高中物理第3章第1節(jié)原子核結(jié)構(gòu)學案魯科版

原子核構(gòu)造1.盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核獲取質(zhì)子，其核反響方程為：4141712He＋7N―→8O＋1H。2．查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，證明中子是原子核的構(gòu)成部分。其核反響方程為：94124261＋0n。3．在核反響中反響前后的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒。1．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)為了探測原子核的構(gòu)造，1919年，盧瑟福做了用α粒子轟擊氮原子核的實驗，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。(2)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反響方程為42He＋147N―→178O＋11H。2．中子的發(fā)現(xiàn)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子后，預料核內(nèi)還有一種不帶電的中性粒子，并給這類“粒子”起名為中子。1932年，查德威克利用云室進行實驗，證了然中子的存在。(2)發(fā)現(xiàn)中子的核反響方程為941214Be＋2He―→6C＋0n。3．原子核的構(gòu)成構(gòu)成：原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成。質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，它們的質(zhì)量幾乎相等。原子核的質(zhì)量和質(zhì)量數(shù)：原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和，近似等于核子質(zhì)量的整數(shù)倍。往常用這個整數(shù)代表原子核的相對證量，叫做原子核的質(zhì)量數(shù)，質(zhì)量數(shù)等于核子數(shù)。核電荷數(shù)：原子核的電荷數(shù)簡稱核電荷數(shù)，等于原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，也等于原子核外的電子數(shù)，而且核電荷數(shù)就是元素周期表中的原子序數(shù)。4．同位素同位素：擁有同樣質(zhì)子數(shù)，不一樣中子數(shù)的原子互稱同位素。因為擁有同樣的質(zhì)子數(shù)，因此同位素是同一種元素；因為原子核內(nèi)中子數(shù)不一樣，因此同位素的質(zhì)量數(shù)不一樣；又因為原子核外電子數(shù)同樣，因此同位素的化學性質(zhì)同樣。氫的同位素：氕(11H)、氘(21H)和氚(31H)。5．核反響與核反響方程核反響原子核在其余粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程。核反響方程用原子核符號描繪核反響過程的式子。1．自主思慮——判一判盧瑟福在α粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。(×)盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預知了中子的存在。(√)玻爾在實驗中發(fā)現(xiàn)了中子。(×)原子核內(nèi)只有質(zhì)子而沒有中子。(×)同位素擁有同樣的物理、化學性質(zhì)。(×)核反響方程只需知足質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒能夠隨意寫。(×)2．合作研究——議一議盧瑟福是怎樣證明α粒子轟擊氮原子核產(chǎn)生的新核是質(zhì)子的？提示：盧瑟福把這類粒子分別引進電場和磁場，依據(jù)該粒子在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)，測出了其質(zhì)量和電量，確立它就是氫原子核，又叫質(zhì)子。鉛的原子序數(shù)為82，一個鉛原子質(zhì)量數(shù)為207，其核外電子有多少個？中子數(shù)又是多少？提示：鉛的原子序數(shù)為82，即一個鉛原子中有82個質(zhì)子，因為原子是電中性的，質(zhì)子與電子電性相反、電量同樣，故核外電子數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)同樣為82個，依據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，鉛原子核中的中子數(shù)為207－82＝125(個)。原子核的構(gòu)成半徑：10－15m～10－14m質(zhì)子：電量e＝＋1.6×10－19C質(zhì)量mp＝1.6726231×10－27kg原子核構(gòu)成中子：電量e＝0質(zhì)量mn＝1.6749286×10－27kg同位素：質(zhì)子數(shù)同樣，中子數(shù)不一樣的原子[例1]已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226。試問：鐳核中有幾個質(zhì)子？幾此中子？鐳核所帶的電荷量是多少？鐳原子核外有幾個電子？(4)228226228B的勻88Ra是鐳的一種同位素，讓88Ra和88Ra以同樣的速度垂直射入磁感覺強度為強磁場中，它們運動的軌道半徑之比是多少？[思路點撥]原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、原子的核外電子數(shù)都相等，原子的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。[分析]

