1、第十九章原子核1原子核的组成 目标定位1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象.2.能说出原子核的组成，能记住三种射线的特性3会正确书写原子核符号一、天然放射现象11896年，法国物理学家贝克勒尔发现某些物质具有放射性2物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象3原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线4玛丽居里和她的丈夫皮埃尔居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)二、射线到底是什么图19111三种射线：如图1911中1是射线，2是射线，3是射线(1
2、)射线是高速粒子流，实际上是氦原子核，电荷数是2，质量数是4(2)射线是高速电子流(3)射线是能量很高的电磁波2三种射线的特点(1)射线：粒子容易使空气电离，但贯穿本领很弱(2)射线：粒子贯穿本领较强，但电离能力较弱(3)射线：粒子电离本领很弱，但贯穿本领很强三、原子核的组成1质子的发现：1919年，卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子，质子是原子核的组成部分2中子的发现：卢瑟福猜想原子核内存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子查德威克利用云室进行实验验证了中子的存在，中子是原子核的组成部分3原子核的组成：原子核由质子和中子组成4原子核的符号：X原子核的质量数质子数中子数元素符号核电
3、荷数原子核的质子数，即原子的原子序数5同位素：具有相同的质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素例如：氢有三种同位素H、H、H.一、三种射线的本质及特点1、三种射线的性质、特征比较种 类射线射线射线组 成高速氦核流高速电子流光子流(高频电磁波)带电荷量2ee0质 量4mp(mp1.671027 kg)静止质量为零续表速 率0.1c0.99cc贯穿本领最弱用一张纸就能挡住较强能穿透几毫米的铝板最强能穿透几厘米的铅板电离作用很强较弱很弱2.在电场、磁场中偏转情况的比较(1)在匀强电场中，射线偏转较小，射线偏转较大，射线不偏转，如图1912甲所示图1912(2)在匀强
4、磁场中，射线偏转半径较大，射线偏转半径较小，射线不偏转，如图乙所示例1一置于铅盒中的放射源发射出的、和射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图1913所示，则图中的射线a为_射线，射线b为_射线图1913答案解析在三种射线中，射线带正电，穿透能力最弱，射线不带电，穿透能力最强；射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为射线，b射线应为射线借题发挥三种射线的比较方法：(1)射线是、三种射线中贯穿本领最弱的一种，它穿不过白纸(2)要知道三种射线的成分，贯穿本领和电离本领(3)要知
5、道、三种射线的本质，、是实物粒子，射线是电磁波谱中的一员针对训练1天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是()A一张厚的黑纸能挡住射线，但不能挡住射线和射线B某原子核在放出射线后会变成另一种元素的原子核C三种射线中对气体电离作用最强的是射线D粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子答案ACD解析由三种射线的本质和特点可知，射线贯穿本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住射线和射线，故A正确；射线是伴随、衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核三种射线中射线电离作用最强，故C正确；粒子是电子，来源于原子核，故D正确二、原子核的组成1原子核的组成：原子核是由质子、中子构成的，质子带正电，
6、中子不带电不同的原子核内质子和中子的个数并不相同原子核的直径为10151014 m.2原子核的符号和数量关系：(1)符号：X.(2)基本关系：核电荷数质子数(Z)元素的原子序数核外电子数质量数(A)核子数质子数中子数3同位素：原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同把具有相同质子数、不同中子数的原子核互称为同位素例2已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带电荷量是多少？(3)若镭原子呈现中性，它核外有
7、几个电子？(4)Ra是镭的一种同位素，让Ra和Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？答案(1)88138(2)1.411017 C(3)88(4)113114解析因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和由此可得：(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即NAZ22688138.(2)镭核所带电荷量QZe881.61019C1.411017C.(3)镭原子呈中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88.(4)带电粒子在匀强磁场中
8、做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有Bqvm，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故.借题发挥对核子数、电荷数、质量数的理解(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍，通常用这个数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量总和，而质子与中子质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数针对训练2在粒子轰击金箔的散射实验中，粒子可以表示为He，He中的4和2分别表示()A4为核子数，2为中子数B
9、4为质子数和中子数之和，2为质子数C4为核外电子数，2为中子数D4为中子数，2为质子数答案B解析根据He所表示的物理意义，原子核的质子数决定核外电子数，原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数原子核的质量数就是核内质子数和中子数之和，即为核内的核子数.He符号的左下角表示的是质子数或核外电子数，即为2，He符号左上角表示的是核子数，即为4，故选项B正确三种射线的特性1天然放射现象的发现揭示了()A原子不可再分B原子的核式结构C原子核还可再分D原子核由质子和中子组成答案C解析本题涉及物理学史的一些知识汤姆孙发现了电子说明原子可再分；卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构；贝克
10、勒尔发现了天然放射现象，说明了原子核也有着复杂的结构；天然放射现象的发现揭示了原子核还可再分；卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了质子，查德威克用粒子轰击铍核打出了中子，使人们认识到原子核是由质子和中子组成的所以正确选项为C.2.图1914(2013文昌高二检测)图1914中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是()Aa为射线、b为射线Ba为射线、b为射线Cb为射线、c为射线Db为射线、c为射线答案BC解析由题图可知电场线方向向右，射线带正电所受电场力方向与电场线方向一致，故射线向右偏转，即c为射线；射线带负电所受电场力方向与电场线方向相反，故射
