1、第二节放射性元素的衰变学 习 目 标知 识 脉 络1.知道三种射线的本质和特点.2.理解原子核的衰变及核反应规律(重点、难点)3.知道半衰期的概念，会应用半衰期解决有关问题(重点)原子核的衰变1放射性物体放出的射线常见的有三种：射线、射线、射线，其实质分别是高速粒子流、高速电子流、频率很高的电磁波2三种射线的特点(1)射线：速度可达光速的，电离作用强，贯穿本领很小(2)射线：速度可达光速的99%，电离作用较弱，贯穿本领较强(3)射线：是频率很高的电磁波，波长很短，电离作用最小，贯穿本领最强3原子核的衰变(1)衰变定义：一种元素经放射过程，变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变(2)衰变分类衰变
2、：放出粒子的衰变衰变：放出粒子的衰变(3)衰变方程UThHeThPae(4)衰变规律原子核衰变时电荷数和质量数都守恒任何一种放射性元素只有一种放射性，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4射线的产生：放射性的原子核在发生衰变或者衰变后，产生的新核往往处于高能级，它要向低能级跃迁，并辐射光子，故射线是伴随射线或射线产生的1三种射线都是从原子外层电子激发出来的()2放射性物质不可能同时放出、和三种射线()3原子核发生衰变时，核的质子数减少2，而质量数减少4.()4原子核发生衰变时，原子核的质量不变()5原子核发生衰变时，质量数和电荷数都守恒()发生衰变时，新核的电荷数变化多少？新
3、核在元素周期表中的位置怎样变化？【提示】根据衰变方程ThPae知道，新核核电荷数增加了1个，原子序数增加1个，故在元素周期表上向后移了1位1、三种射线的性质、特征的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 mp1.671027kg静止质量为零速度0.1c0.99cc贯穿本领最弱用一张纸就能挡住较强穿透几毫米的铝板最强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)不论在电场还是磁场中，射线总是做匀速直线运动，不发生偏转(2)在匀强电场中，和粒子沿相反方向做类平抛运动，且在同样的条件下，粒子的偏移最大如图421所示图42
4、1(3)在匀强磁场中，在同样的条件下，和粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，粒子的轨道半径最小，偏转最大如图422所示图4223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，2n2HHe衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子，nHe4衰变方程通式(1)衰变：XYHe(2)衰变：XYe5确定原子核衰变次数的方法与技巧(1)方法：设放射性元素X经过n次衰变和m次衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为：XYnHeme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：n，mZZ.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
5、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1天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法不正确的是 ()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【解析】由三种射线的本质和特点可知，射线穿透本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住射线和射线，故A正确；射线是一种波长很短的光子，不会使原核变成新核，选项B错误；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【答案】B
6、2(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() 【导学号：55272116】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；发生一次衰变，核电荷数、原子序数增加1.【答案】AD3如图423所示，放射性元素镭释放出、三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，其中_是射线，_是射线，_是射线图423【解析】由放射现象中射线带正电，射线带负电，射线不带电，结合在
7、电场与磁场中的偏转可知是射线，是射线【答案】4.U核经一系列的衰变后变为Pb核，问： 【导学号：55272117】(1)一共经过几次衰变和几次衰变？(2)Pb与U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U衰变为Pb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2382064x92822xy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Pb较U质子数少10，中子数少22.(3)衰变方程为UPb8He6e【答案】(1)8次衰变和6次衰变(2)1022(3)UPb
8、8He6e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.半 衰 期1定义：原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间，叫做半衰期记为T1/2.2衰变规律mm0(其中m0为衰变前的质量，m为t时间后剩余的放射性元素的质量)3放射性元素的平均存活时间称为平均寿命1半衰期的大小反映了放射性元素衰变的快慢()2放射性元素衰变的速率，与原子所处的物理状态和化学状态有关()3半衰期是大量原子核发生衰变的统计规律，少数原子核不符合这一规律()有10个镭226原子核，经过一个半衰期有5个发生衰变，这样理解对吗？【提示
9、】不对.10个原子核，数目太少，它们何时衰变是不可预测的，因为衰变规律是大量原子核的统计规律1意义：半衰期表示放射性元素衰变的快慢2决定因素：半衰期的长短由原子核自身因素决定，与原子核所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关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5(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
10、() 【导学号：55272118】A该古木的年代距今约5700年B. 12C、13C、14C具有相同的中子数C12C、13C、14C具有相同的质子数D. 14C衰变为14N的过程中放出射线【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，C正确.14C的衰变方程为CNe，所以此衰变过程放出射线，选项D正确【答案】ACD6若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比mAmB为_【解析】元素A的半衰期为4天，经过20天后剩余原来的5，元素B的半衰期为5天，经过20天后剩余原来的4，剩下的质量之比mAmB12.【答案】12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，剩余核N剩N总