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1、第十九章 原 子 核 1 原子核的组成,一、天然放射现象 (1)1896年,法国物理学家_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 照相底版感光。 (2)物质发射射线的性质称为_,具有放射性的元 素称为_,放射性元素能_发出射线的 现象叫作天然放射现象。,贝可勒尔,放射性,放射性元素,自发地,(3)原子序数大于或等于83的元素,都能_地发出射 线,原子序数小于83的元素,有的也能放出射线。 (4)玛丽居里和她的丈夫皮埃尔居里发现了两种放 射性更强的新元素,命名为_。,自发,钋(Po)和镭(Ra),二、射线到底是什么 1.射线:实际上就是_,速度可达到光速的 , 其_能

2、力强,_能力较差,在空气中只能前进几厘 米,用_就能把它挡住。 2.射线:是_,它速度很大,可达光速的99%, 它的穿透能力较强,_能力较弱,很容易穿透黑纸,也 能穿透几毫米厚的_。,氦原子核,电离,穿透,一张纸,高速电子流,电离,铝板,3.射线:呈电中性,是能量很高的_,波长很短, 在10-10m以下,它的_作用更小,但_更强, 甚至能穿透几厘米厚的_或几十厘米厚的混凝土。 4.放射线来自原子核,说明_是有结构的。,电磁波,电离,穿透能力,铅板,原子核内部,三、原子核的组成 1.质子的发现:1919年,卢瑟福用_轰击氮原子核 发现了质子,质子是_的组成部分。,粒子,原子核,2.中子的发现:卢

3、瑟福猜想原子核内存在着一种质量与 质子_,但_的粒子,称为中子。_通 过实验验证了这个猜想。 3.原子核的组成:原子核由_组成,质子和中 子统称为_。,相同,不带电,查德威克,质子和中子,核子,4.原子核的符号:,质子数,中子数,质子数,5.同位素:具有相同的_而_不同的原子核, 在元素周期表中处于_,因而互称同位素。例 如,氢有三种同位素氕、氘、氚,符号是,质子数,中子数,同一位置,【预习诊断】 1.请判断下列说法的正误。 (1)原子序数小于83的元素都不能放出射线。( ) (2)射线实际上就是氦原子核,射线具有较强的穿透能力。( ),(3)射线是高速电子流,很容易穿透黑纸,也能穿透几毫米厚

4、的铝板。( ) (4)射线是能量很高的电磁波,电离作用很强。( ) (5)质子和中子都不带电,是原子核的组成成分,统称为核子。( ) (6)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。( ),提示:(1)。原子序数小于83的元素,有的也能放出射线。 (2)。射线实际上就是氦原子核,射线穿透能力较差,用一张纸就能把它挡住。 (3)。射线是高速电子流,穿透能力较强,很容易穿透黑纸,也能穿透几毫米厚的铝板。,(4)。射线是能量很高的电磁波,电离作用很弱。 (5)。质子带正电,中子不带电,都是原子核的组成成分,统称为核子。 (6)。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

5、。,2.下列哪些事实表明原子核具有复杂结构( ) A.粒子的散射实验 B.天然放射现象 C.阴极射线的发现 D.X射线的发现 【解析】选B。从原子核里放出射线,说明原子核有复杂结构。,3.关于放射性元素发生衰变放射的三种射线,下列说法中正确的是( ) A.三种射线一定同时产生 B.三种射线的速度都等于光速 C.射线是处于激发态的原子核发射的 D.原子核衰变不能同时放射射线和射线,【解析】选C。射线是在衰变或衰变后原子核不稳定而辐射出光子形成的。,4.(多选)氢有三种同位素,分别是氕( H)、氘( H)、 氚( H),则( ) A.它们的质子数相等 B.它们的核外电子数相等 C.它们的中子数相等

6、 D.它们的化学性质相同,【解析】选A、B、D。氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,质子数和核外电子数均相同,都是1,中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相同,A、B两项正确;同位素化学性质相同,只是物理性质不同,D正确。,知识点一 天然放射现象的三种射线 探究导入: 如图为三种射线在磁场中的运动轨迹示意图。,(1)射线向左偏转,射线向右偏转,射线不偏转说明了什么? (2)粒子的速度约为粒子速度的十分之一,但射线的偏转半径大于射线的偏转半径说明什么问题?,提示:(1)说明射线带正电,射线带负电,射线不带电。 (2)说明射线比荷小于射线的比荷。,【归纳总结】 1.三种射线的比较:,2.三种射

