1、第十九章 原子核 2 放射性元素的衰变 学习目标 1.知道放射现象的实质是原子核的衰变.2.知道两种衰变的基本性质，掌握原子核的衰变规律(重点)3.会用半衰期描述衰变的快慢，知道半衰期的统计意义会利用半衰期解决相关问题(重点、难点)自 主 探 新 知 预 习 一、原子核的衰变 1定义 原子核放出_或_，则核电荷数变了，变成另一种_，这种变化称为原子核的衰变 粒子 粒子原子核2衰变分类(1)衰变：放出 粒子的衰变(2)衰变：放出 粒子的衰变3衰变过程238 92U234 90Th_234 90Th234 91Pa_42He 01e4衰变规律(1)原子核衰变时_和_都守恒(2)任何一种放射性元素只
2、有一种放射性，不能同时既有 放射性又有 放射性，而 射线伴随 衰变或 衰变产生电荷数质量数二、半衰期 1定义放射性元素的原子核有_发生衰变所需的时间2决定因素 放射性元素衰变的快慢是由_的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系不同的放射性元素，半衰期_半数核内部自身不同3应用 利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、推断时间1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)原子核发生 衰变时，核的质子数减少 2，而质量数减少 4.()(2)原子核发生 衰变时，原子核的质量不变()(3)原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒()(4)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律(
3、)(5)对放射性元素加热时，其半衰期缩短()2(多选)原子核23892U 经放射性衰变变为原子核23490Th，继而经放射性衰变变为原子核23491Pa，再经放射性衰变变为原子核23492U.下列选项正确的是()A是 衰变 B是 衰变C是 衰变D是 衰变解析 23892U 23490Th，质量数少 4，电荷数少 2，说明为 衰变.23490Th 23491Pa，质子数加 1，质量数不变，说明为 衰变，中子转化成质子.23491Pa 23492U，质子数加 1，质量数不变，说明为 衰变，中子转化成质子 答案 ABC3(多选)14C 发生放射性衰变成为 14N，半衰期约 5 700 年已知植物存活
4、期间，其体内 14C 与 12C 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减少现通过测量得知，某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一下列说法正确的是()A该古木的年代距今约 5 700 年B.12C、13C、14C 具有相同的中子数C14C 衰变为 14N 的过程中放出 射线D增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变解析 古木样品中14C 的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约 5 700 年，选项 A 正确；同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项 B 错误；14C 的衰变方程为14 6C14 7N 01e，所以此衰变过程放
5、出 射线，选项 C 正确；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项 D 错误 答案 AC合 作 攻 重 难 探 究 原子核衰变的理解 1衰变实质 衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个 粒子，并在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，产生 衰变.210n211H42He 衰变：原子核内的一个中子变成一个质子留在原子核内，同时放出一个电子，即 粒子放射出来10n11H 01e2衰变规律 原子核发生衰变时，遵循三个守恒定律(1)衰变前后的电荷数守恒(2)质量数守恒(3)动量守恒3衰变方程通式(1)衰变：AZXA4Z2Y42He(2)衰变：AZX
6、 AZ1Y 01e4确定原子核衰变次数的方法与技巧(1)方法：设放射性元素AZX 经过 n 次 衰变和 m 次 衰变后，变成稳定的新元素AZY，则衰变方程为：AZXAZYn42Hem 01e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：AA4n，ZZ2nm.以上两式联立解得：nAA4，mAA2ZZ.由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定 衰变的次数(这是因为 衰变的次数多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定 衰变的次数【例 1】238 92U 核经一系列的衰变后变为206 82Pb 核，问：(1)一共经过几次 衰变和几次 衰变？(2
7、)206 82Pb 与238 92U 相比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合写出这一衰变过程的方程解析(1)设238 92U 衰变为206 82Pb 经过 x 次 衰变和 y 次 衰变由质量数守恒和电荷数守恒可得 2382064x 92822xy 联立解得 x8，y6 即一共经过 8 次 衰变和 6 次 衰变(2)由于每发生一次 衰变质子数和中子数均减少 2，每发生一次 衰变中子数减少 1，而质子数增加 1，故206 82Pb 较23892U 质子数少10，中子数少 22.(3)衰变方程为238 92U206 82Pb842He6 01e.答案(1)8 次 衰变和 6 次 衰变(2)10
