第1节原子核的组成与核力

第1节 原子核的组成与核力学习目标知道质子、中子的觉察。会写核反响方程。

核心提炼2 个觉察质子、中子的觉察2 个概念核子、核力一、原子核的组成组成：质子和中子(统称为核子)。(1)1919α粒子轰击氮核觉察了质子。(2)1932年，查德威克用α粒子轰击铍核觉察了中子。2.原子核的表示方法3.同位素例如：氢有三种同位素，分别是1H、2H、3H。思考推断

1 1 1质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。( )原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。( (3)同位素具有不同的化学性质。( )(4)原子核内的核子数与它的核电荷数不行能相等。( )答案 (1)× (2)√(3)× (4)×二、核力定义：核子之间的相互作用力，称为核力，也称强力。核力的特征在核的线度内，核力比库仑力大得多；的。思考推断(1)原子核中的质子是靠自身的万有引力聚在一起的。( (2)在原子核的线度内，核力比库仑力大得多。( )(3)核力与电荷有关，质子与质子、质子与中子之间的核力是不相等的。( (4)只要原子核中的质子数与中子数相等，原子核就可以无限地增大。( )答案 (1)× (2)√(3)× (4)×三、核反响核反响：用肯定能量的粒子轰击原子核，转变了核的构造，我们把这样的过程叫做核反响。(Y)，并放出某种粒子。常见的人工转变的核反响有7 2 8 14 2 6 0

2 0e。

0 1515

14 ＋1遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。思考推断在核反响中，质量数守恒，电荷数守恒。( )核反响过程是不行逆的，核反响方程中只能用单向箭头表示反响方向。( )质量数守恒，电荷数守恒能写出的核反响方程，都是实际存在的。( )答案 (1)√ (2)√(3)×原子核的组成[要点归纳]原子核的组成Z(符号AX)Z大小：很小，半径为10－15～10－14m质子：电荷量e＝＋1.6×10－19C原子核组质量mp＝1.6726231×10－27kg成中子：电荷量e＝0