7、线在电场和磁场中的偏转: (1)在匀强电场中,射线不发生偏转,做匀速直线运动,粒子和粒子沿相反方向做类平抛运动,在同样的条件下,粒子的偏移大,如图所示。 位移x可表示为,所以,在同样条件下粒子与粒子偏移之比为,(2)在匀强磁场中:射线不发生偏转,仍做匀速直线运动,粒子和粒子沿相反方向做匀速圆周运动,且在同样条件下,粒子的轨道半径小,如图所示。,根据qvB= 所以,在同样条件下粒子与粒子的轨道半径之比为,3.元素的放射性:如果一种元素具有放射性,那么不论它是以单质的形式存在,还是以某种化合物的形式存在,放射性都不受影响。也就是说,放射性与元素存在的状态无关,放射性仅与原子核有关。因此,原子核不是

8、组成物质的最小微粒,原子核也存在着一定结构。,【典例探究】 考查角度1 三种射线在电场和磁场中的偏转 【典例1】(多选)将、三种射线分别射入匀 强磁场和匀强电场,图中表示射线偏转情况正确的 是( ),【解析】选A、D。已知粒子带正电,粒子带负电,射线不带电,根据正、负电荷在磁场中运动受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中受电场力方向可知,A、B、C、D四幅图中、粒子的偏转方向都是正确的,但偏转的程度需进一步判断。,带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,其半径r= 将数据代入,则粒子与粒子的半径之比A对,B错;带电 粒子垂直进入匀强电场,设初速度为v0,垂直电场线 方向位移为x,沿电场线方向位移为y,则有

9、,x=v0t,y= ,消去t可得y= 对某一确定的x值,、粒子沿电场线偏转距离之比,【规律方法】判断三种射线性质的方法 (1)射线的电性:射线带正电、射线带负电、射线不带电。、是实物粒子,而射线是光子流,它是波长很短的电磁波。 (2)射线的偏转:在电场或磁场中,通过其受力及运动轨迹半径的大小来判断和射线偏转方向,由于射线不带电,故运动轨迹仍为直线。,(3)射线的穿透能力:粒子穿透能力较弱,粒子穿透能力较强,射线穿透能力最强,而电离作用相反。,考查角度2 三种射线的穿透本领 【典例2】如图所示是利用放射 线自动控制铝板厚度的装置。 假如放射源能放射出、 三种射线,而根据设计,该生产线压制的是3m

10、m厚的铝板,那么是三种射线中的_射线对控制厚度起主要作用。当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时,将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调节得_些。,【解析】因射线能穿过几毫米厚的铝板,故射线对厚度起主要作用。通过铝板的粒子数超标是指通过铝板的粒子个数太多,铝板的厚度偏薄,应加大铝板的厚度,即将M、N两轧辊间距离调大一些。 答案: 大,【过关训练】 1.如图所示,放射源放在铅块中,铅块上方有匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向外。已知放射源通过细孔放出的射线有,三种,下列判断正确的是( ),A.甲是射线,乙是射线,丙是射线 B.甲是射线,乙是射线,丙是射线 C.甲是射线,乙是射

11、线,丙是射线 D.甲是射线,乙是射线,丙是射线,【解析】选B。粒子垂直进入磁场,若带电则必受洛伦兹力的作用而做圆周运动,轨迹为圆弧,而乙为直线,可判定其为不带电粒子,即乙是射线;再根据左手定则,即可判断甲为射线,丙为射线,故正确选项为B。,2.天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示,由此可推知( ),A.来自于原子核外的电子 B.的电离作用最强,是一种电磁波 C.的电离作用较强,是一种电磁波 D.的电离作用最弱,是一种电磁波,【解析】选D。射线能被一张纸挡住,说明它的穿透能力较差,射线是射线,射线是高速运动的氦核流,它的穿透能力较差,电离作用最强,选项B不正确。,射线的穿透能力

