最新201X版 第19章 2　放射性元素的衰变

1、2放射性元素的衰变学 习 目 标知 识 脉 络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)原 子 核 的 衰 变1定义原子核放出粒子或粒子，则核电荷数变了，变成另一种原子核，这种变化称为原子核的衰变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UThHeThPae4衰变规律(1)原子核衰变时电荷数和质量数都守恒(2)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1原子核发生衰变时，核的质子数减少2

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()发生衰变时，新核的电荷数变化多少？新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位探讨1：衰变方程与化学反应方程有哪些主要区别？【提示】衰变方程中的符号表示该种元素的原子核，化学反应方程中的符号表示该种元素的原子衰变方程中间用单箭头，化学反应方程用等号衰变方程中质量数守恒，化学反应方程质量守恒探讨2：从一块放射性物质中只能放出一种射线吗？【提示】一种元素一般只能发生一种衰变，但在一块放射

3、性物质中，该种元素发生一种衰变(假设为衰变)后产生的新元素如果仍具有放射性，则可能继续发生衰变，而衰变类型可能与第一次衰变不同(衰变)，并且每种衰变都会伴有射线放出，从这块放射性物质中发出的射线可以同时包含、和三种射线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2n2HHe衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子nHe2衰变方程通式(1)衰变：XYHe(2)衰变：XYe3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

4、：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(多选)原子核92U经放射性衰变变为原子核90Th，继而经放射性衰变变为原子核91Pa，再经放射性衰变变为原子核92U.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】92U,，质量数少4，电荷数少2，说明为衰变.90Th,，质子数加1，质量数不变，说明为衰变，中子转化成质子.91Pa,，质子数加1，质量数不变，说明为衰变，中子转化成质子【答案】ABC2(多选)原子序数大于或等于

5、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；发生一次衰变，核电荷数、原子序数增加1.【答案】AD3.U核经一系列的衰变后变为Pb核，问：(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2382

6、064x92822xy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)UPb8He6e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定义放射性元素的原子核有半数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核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有

7、关系不同的放射性元素，半衰期不同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半衰期可以表示放射性元素衰变的快慢()2半衰期是放射性元素的大量原子核衰变的统计规律()3对放射性元素加热时，其半衰期缩短(×)放射性元素衰变有一定的速率镭226衰变为氡222的半衰期为1 620年，有人说：10 g镭226经过1 620年有一半发生衰变，镭226还有5 g，再经过1 620年另一半镭226也发生了衰变，镭226就没有了这种说法对吗？为什么？【提示】不对放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫作这种元素的半衰期经过第二个1 620年后镭226还剩2.5 g.探讨1：当放

8、射性元素的原子所处的化学状态或物理条件发生变化时，其半衰期会改变吗？【提示】不会一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是与其他元素形成化合物，或者对它施加压力、升高温度，都不能改变它的半衰期这是因为压力、温度或与其他元素的化合等，都不会影响原子核的结构探讨2：某种放射性元素的半衰期对少数原子核发生衰变有意义吗？【提示】没有只对大量原子核有意义，对少数原子核没有意义，某一个原子核何时发生衰变，是未知的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，m余m0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

9、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4(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()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C. 14C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，

10、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CNe，所以此衰变过程放出射线，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】AC5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() 【导学号：54472075】A2天B4天C8天 D16天【解析】放射性元素的衰变快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】C6碘131核不稳定，会发生衰变，其半衰变期为8天(1)碘131核的衰变方程：I_(衰变后的元素用X表示)