第十九章-1、2 原子组成放射性元素衰变

1、 我们已经知道，原子核的直径几乎只有我们已经知道，原子核的直径几乎只有原子直径的万分之一。是否这就是最小的物原子直径的万分之一。是否这就是最小的物体了呢？在着小小的原子核内部，会不会仍体了呢？在着小小的原子核内部，会不会仍然有着复杂的结构？然有着复杂的结构？ 神秘的原子核内，究竟蕴藏神秘的原子核内，究竟蕴藏着什么样的奥秘呢？着什么样的奥秘呢？第一节第一节 人们通过什么现象或实验发现原人们通过什么现象或实验发现原子核是由更小的微粒构成的？子核是由更小的微粒构成的？ 人们认识人们认识原子原子核核的结构就是的结构就是从从天然放射性天然放射性开始的。开始的。 1896年，法国科学家年，法国科学家贝克贝

2、克勒尔勒尔发现了铀的放射性现象。发现了铀的放射性现象。发出不发出不可见的可见的射线射线穿透黑穿透黑纸使底纸使底片感光片感光一、放射性的发现一、放射性的发现天然放射现象：天然放射现象：某些物质自发地放射出看不某些物质自发地放射出看不见的射线的现象。见的射线的现象。放大了放大了10001000倍的铀矿石倍的铀矿石天然放射现象天然放射现象的发现说明原的发现说明原子核具有复杂子核具有复杂结构结构1898年，波兰籍的法国科年，波兰籍的法国科学家居里夫人发现比铀强学家居里夫人发现比铀强200万倍的放射性万倍的放射性元素镭和钋，元素镭和钋，1903年获诺贝尔奖。年获诺贝尔奖。放射性放射性放射性元素放射性元素

3、发射射线的性质发射射线的性质具有放射性的元素具有放射性的元素放出射线后，元素的性质发生变化放出射线后，元素的性质发生变化天然放射性元素天然放射性元素大于大于83的元素的元素K4019Rb8737La11549Sm14762Lu17671Re18775 原子序数小于原子序数小于8383的一些天然元素也有的一些天然元素也有具具有放射性有放射性。例：例：Na, PNa, P等。等。射线射线射线射线高速氦核流高速氦核流(24He)高速电子流高速电子流(0-1e)射线射线高频电磁波（高能光子流）高频电磁波（高能光子流）天然放射线有哪几种？其性质如何？天然放射线有哪几种？其性质如何？放射性射线的性质三种射

4、线 、三种射线的性质：最弱最强c光子较弱较弱接近c电离本领贯穿本领速率组成物质射线射线种类氦核He42电子e01最强最弱c101二、原子核的组成二、原子核的组成 1919 1919年，卢瑟福用年，卢瑟福用a a粒子轰击氦核时，发粒子轰击氦核时，发现了一种新粒子，这种粒子带有一个单位的正现了一种新粒子，这种粒子带有一个单位的正电荷，其质量与氢原子的质量相近。随后人们电荷，其质量与氢原子的质量相近。随后人们又用类似的方法从氟、钠、铝等原子核中打出又用类似的方法从氟、钠、铝等原子核中打出了同样的粒子，人们把这种粒子命名为质子，了同样的粒子，人们把这种粒子命名为质子，并由此可以断定，并由此可以断定，质

5、子质子是原子核的组成部分。是原子核的组成部分。 从从19111911年，卢瑟福提出的原子核式结构年，卢瑟福提出的原子核式结构起到起到19321932年初步完成对原子核组成的正确认年初步完成对原子核组成的正确认识，经历了识，经历了2121年年 。1 1、质子的发现：、质子的发现：中子、质子的发现 原子核中除了质子以外，还会不会有其他粒子呢？原子核中除了质子以外，还会不会有其他粒子呢？卢瑟福提出一种猜想：如果原子核只是由质子组成，卢瑟福提出一种猜想：如果原子核只是由质子组成，他的电荷数应该与质量数相等。而实际上绝大多数原他的电荷数应该与质量数相等。而实际上绝大多数原子核的电荷数知识质量数的一半或者

6、还少一些。子核的电荷数知识质量数的一半或者还少一些。2 2、中子的发现、中子的发现 因此，原子核内应该还存在着质量跟质子差不因此，原子核内应该还存在着质量跟质子差不多的不带电的中性粒子，卢瑟福把他预言的这种粒多的不带电的中性粒子，卢瑟福把他预言的这种粒子称为子称为中子中子。后来他的学生。后来他的学生查德威克查德威克在研究用射线在研究用射线轰击而产生的一种能量较高、贯穿能力很强的中性轰击而产生的一种能量较高、贯穿能力很强的中性粒子时，终于证实这就是卢瑟福所预言的中子。精粒子时，终于证实这就是卢瑟福所预言的中子。精确的测量表明，中子的质量非常接近于质子的质量，确的测量表明，中子的质量非常接近于质子