12、较强,能穿透纸和几毫米厚的铝板,说明它是射线,射线是高速电子流,射线来自原子核,不是来自原子核外的电子,选项A不正确。 射线的穿透能力最强,能够穿透几厘米厚的铅板,射线是射线,射线的电离作用最弱,穿透能力最强,它是能量很高的电磁波,故选项C错误,D正确。,【补偿训练】 如图所示,R是一种放射性物质,虚线框内是匀强磁场,LL 是厚纸板,MN是荧光屏,实验时,发现在荧光屏的O、P两 点处有亮斑,由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、 到达P点的射线种类应属于下表中的( ),【解析】选C。R放射出来的射线共有、三种,其中、射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用,射线不偏转,故打在O点的

13、应为射线;由于射线贯穿本领弱,不能射穿厚纸板,故到达P点的应是射线;依据射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里。,知识点二 原子核的组成 探究导入: 1919年,卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子,如图所示为粒子轰击氮原子核示意图。,(1)人们用粒子轰击多种原子核,都打出了质子,说明了什么问题? (2)绝大多数原子核的质量数都大于其质子数,说明了什么问题? 提示:(1)质子是原子核的组成部分。 (2)原子核由质子和中子组成,原子核的质量数是其质子数加中子数。,【归纳总结】 1.原子核的组成:原子核是由质子、中子构成的,质子带正电,中子不带电。不同的原子核内质子和中子的个数并不相同。原

14、子核的直径为10-1510-14m。,2.原子核的符号和数量关系: (1)符号: (2)基本关系:核电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数=核外电子数。质量数(A)=核子数=质子数+中子数。,3.对核子数、电荷数、质量数的理解: (1)核子数:质子和中子质量差别非常微小,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。,4.

15、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,同种元素的质子数相同,核外电子数也相同,所以有相同的化学性质,但它们的中子数可以不同,所以它们的物理性质不同。把具有相同质子数、不同中子数的原子核互称为同位素。,【典例探究】 考查角度1 原子核的组成 【典例1】若用x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 Th的原子来说( ),A.x=90 y=90 z=234 B.x=90 y=90 z=144 C.x=144 y=144 z=90 D.x=234 y=234 z=324,【解析】选B。质量数=质子数+

16、中子数,中性原子中:质子数=核外电子数,所以选B项。,考查角度2 同位素 【典例2】人类探测月球时发现,在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦,它可作为未来核聚变的重要原料之一,氦的该种同位素应表示为( ),【解析】选B。氦的同位素质子数一定相同,质量数为3, 故应表示为 He,因此B正确。,【过关训练】 在粒子轰击金箔的散射实验中,粒子可以表示为He He中的4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,【解析】选B。根据 He所表示的物理意义,原子核的质 子数决定核外电子数,原子核的

17、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 核内质子数和中子数之和,即为核内的核子数。He符号 的左下角表示的是质子数或核外电子数,即为2, He符号 左上角表示的是核子数,即为4,故选项B正确。,【补偿训练】 1.放射性元素钴 Co可以有效治疗癌症,该元素原子核内中子数与核外电子数之差是( ) A.6 B.27 C.33 D.60,【解析】选A。中子数为60-27=33个,核外电子数等于质子数等于原子序数27,所以中子数33与核外电子数27之差等于6,A正确。,2.某种元素的原子核用 表示,下列说法中正确的 是( ) A.原子核的质子数为Z,中子数为A B.原子核的质子数为Z,中子数为A-Z C.原子核的质子数为A,中子数为Z D.原子核的质子数为A-Z,中子数为Z,【解析】选B。根据原子核的符号的含义:A表示质量数,Z表示质子数,则中子数为A-Z,所以B正确。,【拓展例题】考查内容:同位素间的同与不同 【典例】(多选)下列关于氕 H、氘 D、氚 T的说法中正确的是( ) A.氕 H、氘 D、氚 T是同位素 B.它们具有相同的核外电子数 C.它们具有相同的核子数 D.它们具有相同的中子数,【解析】选A、B。氕、氘、氚是氢的三种同位素,质子数和核外电子数相同,都为1,中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相同,所以A、B选项正确。,