第1、2节走进原子核放射性元素的衰变

1、第四章 原子核阅读教材阅读教材68-7468-74页，独立、快速完成回答以下问题，页，独立、快速完成回答以下问题，1212分钟。分钟。一一. .放射性的发现放射性的发现 1.1.放射性、放射性元素？放射性、放射性元素？ 2.2.天然放射性元素？天然放射性元素？二二. .原子核的组成原子核的组成 1.1.原子核的组成原子核的组成? ? 2. 2.原子核的表示方法？原子核的表示方法？三三. .原子核的衰变原子核的衰变 1. 1. 、 、 三种射线的特点是什么？三种射线的特点是什么？ 2. 2. 衰变？衰变时放射的射线来自哪里？衰变？衰变时放射的射线来自哪里？ 3. 3. 原子核在发生衰变时，遵循什

2、么规律？原子核在发生衰变时，遵循什么规律？四四. .半衰期半衰期 1. 1. 半衰期？衰变规律的数学表达式？半衰期？衰变规律的数学表达式？ 2. 2. 放射性元素的半衰期由什么决定放射性元素的半衰期由什么决定? ? 18961896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，物质发射射线的性质称为物质发射射线的性质称为放射性放射性具有放射性的元素称为具有放射性的元素称为放射放射性元素性元素元素这种自发的放出射线的现象叫做元素这种自发的放

3、出射线的现象叫做天然放射现象天然放射现象一一. .放射性的发现放射性的发现 放射性不是少数几种放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原元素才有的，研究发现，原子序数子序数大于大于8383的所有元素，的所有元素，都能自发的放出射线，原子都能自发的放出射线，原子序数小于序数小于8383的元素，有的也的元素，有的也具有放射性具有放射性放大了放大了10001000倍的铀矿石倍的铀矿石中子（中子（ 不带电，质量与质不带电，质量与质子的几乎相等）子的几乎相等）质子质子( ( 带正电，电荷量与电子带正电，电荷量与电子的电荷量的绝对值相等）的电荷量的绝对值相等） 统称统称核子核子 二二. .原原 子子 核核

4、 的的 组组 成成 原子核原子核质子数质子数核外电子数核外电子数原子序数原子序数质量数质量数核子数核子数中子数中子数+ +质子数质子数X表示元素符号表示元素符号Z表示电荷数表示电荷数A表示质量数表示质量数XAz表示氦原子核有表示氦原子核有2 2个质个质子子, ,质量数为质量数为4,4,即有即有2 2个中子个中子42He表示铀原子核有表示铀原子核有9292个质个质子子, ,质量数为质量数为235,235,即有即有143143个中子个中子. .23592U原子核的表示方法原子核的表示方法几种常用的原子核的表示几种常用的原子核的表示 粒子粒子质子质子中子中子42He11H10n01e电子 具有相同质

5、子数而中子数不同的原子互称为具有相同质子数而中子数不同的原子互称为同位素同位素氢的三种同位素：氢的三种同位素：氧的二种同位素：氧的二种同位素：11H21H31H168O178O同种元素的同位素具有相同的化学性质。同种元素的同位素具有相同的化学性质。同位素同位素三种射线 、三种射线的性质：最弱最弱最强最强c c 光子光子较弱较弱较弱较弱接近接近c c电离本领电离本领贯穿本领贯穿本领速率速率组成物质组成物质 射线射线射线种类射线种类氦核氦核He42电子电子e01最强最强最弱最弱c101三种放射性射线三种放射性射线氦核氦核电子电子电磁波电磁波 利用磁场将天然放射线分离开来并加以鉴别利用磁场将天然放射

6、线分离开来并加以鉴别 检验检验放射性射线的电性放射性射线的电性电电+不带电的是不带电的是射线射线带正电是带正电是 a a射线射线带负电是带负电是 射线射线射线射线a a射线射线 射线射线利用电场将天然放射线分离开来并加以鉴别利用电场将天然放射线分离开来并加以鉴别原子核的衰变原子核的衰变3.3.衰变遵循的原则：衰变遵循的原则：质量数守恒，电荷数守恒。质量数守恒，电荷数守恒。1.1.原子核的衰变：原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变（decaydecay）衰变时放射的射线来自原子核。衰变时放射的射

7、线来自原子核。2.2.衰变的分类：衰变的分类：（1 1） 衰变衰变: :原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变（2 2）衰变衰变: :原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变（3 3）衰变衰变: :伴随伴随 射线或射线或 射线产生射线产生. .HeRnRa422228622688 eMgNa0124122411 4.4.注意：注意：1 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 2、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！Tt210NtN Tttmm 2