8、22(3)238 92U206 82Pb842He6 01e衰变次数的判断方法(1)衰变过程遵循质量数守恒和电荷数守恒(2)每发生一次 衰变，质子数、中子数均减少 2.(3)每发生一次 衰变，中子数减少 1，质子数增加 1.1(多选)原子序数大于或等于 83 的所有元素，都能自发地放出射线这些射线共有三种：射线、射线和 射线下列说法中正确的是()A原子核每放出一个 粒子，原子序数减少 2B原子核每放出一个 粒子，原子序数增加 4C原子核每放出一个 粒子，原子序数减少 1D原子核每放出一个 粒子，原子序数增加 1解析 发生一次 衰变，核电荷数减少 2，质量数减少 4，原子序数减少 2；发生一次
9、衰变，核电荷数、原子序数增加 1.答案 AD半衰期的理解与应用1对半衰期的理解：半衰期表示放射性元素衰变的快慢2半衰期公式：N 余N 原12t，m 余m012t式中 N 原、m0 表示衰变前的原子数和质量，N 余、m 余表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t 表示衰变时间，表示半衰期3适用条件：半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定其何时发生衰变，半衰期只适用于大量的原子核【例 2】碘 131 核不稳定，会发生 衰变，其半衰期为 8 天(1)碘 131 核的衰变方程：131 53I_(衰变后的元素用 X 表示)(2)经过_天 75%的碘 131
10、 核发生了衰变解析(1)131 53I131 54X 01e(2)75%的碘发生了衰变，即 25%的未衰变 即 mm025%14122 共经历了两个半衰期即 16 天 答案(1)13153I131 54X 01e(2)16有关半衰期的两点提醒(1)半衰期是指放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，而不是样本质量减少一半的时间(2)经过 n 个半衰期，剩余原子核 N 剩 12nN 总2新发现的一种放射性元素 X，它的氧化物 X2O 的半衰期为 8天，X2O 与 F 发生化学反应 2X2O2F2=4XFO2 之后，XF 的半衰期为()A2 天 B4 天C8 天D16 天解析 放射性元素的衰变快
11、慢由原子核内部的自身因素决定，与原子的化学状态无关，故半衰期仍为 8 天，A、B、D 错，C 对 答案 C课 堂 提 素 养 小 结 1.原子核衰变时电荷数和质量数都守恒 2 衰变：238 92 U234 90 Th42He.3 衰变：234 90 Th234 91 Pb 01e.4放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期.1一个放射性原子核，发生一次 衰变，则它的()A质子数减少一个，中子数不变B质子数增加一个，中子数不变C质子数增加一个，中子数减少一个D质子数减少一个，中子数增加一个解析 衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，故中子减少一个而质子增加一个故 A、
12、B、D 错，C 对 答案 C2(多选)下列说法中正确的是()A 衰变放出的电子来自组成原子核的电子B 衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子C 衰变说明原子核中含有 粒子D 射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波解析 原子核发生衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子，故 A 错误；B 正确；射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来；射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波，故 D 正确 答案 BD3有一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达 100 年的放射性同位素镍 63(6328Ni)和铜两种金属作为长寿命电池
13、的材料，利用镍63 发生 衰变时释放电子给铜片，把镍 63 和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能下面有关该电池的说法正确的是()A镍 63 的衰变方程是6328Ni6329Cu 01eB镍 63 的衰变方程是6328Ni6327Cu01eC外接负载时镍 63 的电势比铜片低D该电池内电流方向是从镍片到铜片解析 镍 63 的衰变方程为6328Ni 01e6329Cu，选项 A 对，B 错；电流方向为正电荷定向移动方向，在电池内部电流从铜片到镍片，镍片电势高，选项 C、D 均错误 答案 A4一块氡 222 放在天平的左盘时，需要天平的右盘加 444 g 砝码，天平才能处于平衡，氡 222 发生 衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为()A222 g B8 gC2 gD4 g解析 原有氡 222 共 444 g，经过一个半衰期后有 222 g 氡发生衰变，其衰变方程为222 86Rn218 84Po42He，但是衰变后生成的钋 218还在左盘，也就是说，经过一个半衰期只有 4 g 的 粒子从左盘放射出去，因此欲使天平再次平衡，右盘中只需取出 4 g 砝码故 A、B、C 错误，D 正确 答案 D课 时 分 层 作 业 点击右图进入 Thank you for watching!