1、第十九章原子核目标定位 1.了解什么是放射性、天然放射现象、衰变.2.知道原子核的组成及三种射线的特征.3.理解衰变和衰变的规律及实质，并能熟练书写衰变方程.4.理解半衰期的概念，学会利用半衰期解决相关问题 学案1 原子核的组成学案2 放射性元素的衰变知识探究 自我检测 11896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素自发地发出射线的现象，即天然放射现象那么哪些元素能够放出射线呢？放射性物质发出的射线有哪些种类？答案 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，有的也能放出射线放射性物质发出的射线有三种：射线、射线、射线 一、对三种射线的理解 知识探究 问题设计 2
2、三种射线的本质是什么？有哪些特点呢？答案 见要点提炼 要点提炼 1三种射线的本质(1)射线：射线是高速粒子流，实际就是，电 荷数是，质量数是.(2)射线：射线是高速(3)射线：射线是能量很高的(4)如图1所示中1是，2是，3是 图1氦原子核24电子流电磁波射线射线射线2三种射线的特点(1)射线：粒子容易使空气，但穿透本领很(2)射线：粒子穿透能力，但电离作用(3)射线：粒子电离作用，但穿透能力 电离弱较弱较强很弱很强二、原子核的组成 1质子的发现 1919年，用镭放射出的粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做，用或表示，其质量为mp.11H卢
3、瑟福质子p1.671027 kg2中子的发现(1)卢瑟福的预言：原子核内可能还有一种的粒子，名字叫中子(2)查德威克的发现：用实验证明了中子的存在，用表示，中子的质量非常接近于质子的质量 不带电n3原子核的组成(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以数和数之和叫核子数(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的倍，通常用这个整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和的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，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 质子中子整数质子中子质量数三、原子核的衰变 1衰变：
4、放射性元素的原子核放出粒子或粒子后变成新的的变化 原子核2 衰变：AZXA4Z2Y42He(新核的质量数减少 4，电荷数减少 2.)举例：23892U23490Th.3 衰变：AZX AZ1Y01e(新核的质量数不变，电荷数增加 1.)实质是核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，其转化方程为：10n11H.举例：23490Th23491Pa.42He01e01e4射线是在或衰变过程中伴随而生的，且粒子是不带电的粒子，因此射线并不影响原子核的电荷数，故射线不会改变元素在周期表中的位置 5由电荷数守恒和质量数守恒确定衰变次数设放射性元素AZX 经过 n 次 衰变和 m 次 衰变后，变成稳定的新元
5、素AZY，则衰变方程为AZXAZYn 42Hem 01e.根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程A，Z.A4nZ2nm1半衰期：放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间不同的放射性元素，半衰期 2注意以下两点：(1)对于同一种元素，其半衰期是的，无论是加温、加压，或是处于单质、化合物状态均不影响元素的半衰期，但不同元素的半衰期，有的差别很大(2)半衰期是一种规律对于的原子核发生衰变才具有实际意义，而对于少量的原子核发生衰变，该统计规律不再适用 四、半衰期 半数不同一定不同统计大量3半衰期公式N 余，m 余，其中 为半衰期N 原(12)tm 原(12)t典例精析例1 图2中P为放在匀强电场中的天然放射
6、源，其发射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()一、三种射线的性质 图2Aa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 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 答案 BC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？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
7、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.答案 88 138二、原子核的组成(2)镭核所带电荷量是多少？解析 镭核所带电荷量 QZe881.61019 C1.411017 C.答案 1.411017 C(3)若镭原子呈现中性，它核外有几个电子？解析 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.答案 88(4)22888Ra 是镭的一种同位素，让22688 Ra 和22888Ra 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？解析 带电粒子在
8、匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有 Bqvmv2r，两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故r226r228226228113114.答案 113114三、对衰变的理解 例 3 23892U 核经一系列的衰变后变为20682Pb 核，问：(1)一共经过几次 衰变和几次 衰变？解析 设23892U 衰变为20682Pb 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次衰变答案 8次衰变和6次衰变 (2)20682Pb 与23892U 相比，质子数和中子数各少了多少？解析 由于每发生一次
9、 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20682Pb 较23892U 质子数少10，中子数少 22.答案 10 22(3)写出这一衰变过程的方程解析 衰变方程为23892U20682Pb842He601e答案 23892U20682Pb842He601e四、对半衰期的理解及有关计算 例 4 放射性元素氡(22286Rn)经 衰变成为钋(21884Po)，半衰期约为 3.8 天，但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn 的矿石，其原因是()A目前地壳中的22286Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变B在地球
10、形成的初期，地壳中元素22286Rn 的含量足够高C当衰变产物21884Po 积累到一定量以后，21884Po 的增加会减慢22286Rn 的衰变进程D.22286Rn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期解析 元素半衰期的长短由原子核自身因素决定，与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关，C、D错；即使元素氡的含量足够高，经过漫长的地质年代，地壳中也几乎没有氡了，一定是来自于其他放射性元素的衰变，故A对，B错 答案 A例5 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：53I_(衰变后的元素用X表示)解析 根据衰变过程电荷数守恒与质量数守恒
11、可得衰变方程：13153 I13154X 01e；13154X 01e(2)大量碘131原子经过_天75%的碘131核发生了衰变解析 每经 1 个半衰期，有半数原子核发生衰变，经 2 个半衰期将剩余14，即有 75%核的原子发生衰变，故经过的时间为 16 天16课堂要点小结 1 2 3 4自我检测 1(对射线的理解)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3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，穿透能力最弱 C的电离作用较强，穿透能力较强 D的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子 图3解析 三种射线的特点：射线是He原子核，电离作用最强，穿透能力最弱；射线是，
12、电离作用较强，穿透能力较强；射线是光子，不带电，电离作用最弱，穿透能力最强三种射线都来自于原子核故B、C、D正确答案 BCD1 2 3 401e1 2 3 42(原子核的组成)以下说法正确的是()A.23490Th 为钍核，由此可知，钍核的质量数为 90，钍核的质子数为 234B.94Be 为铍核，由此可知，铍核的质量数为 9，铍核的中子数为 4C同一元素的两种同位素具有相同的质量数D同一元素的两种同位素具有不同的中子数1 2 3 4解析 钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错；铍核的质量数为9，中子数为5，所以B错；同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，C错，D对答案 D1
13、2 3 43(对衰变的理解)原子核23892U 经放射性衰变变为原子核23490 Th，继而经放射性衰变变为原子核23491 Pa，再经放射性衰变变为原子核23492 U.放射性衰变、和依次为()A衰变、衰变和衰变 B衰变、衰变和衰变 C衰变、衰变和衰变 D衰变、衰变和衰变1 2 3 4解析 23892U23490Th，质量数少 4，电荷数少 2，说明为 衰变；23490Th23491Pa，质子数加 1，说明为 衰变；23491Pa23492U，质子数加 1，说明为 衰变答案 A1 2 3 44(半衰期的应用)放射性同位素2411Na 的样品经过 6 小时还剩下18没有衰变，它的半衰期是()A2小时B1.5小时 C1.17小时D0.75小时1 2 3 4解析 放射性元素衰变一半所用的时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下14，再经一个半衰期这14又会衰变一半，只剩18，所以题中所给的 6 小时为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是 2 小时答案 A