第九讲 核化学

1、我爱奥赛网第二届我爱奥赛网第二届化学奥赛网络夏令营化学奥赛网络夏令营主讲主讲 杨德生杨德生AuF32XeF25F2 Xe2F11AuF6； 课外作业： 1将AuF3和XeF2同F2一起加热到4000C，几小时后只生成了一种化合物A。经研究发现，A是一种共价型离子化合物，其阴离子基本上呈八面体结构，阳离子的结构可看作是两个八面体以一个氟原子桥联在一起，且两个八面体中各有一个氙原子同阴离子中的氟原子相连。 （1）试写出A的分子式，写出生成A的化学反应方程式。 （2）画出A的结构。Xe2F11AuF6XeFFFFFFXeFFFFFAuFFFFFF C0400 2在N2气氛中，在110时，将A与CsF

2、反应，可以得到化合物B和C。已知A的阴离子在反应前后没有发生键的断裂，B是一种具有八面体的二元化合物。 （1）写出B和C的分子式。 （2）写出生成B和C的化学反应方程式。B：XeF6； C：CsAuF6；Xe2F11AuF6CsF 2XeF6CsAuF6 C0110第第 九九 讲讲 核核 化化 学学 我爱奥赛网第二届化学奥赛网络夏令营 初赛基本要求初赛基本要求 没有明确的条文对该知识点进行描述没有明确的条文对该知识点进行描述大纲解读1、（、（2005年全国初赛第年全国初赛第1题）题） 2004年2月2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素X和Y。X是用高能48Ca撞击考题回顾Am24

3、395靶得到的。经过100微秒，X发生-衰变，得到Y。然后Y连续发生4次-衰变，转变为质量数为268的第105号元素Db的同位素。以X和Y的原子序数为新元素的代号（左上角标注该核素的质量数），写出上述合成新元素X和Y的核反应方程式。 Ca = 288115+310n 288115 = 284113 + 4HeAm243954820+ Cm248962、(2002年全国初赛第年全国初赛第3题题) 最近有人用高能26Mg核轰击核，发生核合成反应，得到新元素X。研究者将X与氧气一起加热，检出了气态分子XO4 , 使X成为研究了化学性质的最重元素。已知的X同位素如下表所示，上述核反应得到的核素是其中之

4、一，该核素的衰变性质保证了其化学性质实验获得成功。质量数半衰期衰变方式2631 s释放a粒子2640.00008 s释放a粒子; 或自发裂变2650.0018 s释放a粒子; 或自发裂变266不详不详2670.033 s释放a粒子; 或自发裂变268不详不详2699.3 s释放a粒子（1）X的元素符号是 。（2）用元素符号并在左上角和左下角分别标注其质量数和质子数，写出合成X的核反应方程式（方程式涉及的其他符号请按常规书写）Mg2612Cm24896Hs269108n1o 5Hs知 识 精 讲 四四、放射性的应用、放射性的应用一、核反应的有关概念二、核反应的分类二、核反应的分类三、核能的释放三

5、、核能的释放一、核反应的有关概念 放射性：从原子核自发地放射出射线的性质。 放射性同位素：具有放射性的同位素 核衰变：原子核自发地发生核结构的改变（或称放射性衰变） 核反应：原子核由外因而引起核结构的变化 注意：写核反应式时，两边的质量数和原子序数应该平衡二、核反应的分类二、核反应的分类 核反应分为四种类型：核反应分为四种类型： 放射性衰变放射性衰变 粒子轰击原子核粒子轰击原子核 核裂变核裂变 核聚变核聚变 放射性衰变放射性衰变 天然放射性是指不稳定原子核自发放出天然放射性是指不稳定原子核自发放出、射线的现象。射线的现象。 三种：三种： （1 1）衰变衰变 （2 2）衰变衰变 （3 3）衰变衰

6、变 人工放射性核素还有其它衰变方式，人工放射性核素还有其它衰变方式， 如正电子如正电子衰变、电子俘获等。衰变、电子俘获等。 放射性同位素的衰变是随机自发的单体核反应。放射性同位素的衰变是随机自发的单体核反应。 常见的有常见的有a,b,ga,b,g三种：三种：三种粒子在电场中的偏转（1） a a衰变衰变)He(424A2ZAZa核核核核4A2ZAZaRfSg259104263106aa衰变：或记为：如（2） b衰变（3 3）g g 衰变g射线： 由小波长很短的电磁辐射（高能量的光子）组成， 常伴随着 粒子和 粒子射出， 表示能量损失，剩下的核将更加稳定， 不改变核的原子序数，也不改变质量数， 通

7、常核反应式中不表示出 射线。a ab bg g （四）正电子 正电子与电子的质量相同但符号相反 用01e或 表示 例: 116C 115B+01e （五）电子俘获 从核外电子层俘获一个电子 例: 74Be+0-1e 73Li三、核能的释放三、核能的释放1、核裂变能、核裂变能裂变链式反应裂变链式反应2、 核聚变能核聚变能聚变反应： 提供太阳能的聚变反应（1938年贝特循环）：2+ 2+ ，总的效果是：（太阳能的来源，维持太阳不坍缩）HHH211gHeHH312H2HeHeHe143326.7MeV222HeH441gb3、人工核反应人工核反应是指用中子或其它原子核轰击靶核时发生核反应而产生新原子

