C原子和原子核(上)

原子和原子核(上)一、原子模型二、天然放射現(xiàn)象三、三種射線的性質(zhì)和實(shí)質(zhì)

天然衰變中核的變化規(guī)律

關(guān)于半衰期的幾個(gè)問題四、原子核的人工轉(zhuǎn)變和原子核的組成

發(fā)現(xiàn)質(zhì)子

原子核的組成06年5月深圳市第二次調(diào)研考試306年江蘇連云港市最后模擬考試3南京市07屆二模試卷72007年上海卷4

2007年上海卷62007年廣東卷15(1)(2)

2007年理綜四川卷1607年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模107年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)三707屆南京市第一次調(diào)研測(cè)試4原子和原子核(上)一、原子模型1.湯姆生模型（棗糕模型）湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，使人們認(rèn)識(shí)到原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。2.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型（行星式模型）α粒子散射實(shí)驗(yàn)是用α粒子轟擊金箔，結(jié)果是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但是有少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)。這說明原子的正電荷和質(zhì)量一定集中在一個(gè)很小的核上。盧瑟福由α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。由α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以估算出原子核大小的數(shù)量級(jí)是10-15m。原子核的大?。涸影霃綌?shù)量級(jí)為10-10

m,原子核大小數(shù)量級(jí)為10-14

m3.玻爾模型（見原子的能級(jí)躍遷）二、天然放射現(xiàn)象

1、天然放射現(xiàn)象：某些元素能自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫做天然放射現(xiàn)象。這些元素稱為放射性元素。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),使人們認(rèn)識(shí)到原子核也有復(fù)雜結(jié)構(gòu)2、種類和性質(zhì)α射線—高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度約為光速1/10，貫穿能力最弱，電離能力最強(qiáng)。β射線—高速的電子流，β粒子是速度接近光速的負(fù)電子，貫穿能力稍強(qiáng)，電離能力稍弱。γ射線—能量很高的電磁波，γ粒子是波長(zhǎng)極短的光子,貫穿能力最強(qiáng),電離能力最弱。

3.三種射線的來源：α粒子是核內(nèi)兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子抱成團(tuán)一起射出。β粒子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時(shí)放出的。γ射線經(jīng)常是伴隨α射線和β射線產(chǎn)生的。4.三種射線在勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)、正交電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況比較：βαOαγβγ⑶⑵⑴

如⑴、⑵圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)中都是β比α的偏轉(zhuǎn)大，γ不偏轉(zhuǎn)；區(qū)別是：在磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)軌跡是圓弧，在電場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)軌跡是拋物線。⑶圖中γ肯定打在O點(diǎn)；如果α也打在O點(diǎn)，則β必打在O點(diǎn)下方；如果β也打在O點(diǎn)，則α必打在O點(diǎn)下方。

5.三種射線的性質(zhì)和實(shí)質(zhì)帶電量質(zhì)量數(shù)符號(hào)電離性穿透性實(shí)質(zhì)來源α射線+2e4很強(qiáng)很?。ㄒ粡埰胀垼└咚俚暮ず肆?v≈0.1c)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成團(tuán)從原子核中放出β射線-e0弱很強(qiáng)（幾毫米鋁板）高速的電子流(v≈c)原子核中的中子轉(zhuǎn)換成質(zhì)子時(shí)從原子核中放出γ射線00γ很小更強(qiáng)（幾厘米鉛板）波長(zhǎng)極短的電磁波原子核受激發(fā)產(chǎn)生的三、天然衰變中核的變化規(guī)律1、衰變規(guī)律在核的天然衰變中，核變化的最基本的規(guī)律是質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。（1）α衰變：隨著α衰變，新核在元素周期表中位置向前移2位，即質(zhì)量數(shù)-4,電荷數(shù)-2（2）衰變：隨著衰變，新核在元素周期表中位置向后移1位，即質(zhì)量數(shù)不變,電荷數(shù)+1（3）衰變：隨著衰變，變化的不是核的種類,而是核的能量狀態(tài)。但一般情況下，衰變總是伴隨α衰變或衰變進(jìn)行的。