质量mn＝1.6749286×10－27kg同位素：质子数一样、中子数不同的原子核(Z)＝元素的原子序数＝(A)＝核子数＝质子数＋中子数。对核子数、电荷数、质量数的理解和叫核子数。子核的电荷量，叫作原子核的电荷数。原子核的质量数。特别提示原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数称为原子核如质子和中子的质量数一样均为1，但它们的质量不同，中子的质量比质子的质量约大一千八百分之一。[精典例如][例1]117其中一种有176个中子，而另一种有177个中子，则：少？该元素两种同位素的原子核的质量数各为多少？示？审题指导 解答此题应留意以下三点：原子核的质子数与原子序数相等。解析(1)117号元素的核电荷数和核内质子数均为117，原子呈中性，故核外电子数等于核内117。176的原子核的117＋176＝293177117＋177＝294。Z117元素符号一般用AX表示，其中A表示质量数，Z该元素的两种同位素的原子核符号，中子数为176的原子核的符号为293X，中子Z117177的原子核的符号为117答案 均为117 均为117 (2)293 294 (3)293X 294X117 1171]α粒子轰击金箔的散射试验中，α粒子可以表示为4He，4He中的2 24和2分别表示( )A.4为核子数，2为中子数B.4为质子数和中子数之和，2为质子数C.4为核外电子数，2为中子数D.4为中子数，2为质子数Z解析 依据AX所表示的物理意义原子核的质子数打算核外电子数原子核的核Z电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。原子核的质量数就是核22内质子数和中子数之和，即为核内的核子数。4He符号的左下角表示的是质子数B22答案 B核力及原子核中质子和中子的比例[要点归纳]核力及原子核中质子和中子的比例1.核力的性质核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。10－15m0.8×10－15m时为引0.8×10－15m10×10－15m时核力几乎消逝。核子发生作用。2.原子核中质子与中子的比例关系越重的原子核，两者相差越多。形成缘由①假设质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到肯定程度时，以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。是不稳定的。特别提示 核力是短程力，只有相邻核子间才存在核力。大小也受到限制。[精典例如][例2]关于核力的说法正确的选项是( )B.核力就是电磁力C.1.5×1015m之内D.核力与电荷有关解析1.5×10－15m。核力急剧下降几乎消逝，应选项C正A、B错误；核力与电荷无关。应选D错误。答案C[例3]对核子结合成原子核的以下说法正确的选项是( A.原子核内的核子间均存在核力原子核内的质子间均存在核力和库仑力稳定原子核的质子数总是与中子数相等D.对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力、维持原子核稳定的作用思路点拨：解答此题应把握以下两点：轻核中质子数与中子数大致相等，重核中中子数大于质子数。多的中子来维持核的稳定。解析核力是短程力，只会发生在相邻核子之间，由此知选项A、B错误；核力C错误，D正确。答案D[针对训练2]关于质子和中子的说法，正确的选项是( A.原子核中质子数和中子数肯定相等C.原子核都是格外稳定的连续增大原子核，形成的核也肯定是不稳定的解析 自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，D。答案 D对核反响方程的生疏[要点归纳]对核反响方程的生疏常见的几个核反响方程14N＋4He→17O＋1H(觉察质子)7 2 8 19Be＋4He→12C＋1n(觉察中子)4 2 6 027Al＋4He→30P＋1n 30P→30Si0e(觉察正电子)13 2 15 0 15 14 ＋1写核反响方程时应留意的问题表示反响方向。核反响方程应以试验事实为根底，不能凭空杜撰。的变化。[精典例如][例4]完成以下各核反响方程，并指出哪个核反响是首次觉察质子和中子的。(1)10B＋4He→13N＋( )5 2 7(2)9Be＋( )→12C＋1n4 6 0(3)27Al＋( )→27Mg＋1H13 12 1(4)14N＋4He→17O＋( )7 2 8(5)23Na＋( )→24Na＋1H11 11 1解析 (1)10B＋4He→13N＋1n5 2 7 0(2)9Be＋4He→12C＋1n4 2 6 0此核反响使查德威克首次觉察了中子。(3)27Al＋1n→27Mg＋1H13 0 12 1(4)14N＋4He→17O＋1H7 2 8 1此核反响使卢瑟福首次觉察了质子。(5)23Na＋2H→24Na＋1H11 1 11 1答案 见解析书写核反响方程四条重要原则(1)质量数守恒和电荷数守恒；能量守恒(中学阶段不做要求)；核反响必需是试验中能够发生的。[3]3个著名的核反响方程x＋7Li―→2y y＋14N―→x＋17O3 7 8y＋9Be―→z＋12C4 6x、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )粒子 B.质子C.中子 D.电子解析 把前两个方程化简，消去x，即14N＋7Li―→y＋17O，可见y是4He，结合第7 3 8 20z是中子1nC正确。0答案 C1.(原子核的组成及同位素)以下说法正确的选项是( A.质子和中子的质量不等，但质量数相等C.同一种元素的原子核有一样的质量数，但中子数可以不同D.中子不带电，所以原子核的总电荷量等于质子和电子的总电荷量之和解析质子和中子的质量不同，但质量数一样，选项A正确；质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量数总和，选项B错误；同一种元素的原子核有一样的质子数，但中子数可以不同，选项C错误；中子不带电，所以D错误。答案A2.(原子核的组成及同位素)(多项选择)(1H)(2H)(3H)，1 1 1则( )它们的质子数相等C.它们的核子数相等D.它们的化学性质一样解析氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3，质子数和中性原子状态核外电子数均一样，都是1，中子数等于核子数减去质子数，故中子数各不一样，选项A、B正确，CD正确。答案ABD3.(对核力的理解)以下对核力的生疏，正确的选项是( A.核力是强相互作用的一种表现，比库仑力大得多C.核力是核子间相互吸引的力，是短程力D.核力只存在于相邻的核子之间，具有饱和性解析在原子核的尺度内，核力比库仑力大得多，但当原子核大到肯定程度时，核力将缺乏以平衡库仑力，选项A错误；相邻核子间都存在核力作用，具有饱和B错误，D0.8×10－15m时核力表现为斥力，0.8×10－15m时表现为吸引力，选项C错误。答案 D子核中质子与中子的比例的理解)在自然界中对于较重的原子核的中子数和质子数的比例关系，以下说法正确的选项是( )中子数等于质子数B.中子数小于质子数C.中子数大于质子数D.无法确定解析 原子核越重，原子间库仑斥力就越大，而中子数多于质子数，因中子与其C。答案 C13135.(核反响方程)一质子束入射到静止靶核27Al上，产生如下核反响：式中P代表质子代表中子代表核反响产生的核。由式可知，核X的质子数为 ，中子数为 。1313解析 依据核反响过程电荷数守恒和质量数守恒，核X的质子数为1＋13－0＝141＋27－1＝27，所以中子数＝27－14＝13。答案 14 13以下对核力的生疏正确的选项是( A.任何物体之间均存在核力C.核力只存在于质子之间m0.8×10－15m为吸引力，0.8×10－15m为斥力解析 由核力的特点知道，只有相距1.5×10－15m内的核子之间才存在核力，核D正确，A、B、C错误。答案 D成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是由于( )B.核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C.核子间存在着强大的核力解析 核子之间存在核力作用，核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都有C正确。答案 C2以下关于3He的表达正确的选项是( )23He与3H互为同位素2 1222222223个中子的氦原子核2解析 3He核内质子数为2，3H核内质子数为1。两者质子数不等，不是同位素，2 1A错误；3He原子核内中子数为1B错误；3He2个2 212C正确，D错误。答案 C月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为将来核聚变的重要原料之一。氦的该种同位素应表示为( )4He B.3He32C.4He2

