测你的理解：
氖有两种同位素：90% 和 10% 。氖的相对原子质量是多少？
20.0
20.2
21.0
22.0
显示答案
1 —正确计算：
4. 常见陷阱
错误做法:
使用元素周期表的相对原子质量计算中子数
原因:
相对原子质量是所有同位素的加权平均值，不是单个原子的质量数，因此它通常是小数，不能直接使用
正确做法:
永远使用核素符号中给出的质量数，通过 计算中子数
错误做法:
在核素符号中交换 和 的位置
原因:
混淆上下位置会导致质子和中子计数错误
正确做法:
记住：质量数 A（A）在元素符号上方（Above），原子序数 Z 在下方（底部）
错误做法:
声称同位素的化学性质不同
原因:
化学反应性取决于电子排布，同一种元素的所有同位素电子排布都相同
正确做法:
同位素之间只有物理性质（质量、密度、沸点）不同
错误做法:
使用百分比丰度时忘记除以 100
原因:
百分比总和为 100，因此质量 × 百分比的总和会是正确结果的 100 倍
正确做法:
使用百分比丰度时一定要除以 100，或者计算前先将百分比转换为小数
5. 速查表
术语 | 符号 | 核心定义 | 公式 |
|---|---|---|---|
原子序数 | 原子核内的质子数量 | ||
质量数 | 质子 + 中子总数 | ||
同位素 | Same , different | ||
相对原子质量 | 同位素的加权平均值 | ||
核素符号 | 原子的标准表示法 |
6. 常见问题
同位素的化学性质相同吗？
是的。化学性质取决于电子排布，而同位素的电子排布完全相同（质子数相同 = 电子数相同）。只有质量、密度这类物理性质不同。
为什么相对原子质量不是整数？
它是该元素所有天然存在同位素质量数按相对丰度加权的平均值，因此很少是整数。
真题中的出现
AI 根据考纲规律估算的考点位置,请对照官方真题核实准确性。仅作复习重点参考。
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计算氯的相对原子质量
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根据粒子数量数据识别同位素
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下一步
本小节是IB化学SL中原子结构和元素周期表所有后续学习的基础。理解同位素的性质以及如何计算相对原子质量对于后续主题（包括质谱法、化学计量计算和核化学）至关重要。掌握这些基本定义和简单计算将帮助你在期末考试的试卷1和试卷2中轻松拿到分数，同时为更高级的概念构建核心知识基础。