2、關(guān)于半衰期的幾個(gè)問題（1）定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間。（2）意義：反映了核衰變過程的統(tǒng)計(jì)快慢程度。半衰期短的元素衰變得快，放射性較強(qiáng)（3）特征：半衰期只與元素本身有關(guān),與所處的物理、化學(xué)狀態(tài)及周圍環(huán)境、溫度等都無關(guān)。（4）兩種錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)：a.N0（大量）個(gè)放射性元素的核，經(jīng)過一個(gè)半衰期T，衰變了一半，再經(jīng)過一個(gè)半衰期T，全部衰變完。b.若有4個(gè)放射性元素的核,經(jīng)一個(gè)半衰期,將衰變2個(gè)。事實(shí)上，N0（大量）個(gè)某種放射性元素的核，經(jīng)過時(shí)間t后剩下的這種核的個(gè)數(shù)為而對(duì)于少量的核（如4個(gè)），是無法確定其衰變所需要的時(shí)間的。這實(shí)質(zhì)上就是“半衰期反映了核衰變過程的統(tǒng)計(jì)快慢程度”的含義。四、原子核的人工轉(zhuǎn)變和原子核的組成用高速運(yùn)動(dòng)的粒子去轟擊原子核，是揭開原子核內(nèi)部奧秘的要本方法。轟擊結(jié)果產(chǎn)生了另一種新核，其核反應(yīng)方程的一般形式為其中是靶核的符號(hào)，x為入射粒子的符號(hào)，是新生核的符號(hào)，y是放射出的粒子的符號(hào)。1.發(fā)現(xiàn)質(zhì)子:1919年盧瑟福首先做了用a粒子轟擊氮原子核的實(shí)驗(yàn)。發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子的實(shí)驗(yàn)裝置核反應(yīng)方程式這是人類第一次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程。2.發(fā)現(xiàn)中子：1930年查德威克發(fā)現(xiàn)中子，核反應(yīng)方程式值得指出的是，查德威克在對(duì)不可見粒子的判斷中，運(yùn)用了能量和動(dòng)量守恒定律,科學(xué)地分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果,排除了射線的可能性,確定了是一種粒子——中子.

3、原子核的組成：質(zhì)子+中子（質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子）質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.6726231×10-27kg=1.007227u中子的質(zhì)量mn=1.6749286×10-27kg=1.008665u06年5月深圳市第二次調(diào)研考試33、關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）A．只有極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度散射B．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明了帶正電的物質(zhì)只占整個(gè)原子的很小空間C．α粒子在靠近金原子核的過程中電勢(shì)能減小D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果否定了湯姆生給出的原子“棗糕模型”ABD06年江蘇連云港市最后模擬考試33．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了()A．原子是不可分割的B．原子具有核式結(jié)構(gòu)C．原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)D．原子核由質(zhì)子和中子組成C南京市07屆二模試卷77．以下哪些現(xiàn)象與原子核的變化有關(guān)（）A．α粒子散射B．光電效應(yīng)C．熱核反應(yīng)D．天然放射現(xiàn)象CD2007年上海卷44．一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的、和射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔后，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)。進(jìn)入電場(chǎng)后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖所示，則圖中的射線a為________射線，射線b為_______________射線。放射源

帶電極板

射線a照相底片

鉛盒鋁箔

帶電極板

射線b

2007年上海卷66．衰變?yōu)橐?jīng)過m次衰變和n次衰變，則m，n分別為(

)（A）2，4 （B）4，2 （C）4，6 （D）16，6B2007年廣東卷15(1)(2)15.（1）放射性物質(zhì)和的核衰變方程為：

方程中的X1代表的是______________，

X2代表的是______________。

解:⑴X1代表的是（或α），X2代表的是（或β）15（2）如圖12所示，鉛盒內(nèi)裝有能釋放α、β和射線的放射性物質(zhì)，在靠近鉛盒的頂部加上電場(chǎng)E或磁場(chǎng)B，在圖12（a）、（b）中分別畫出射線運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖。（在所畫的軌跡上須標(biāo)明是α、β和中的哪種射線）

（a）（b）EB圖12解:（2）如圖所示.αβαβ（曲率半徑不作要求，每種射線可只畫出一條軌跡.）2007年理綜四川卷1616．關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是()

A．放射性元素的原子核內(nèi)的核子有半數(shù)發(fā)生變化所需的時(shí)間就是半衰期

B．放射性物質(zhì)放出的射線中，α粒子動(dòng)能很大．因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強(qiáng)

C．當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時(shí)，將發(fā)生β哀變

D．放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出射線

D07年蘇錫常鎮(zhèn)四市二模1.1．下列說法錯(cuò)誤的是()A.半衰期表示放射性元素衰變的快慢，半衰期越長(zhǎng)，衰變?cè)铰鼴．同位素的核外電子數(shù)相同，因而具有相同的化學(xué)性質(zhì)C.陰極射線和β射線都是電子流，它們的產(chǎn)生機(jī)理是一樣的D.重核裂變過程中一定伴隨著質(zhì)量虧損C07年上海虹口區(qū)教學(xué)質(zhì)量檢測(cè)三7

7.目前，在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些巖石都不同程度地含有放射性元素，下列有關(guān)放射性知識(shí)的說法中正確的是（）

A.衰變成要經(jīng)過6次β衰變和8次α衰變.

B.氡的半衰期為3.8天，若有4個(gè)氡原子核，經(jīng)過7.6天后就一定只剩下1個(gè)氡原子核。

C.放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的。

D.β射線與射線一樣是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比射線弱。點(diǎn)撥：半衰期是統(tǒng)計(jì)規(guī)律,只對(duì)大量原子核適用,B錯(cuò)。AC07屆南