第4章 4．1原子核结构探秘

1、.41原子核构造探秘学 习 目 标知 识 脉 络1.知道质子、中子的发现过程，知道原子核的组成重点2理解核子、同位素的概念重点3掌握核反响的概念，会书写核反响方程重点、难点质 子 和 中 子 的 发 现1质子的发现1实验：为探测原子核的构造，卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子2结论：质子是原子核的组成部分2中子的发现1卢瑟福的猜测卢瑟福发现质子后，猜测核内还有一种不带电的中性粒子，并给这种“粒子起名为中子2中子的发现是许多科学家研究的结晶1930年，用钋发出的射线轰击铍时，会产生一种穿透才能极强的射线1932年，约里奥·居里夫妇用这种射线轰击石蜡，能从石蜡中打出质子1932年，查德威

2、克对云室中这种射线进展研究，发现这种射线是一种不带电、质量接近质子的粒子流，即为中子1卢瑟福在粒子散射实验中发现了质子×2玻尔在实验中发现了中子×3查德威克在实验中发现了中子卢瑟福是如何证明粒子轰击氮原子核产生的新核是质子的？【提示】卢瑟福把这种粒子分别引进电场和磁场，根据该粒子在电场和磁场中的偏转，测出了其质量和电量，确定它就是氢原子核，又叫质子1质子的发现1实验背景电子的发现使人们认识到，原子不再是构成物质的根本单位，进一步研究发现，原子的中心有一个原子核，原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量原子核的构造如何？1919年，卢瑟福做了用粒子轰击氮原子核的实验2实验

3、装置如图4­1­1所示图4­1­1T进气孔、A放射源、F铝箔、S荧光屏、M显微镜，C真空容器3实验过程容器C里放有放射性物质A，从A放射出的粒子射到铝箔F上，适中选取铝箔的厚度，使粒子恰好被它完全吸收，而不能透过在F的后面放一荧光屏S，M是显微镜，通过M可以观察到S是否有闪光4实验现象开场，S上无闪光因为粒子没有穿过铝箔翻开进气孔T的阀门，通入氮气，可以观察到S上有闪光5实验分析容器C中通入氮气后，用显微镜观察到荧光屏上有闪光，闪光一定是粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的6新粒子性质研究把这种粒子引进电磁场中，根据它在电磁场中的偏转，测出了它的质量

4、和电量，进而确定它就是氢原子核，又叫质子用符号表示为H或P.人们用同样的方法从其他元素的原子核中也轰击出了质子7实验结论质子是原子核的组成部分2中子的发现1科学家在1930年利用Po放出的射线轰击铍原子核时，产生了一种看不见的贯穿才能很强、不受电场和磁场影响的射线21932年，约里奥·居里夫妇发现假如用来自铍的射线去轰击石蜡，能从石蜡中打出质子，如图4­1­2所示图4­1­231932年，查德威克进一步研究这种射线时发现，这种射线是一种不带电的、质量接近质子的粒子流，即是卢瑟福猜测的中子4结论：中子是原子核的组成部分1多项选择卢瑟福发现质子后，

5、猜测到原子核中还有中子的存在，其判断根据与以下事实不相符的是 A电子数与质子数相等B原子核的质量大约是质子质量的整数倍C原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D原子核中存在不带电且质量与质子相近的中性粒子【解析】卢瑟福发现原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等，大约是原子核质量数的一半或少一些，因此猜测到在原子核内还存在有质量而不带电的中性粒子，即中子，故不符合事实的是A、B.【答案】AB2如图4­1­3所示为查德威克研究原子核内部构造的实验示意图，由天然放射性元素钋Po放出射线轰击铍时会产生粒子流a，用粒子流a轰击石蜡后会打出粒子流b，那么粒子流a为_，粒子流b为_图4

6、­1­3【解析】不可见的粒子轰击石蜡时打出的应是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见粒子应该是中子，故a为中子，b为质子【答案】中子质子31919年卢瑟福通过如图4­1­4所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现了质子图中A为放射源发出的_粒子，B为_气图4­1­4【解析】题图为粒子轰击氮原子核生成质子的实验装置，放射源A发出的是粒子，B为氮气【答案】氮(1)卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子并预言了中子的存在.(2)查德威克首先从实验中发现了中子，证实了卢瑟福的预言.(3)在卢瑟福发现质

7、子的实验装置中，穿过铝箔到达荧光屏的不可能是放射源放出的粒子. 原子核的组成和核反响方程1原子核的组成1组成：原子核由质子和中子组成，并将质子和中子统称为核子2原子核的符号：X，其中X为元素符号；A表示原子核的质量数，Z表示核电荷数3两个根本关系：核电荷数质子数原子序数质量数质子数中子数核子数2同位素具有一样质子数、不同中子数的原子核，互称为同位素如氢的三种同位素H、H、H.3核反响与核反响方程1核反响：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程2核反响方程：用原子核符号描绘核反响过程的式子3核反响规律：在核反响中，质量数和核电荷数守恒1原子核内只有质子而没有中子×2同位素具有一样的

8、物理、化学性质×3核反响方程只要满足质量数、电荷数守恒可以随意写×铅的原子序数为82，一个铅原子质量数为207，其核外电子有多少个？中子数又是多少？【提示】铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，质子与电子电性相反、电量一样，故核外电子数与核内质子数一样为82个，根据质量数等于质子数与中子数之和的关系，铅原子核的中子数为20782125个1原子核的大小和组成2对核子数、电荷数、质量数的理解1核子数：质子和中子质量差异非常微小，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

9、荷量，叫作原子核的电荷数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，这个倍数叫作原子核的质量数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，同种元素的质子数一样，核外电子数也一样，所以有一样的化学性质，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一样质子数、不同中子数的原子核互称为同位素4Ra是Ra的一种同位素，那么以下说法正确的选项是 A它们具有一样的质子数和质量数B它们具有一样的中子数和不同的原子序数C它们具有一样的核电荷数和不同的中子数D它们具有一样的核外电子数和不同的

10、化学性质【解析】原子核的原子序数与核内质子数、核电荷数、核外电子数都是相等的，且原子核内的质量数核子数等于核内质子数与中子数之和由此知这两种镭的同位素核内的质子数均为88，核子数分别为228和226，中子数分别为140和138；原子的化学性质由核外电子数决定，因为它们的核外电子数一样，所以它们的化学性质也一样故正确答案为C.【答案】C5完成以下各核反响方程，并指出哪个核反响是首次发现质子、中子的抽学生留空A.BHeN B.Be CnC.Al MgHD.NHeO E.UTh F.Na NaH【解析】A.BHeNnB.BeHeCn此核反响使查德威克首次发现了中子C.AlnMgHD.NHeOH此核反响使卢瑟福首次发现了质子E.UThHeF.NaHNaH【答案】见解析6镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：1镭核中有多少个质子？多少个中子？2镭核所带的电荷量是多少？3呈中性的镭原子，核外有多少个电子？【解析】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：QZe88×1.6×