8、10放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期半衰期。半衰期越大，表明放射性元素的衰变越慢。半衰期越大，表明放射性元素的衰变越慢。或或式中式中N N表示该放射性物质的表示该放射性物质的原子核数，原子核数，m m表示该放射性表示该放射性物质的质量。以上各式左物质的质量。以上各式左边的量都表示时间边的量都表示时间t t后的后的剩剩余量余量。半衰期计算式为：计算式为：放射性元素的半衰期长短是由核内部本身的因素决定的，原子所处的物理放射性元素的半衰期长短是由核内部本身的因素决定的，原子所处的物理状态状态( (如压强、温度等如压强、温度等) )或化学状

9、态或化学状态( (如单质、化合物如单质、化合物) )无关。无关。半衰期是统计规律，针对大量原子核，对有限数量的原子核无意义。半衰期是统计规律，针对大量原子核，对有限数量的原子核无意义。(4)(4)不同的放射性元素，半衰期不同不同的放射性元素，半衰期不同例如：例如： 氡氡222222衰变为钋衰变为钋218218的半衰期为的半衰期为3.83.8天天 镭镭226226衰变为氡衰变为氡222222的半衰期为的半衰期为16201620年年 铀铀238238衰变为钍衰变为钍234234的半衰期长达的半衰期长达4.54.5109109年年(5)(5)半衰期的计算半衰期的计算例：已知钍例：已知钍234234的

10、半衰期是的半衰期是2424天，天，1g1g钍经过钍经过120120天后还剩多少？天后还剩多少？一、原子核的衰变一、原子核的衰变2.2.衰变原则：质量数守恒，电荷数守恒。衰变原则：质量数守恒，电荷数守恒。（1 1） 衰变衰变: :原子核放出原子核放出 粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做 衰变衰变（2 2）衰变衰变: :原子核放出原子核放出粒子的衰变叫做粒子的衰变叫做衰变衰变（3 3）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. .1.1.原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变：我们把原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变（原子

11、核的衰变（decaydecay） 二、半衰期二、半衰期1.1.半衰期半衰期: :放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。2 2、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素、不同的放射性元素，半衰期不同放射性元素衰变的快慢是核内部自身因素决定。放射性元素半衰变是一个统计规律。决定。放射性元素半衰变是一个统计规律。课堂总结课堂总结tmm)21(0当堂测试当堂测试1 1图中图中P P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线 在电在电 场的作用下

12、场的作用下分成分成a a、b b、c c三束，以下判断正确的是三束，以下判断正确的是A Aa a为为射线、射线、b b为为射线射线B Ba a为为射线、射线、b b为为射线射线C Cb b为为射线、射线、C C为为射线射线D Db b为为射线、射线、C C为为射线射线BC2 2完成核反应方程：完成核反应方程： ThTh Pa Pa 。 衰变为衰变为 的半衰期是的半衰期是1.21.2分钟，则分钟，则6464克克 经过经过6 6分钟分钟还有还有 克尚未衰变。克尚未衰变。2349023491Th23490Pa23491Th234902 e01 3.3.钍钍232232经过经过6 6次次 衰变和衰变和

13、4 4次次 衰变后变成一种稳定的元素，这种元素是什么？衰变后变成一种稳定的元素，这种元素是什么？它的质量数是多少？它的原子序数是多少？它的质量数是多少？它的原子序数是多少？4.4.本题中用大写字母代表原子核，本题中用大写字母代表原子核，E E经经衰变成为衰变成为F F，再经，再经衰变成为衰变成为G G，再经，再经衰变成为衰变成为H H。上述系列衰变可记为下式：。上述系列衰变可记为下式：另一系列衰变如下：另一系列衰变如下：已知已知P P和和F F是同位素，则（是同位素，则（ ）A.QA.Q和和G G是同位素，是同位素，R R和和H H是同位素是同位素 B.RB.R和和E E是同位素，是同位素，S S和和F F是同位素是同位素C.RC.R和和G G是同位素，是同位素，S S和和H H是同位素是同位素 D.QD.Q和和E E是同位素，是同位素，R R和和F F是同位素是同位素BHGFE SRQP 5.5.在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a a、b b所示，由图可知（所示，由图可知（ ）A.A.该核发生的该核发生的衰变衰变B.B.该核发生的该核发生的衰变衰变C.C.磁场方向一定垂直纸面向里磁场方向一定垂直纸面向里D.D