11、线向左偏转，即a为射线；射线不带电不发生偏转，即b为射线故选项B、C正确原子核的组成及同位素3氢有三种同位素，分别是氕(H)、氘(H)、氚(H)，则()A它们的质子数相等 B它们的核外电子数相等C它们的核子数相等 D它们的化学性质相同答案ABD解析氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和核外电子数均相同，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不相同，A、B两项正确；同位素化学性质相同，只是物理性质不同，D正确4人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可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答案B解析氦的
12、同位素质子数一定相同，质量数为3，故应表示为He，因此B正确(时间：60分钟)题组一天然放射现象及三种射线的性质1下列哪些事实表明原子核具有复杂结构()A粒子的散射实验 B天然放射现象C阴极射线的发现 DX射线的发现答案B解析从原子核里放出射线，说明原子核有复杂结构2对天然放射现象，下列说法中正确的是()A粒子带正电，所以射线一定是从原子核中射出的B粒子带负电，所以射线有可能是核外电子C粒子是光子，所以射线有可能是由原子发光产生的D射线、射线、射线都是从原子核内部释放出来的答案AD解析衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的，衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，然后
13、释放出电子，射线是伴随衰变和衰变而产生的所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的3关于放射性元素发生衰变放射的三种射线，下列说法中正确的是()A三种射线一定同时产生B三种射线的速度都等于光速C射线是处于激发态的原子核发射的D原子核衰变不能同时放射射线和射线答案C解析射线是在衰变或衰变后原子核不稳定而辐射出光子形成4.图1915放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图1915所示，其中()AC为氦原子核组成的粒子流BB为比X射线波长更长的光子流CB为比X射线波长更短的光子流DA为高速电子组成的电子流答案C解析根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转，应为带正电的
14、粒子组成的射线，所以是射线；B射线在电场中不偏转，所以是射线；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是射线5.图1916天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图1916所示，由此可推知()A来自于原子核外的电子B的电离作用最强，是一种电磁波C的电离作用较强，是一种电磁波D的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子答案D解析本题考查衰变中三种射线，要求学生知道三种射线的贯穿本领及电离能力衰变的射线均来自于核内，A错；从图中可看出，一张纸能挡住射线，则射线一定是射线，其贯穿本领最差，电离能力最强，但不是电磁波，而是高速粒子流，B错；铝板能挡住，而不能挡住，说明一定是
15、射线，其电离能力最弱，贯穿本领最强，是一种电磁波，属于原子核内以能量形式释放出来的以光速运行的高能光子，D对题组二原子核的组成及同位素6关于质子与中子，下列说法正确的是()A原子核(除氢核外)由质子和中子构成B质子和中子统称为核子C卢瑟福发现了质子，并预言了中子的存在D卢瑟福发现了中子，并预言了质子的存在答案ABC解析原子核内存在质子和中子，中子和质子统称为核子，卢瑟福只发现了质子，以后又预言了中子的存在7原子核中能放出、射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是()A原子核中，有质子、中子，还有粒子B原子核中，有质子、中子，还有粒子C原子核中，有质子、中子，还有粒子D原子核中，只有质子和中子
16、答案D解析在放射性元素的原子核中，2个质子和2个中子结合得较紧密，有时作为一个整体放出，这就是粒子的来源说到底它仍是由质子和中子组成的，不能据此认为它是原子核的组成部分原子核里是没有电子的，但中子可以转化成质子，并向核外释放一个电子，这就是粒子原子核发生衰变后处于高能级，在回到低能级时多余的能量以粒子的形式辐射出来，形成射线故原子核里也没有粒子8若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对Th的原子来说()Ax90y90z234Bx90y90z144Cx144y144z90Dx234y234z324答案B解析质量数质子数中子数，中性
17、原子中：质子数核外电子数，所以选B项9同位素是指()A质子数相同而核子数不同的原子B核子数相同而中子数不同的原子C核子数相同而质子数不同的原子D中子数相同而核子数不同的原子答案A解析原子序数相同(即核电荷数、质子数相同)而质量数不同(即核子数不同)的元素互为同位素10据最新报道，放射性同位素钬Ho，可有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数与核外电子数之差是()A32 B67 C99 D166答案A解析由题知该同位素核外电子数质子数67，中子数为1666799，故核内中子数与核外电子数之差为996732，故A对，B、C、D错11以下说法中正确的是()A原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B原子核
18、中的中子数一定跟核外电子数相等C用粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子答案CD解析原子中除了有带负电的电子外，还有带正电的质子，故A错；原子核中的中子数不一定跟核外电子数相等，故B错；正是用粒子轰击原子核的实验才发现了质子，故C正确；因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，才确定原子核内还有别的中性粒子，故D正确题组三综合应用12茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，对宇航员构成了很大的威胁现有一束射
19、线(含有、三种射线)，(1)在不影响和射线的情况下，如何用最简单的方法除去射线？图1917(2)余下的这束和射线经过如图1917所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出和射线进入磁场区域后轨迹的示意图(画在图上)(3)用磁场可以区分和射线，但不能把射线从射线束中分离出来，为什么？(已知粒子的质量约是粒子质量的8 000倍，射线速度约为光速的十分之一，射线速度约为光速)答案(1)用一张纸放在射线前即可除去射线(2)见解析图(3)射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与射线无法分离解析(1)由于射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去射线(2)如图所示(3)粒子和电子在磁场中偏转，据R，对射线有R1，对射线有R2，故400.射线穿过此磁场时，半径很大，几乎不偏转，故与射线无法分离