23D.3He32解析 氦的同位素养子数肯定一样，质量数为3，故应表示为3He，选项B正确。2答案 B5.(多项选择)以下说法中正确的选项是( )B.原子核中的中子数肯定跟核外电子数相等质子是原子核的组成局部之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子解析原子中除了有带负电的电子外，还有带正电的原子核，应选项A错误；原子核中的中子数不肯定跟核外电子数相等，应选项B错误；正是用α粒子轰击原子核的试验才觉察了质子，应选项C正确；由于绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，才确定原子核内还有别的中D正确。答案CDm/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原2728倍，则以下说法正确的选项是()核反响方程为27Al＋1H→28Si13 1 14核反响方程为27Al＋1n→28Si13 0 14107m/s，方向跟质子的初速度方向全都105m/s，方向跟质子的初速度方向全都解析 由核反响中电荷数和质量数守恒可知，选项A正确，B错误；由动量守恒定律求得硅原子核速度的数量级为105m/s，选项D正确，C错误。答案 AD16O＋1n→aN＋0XX、a、b的判8 0 7 b断正确的选项是( )A.X代表中子，a＝17，b＝1B.X代表电子，a＝17，b＝－1C.X代表正电子，a＝17，b＝1D.X代表质子，a＝17，b＝1解析 依据质量数电荷数守恒可知a＝17b＝8＋0－7＝1所以X可表示为＋1eC正确。答案 Cx代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对23592U的原子来说( )A.x＝92y＝92z＝235B.x＝92y＝92z＝143C.x＝143y＝143z＝92D.x＝235y＝235z＝325解析 在23592U中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y＝92；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝92；中子数等于质量数减去质子数，z＝235－92＝143B选项正确。答案 B在以下四个核反响方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子1 1 2 0②14N＋4He―→17O＋X7 2 8 2③9Be＋4He―→12C＋X4 2 6 3④24Mg＋4He―→27Al＋X12 2 13 4则以下推断中正确的选项是( A.X1是质子 B.X2是中子C.X3是电子 D.X4是质子解析 依据核反响的质量数和电荷数守恒知，X1为2H，选项A错误；X

为1H，B错误；X

为1nC错误；X

1 2 1为1HD正确。3 0 4 1答案 D10.(多项选择)下面是四个核反响方程，X表示质子的是( )A.9Be＋4He→12C＋X B.14N＋4He→17O＋X4 2 6 7 2 8C.27Al＋1n→27Mg＋X D.27Al