8、核。这种原子核由外因而引起核结构的变化，叫做人工核反应。例如，以粒子轰击Al得到下述核反应当粒子停止轰击后，产生的磷同位素是个放射性的核，它仍可继续衰变。这种核反应的特点是用人工方法产生放射性的核。放射性核继续衰变，这称为人工放射性。现已知的一千多种放射性同位素中，绝大部分是人工产生的。如用人工核反应产生的原子核是自然界中所没有的，这个新元素称为人造同位素。如子核时，发生各种人工核反应，按轰击粒子的种类，轰击反应类型举例：轰击反应类型举例(1)以粒子为轰击粒子，放出中子的核反应，称为-n反应（轰击粒子，n产物粒子或射线）。如(2)以粒子为轰击粒子，放出质子的核反应，称为-p反应。如(3)以粒子

9、为轰击粒子，放射出重氢的核反应，称为-D反应。如四四、放射性的应用、放射性的应用 放射性核素的射线具有高能量，当射线与放射性核素的射线具有高能量，当射线与物质相互作用时，物质受到激发，可以引发本物质相互作用时，物质受到激发，可以引发本来不发生的化学或生物过程，促进或抑制化学来不发生的化学或生物过程，促进或抑制化学或生物过程的变化。在工农业、医学卫生、科或生物过程的变化。在工农业、医学卫生、科学技术以及人类日常生活中利用放射性的实例学技术以及人类日常生活中利用放射性的实例很多。很多。 近年来出现一门新学科近年来出现一门新学科辐射化学，专辐射化学，专门研究物质因受高能电离射线的影响而产生的门研究物

10、质因受高能电离射线的影响而产生的化学效应，如辐射聚合、辐射接枝、辐射催化、化学效应，如辐射聚合、辐射接枝、辐射催化、辐射合成等。辐射合成等。1 1、新元素的合成、新元素的合成 粒子轰击是指某原子核受高速粒子如氦粒子轰击是指某原子核受高速粒子如氦核（核（）、质子（）、质子（P P）、中子（）、中子（n n）、氘核）、氘核（D D）、氚核（）、氚核（T T）等的轰击，变成另一种原子）等的轰击，变成另一种原子核，同时放出另一种粒子的核反应。利用这类核，同时放出另一种粒子的核反应。利用这类核反应可人工获得超铀元素。已合成了从核反应可人工获得超铀元素。已合成了从104104号以后的超铀元素，号以后的超铀

11、元素， 现在现在有关于合成有关于合成114114、116116和和118118号元素的报道，但获得的原子数极少，号元素的报道，但获得的原子数极少，寿命短，难以进行化学研究。寿命短，难以进行化学研究。 2、核裂变和原子弹、核裂变和原子弹 原子核被轰击后，分裂为较轻的裂块和较原子核被轰击后，分裂为较轻的裂块和较重的裂块，同时放出中子的过程，称为核裂变。重的裂块，同时放出中子的过程，称为核裂变。急剧裂变反应会引起爆炸，从而可制原子弹。急剧裂变反应会引起爆炸，从而可制原子弹。 3、核聚变和氢弹、核聚变和氢弹 一些质量很轻的化学元素（主要是氢的核素一些质量很轻的化学元素（主要是氢的核素氘和氚）的原子核，

12、在高温（亿度以上）下可氘和氚）的原子核，在高温（亿度以上）下可以聚合为较重的元素，同时放出大量的能量，以聚合为较重的元素，同时放出大量的能量，这个过程称核聚变。这个过程称核聚变。 1、1941年Anderson用中子轰击196Hg和198Hg，实现了把廉价的金属转变为金的梦想，前者形成了稳定的197Au,后者形成的核发生衰变后,得到199Hg，写出以上3个反应式。Hgn19880101997901Aue 199791998001AuHge1968001HgnAue 1019779课 堂 练 习 2、放射性同位素氪（ ）气，经衰变成铷（ ），半衰期为11年，铷最后成固态。有一容积为0.448L的

13、密闭容器，内盛温度为0，压强为1atm的纯净的氪气。 （1）此容器内氪气的质量是多少？ （2）写出氪（ ）气的衰变方程。 （3）将此容器埋入地下22年后取出，将气体加热到100，此时容器内气体的压强多大？Kr8536Kr8536Rb85370.0285=1.7g Kr Rb e22年为2个半衰期，剩余氖气为原来的1/4，忽略掉固态铷的体积，以氖气为研究对象：p20.34atm8536853701 A经三次衰变成元素B的一种核素，试写出衰变的反应式。（2）在衰变过程中有一元素能以4价离子存在于水溶液中，且具有强氧化性，还原产物为3价离子。其4价离子的硝酸盐和硝酸铵可按12形成一种复盐，它常作为分析中的一种基准物质，写出该复盐的化学式。（3）该复盐常用来测定某样品中Fe2的含量，请写出滴定反应的化学方程式。 A经三次衰变成元素B的一种核素，试写出衰变的反应式。（2）在衰变过程中有一元素能以4价离子存在于水溶液中，且具有强氧化性，还原产物为3价离子。其4价离子的硝酸盐和硝酸铵可按12形成一种复盐，它常作为分析中的