7、的质量，只比后者大千分之一。只比后者大千分之一。 核子核子质子和中子的统称。质子和中子的统称。 质子数质子数原子核中的质子个数，叫做原子核的原子核中的质子个数，叫做原子核的质子数，质子数，用用Z Z表示表示。 电荷数电荷数原子核所带的电荷等于核内质子所带原子核所带的电荷等于核内质子所带电荷的总和，所以原子核所带的电荷都是质子电电荷的总和，所以原子核所带的电荷都是质子电荷的整数倍，这个整数叫做原子核的电荷数。荷的整数倍，这个整数叫做原子核的电荷数。 质量数质量数原子核的质量等于核内质子和中子的原子核的质量等于核内质子和中子的质量之和，质子和中子的质量几乎相等，所以原质量之和，质子和中子的质量几乎

8、相等，所以原子核的质量近似等于核子质量的整数倍，这个整子核的质量近似等于核子质量的整数倍，这个整数叫做原子核的质量数，数叫做原子核的质量数，用用A A表示表示。原子核的组成原子核的组成1142235 92AZ三、原子核的衰变：三、原子核的衰变：1、定义：、定义： 原子核放出原子核放出 粒子或粒子或 粒子，由于核电荷数粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另外变了，它在周期表中的位置就变了，变成另外一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。变。2、分类：、分类：衰变衰变衰变衰变3、衰变的规律：、衰变的规律： 原子核衰变时原子核衰变时电荷数

9、和质量数电荷数和质量数守恒。守恒。衰变衰变HeYXAZAZ4242衰变衰变eYXAZAZ011 衰变衰变总是伴随总是伴随 射线或射线或 射线产生射线产生衰变:HeThU422349023892?23892U?23090ThHeRaTh422268823090?23992UeNpU012399323992?2411NaeMgNa0124122411衰变:思考与讨论 原子核里没有电子，原子核里没有电子，衰变中的电子来自哪衰变中的电子来自哪里？里？11H10n01e注意： 1、 放射性元素衰变不可能有单独的放射性元素衰变不可能有单独的衰变！衰变！ 2、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：、衰变后元素

10、的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！生成了新的原子核！例：例： 经过一系列经过一系列 衰变和衰变和 衰变后，衰变后，可以变成稳定的元素铅可以变成稳定的元素铅206 206 ，问，问这一过程这一过程 衰变和衰变和 衰变次数？衰变次数？)(20682PbU23892解：设经过x次衰变，y次衰变eyHexPbU014220682238922382064x92 = 82 + 2x - yx8y6二、半衰期：二、半衰期：放射性元素具有一定的衰变速率，例如氡放射性元素具有一定的衰变速率，例如氡222经过经过 衰变后变成钋衰变后变成钋218，发现经过，发现经过3.8天后，天后，有一半的氡发生了衰变，

11、再经过有一半的氡发生了衰变，再经过3.8天后，只天后，只剩下四分之一的氡，再经过剩下四分之一的氡，再经过3.8天后，剩下的天后，剩下的氡为原来的八分之一；氡为原来的八分之一；我们把这种放射性元素我们把这种放射性元素的原子核有半数发生衰变的时间叫做半衰期。的原子核有半数发生衰变的时间叫做半衰期。1、定义：、定义：2、影响半衰期的因素：、影响半衰期的因素：（1）由原子核内部自身的因素决定，不受压力、）由原子核内部自身的因素决定，不受压力、温度或化学状态等因素的影响。温度或化学状态等因素的影响。（2）不同放射性元素的半衰期是不一样的。）不同放射性元素的半衰期是不一样的。3、计算：、计算：TtNN)21(0Ttmm)21(0其中：其中：N是剩余的原子个数；是剩余的原子个数；m是剩余的质量。是剩余的质量。 是原来的原子个数；是原来的原子个数； 是原来的质量。是原来的质量。 T是半衰期，是半衰期，t是经历的时间。是经历的时间。0N0m2、不同的放射性元素，半衰期不同例如： 氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天 镭226衰变为氡222的半衰期为1620年 铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5109年注意：1、“单个的微观事件是不可