(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為

88，中子數(shù)

(N)等于原子核的質(zhì)量數(shù)(A)與質(zhì)子數(shù)(Z)之差，即N＝A－Z＝226－88＝138。鐳核所帶電荷量Q＝Ze＝88×1.6×10－19C＝1.41×10－17C。(3)原子的核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88。(4)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的向心力為洛倫茲力，故有＝v2mv，＝。qvBmrrqB兩種同位素擁有同樣的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)不一樣，故有r226226113。＝228＝r228114[答案](1)88138(2)1.41×10－17C(3)88(4)113∶114明確原子核中核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)、原子核外電子數(shù)及原子序數(shù)這四個數(shù)相等，以及原子核的質(zhì)量數(shù)與核子數(shù)相等，并等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。2282261．[多項選擇]已知88Ra是88Ra的一種同位素，則以下說法正確的選項是

(

)A．它們擁有同樣的質(zhì)子數(shù)和不一樣的質(zhì)量數(shù)B．它們擁有同樣的中子數(shù)和不一樣的原子序數(shù)C．它們擁有同樣的核電荷數(shù)和不一樣的中子數(shù)D．它們擁有同樣的核外電子數(shù)和不一樣的化學性質(zhì)分析：選AC原子核的原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、核外電子數(shù)都是相等的，且原子核內(nèi)的質(zhì)量數(shù)(核子數(shù))等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。由此知這兩種鐳的同位素核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)均為88，核子數(shù)分別為228和226，中子數(shù)分別為140和138；原子的化學性質(zhì)由核外電子數(shù)決定，因為它們的核外電子數(shù)同樣，因此它們的化學性質(zhì)也同樣。故正確答案為A、C。1662．據(jù)最新報導，放射性同位素鈥67Ho可有效治療癌癥，該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是()A．32B．67C．99D．166分析：選A依據(jù)原子核的表示方法得核外電子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＝67，中子數(shù)為166－67＝99，故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為99－67＝32，故A對，B、C、D錯。核反響方程的書寫核反響方程的書寫規(guī)則核反響方程一定恪守電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒。核反響方程中的箭頭“―→”表示核反響進行的方向，不可以把箭頭寫成等號。寫核反響方程一定要有實驗依照，決不可以毫無依據(jù)的假造。(4)要求記著常有粒子的符號表示：質(zhì)子1100e)、(1H)、中子(0n)、電子(－1e)、正電子(14α粒子(2He)等。[例2]以下是物理學史上3個有名的核反響方程7―→2y1417x＋3Liy＋7N―→x＋8O912y＋4Be―→z＋6Cx、y和z是3種不一樣的粒子，此中z是( )A．α粒子B．質(zhì)子C．中子D．電子[思路點撥]解答此題需掌握以下兩點：核反響過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒；(2)α粒子為4He，質(zhì)子為1H，中子為1n，電子為0e。210－1[分析]依據(jù)核反響中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知3個核反響方程為17441321411749112z為中子，選項C正確。He＋7N―→1H＋8O，2He＋4Be―→0n＋6C，由以上核反響方程可知[答案]C在寫核反響方程時，應先將已知原子核和已知粒子的符號填入核反響方程一般形式的適當?shù)攸c上，而后依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒規(guī)律計算出未知核(或未知粒子)的核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，最后依據(jù)未知核(或未知粒子)的核電荷數(shù)確立它們是哪一種元素(或哪一種粒子)，并在核反響方程一般形式中的適合地點填寫上它們的符號。1．在以下4個核反響方程中，X表示質(zhì)子的是()3030＋XB.238234A.15P―→14Si92U―→90Th＋X27127Mg＋X27430P＋X1301213215分析：選C在核反響中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，由此可知30300e，X為正電A中15P―→14Si＋1子，B中23892U―→23490Th＋24He，X為氦核；C中1327Al＋01n―→1227Mg＋11H，X為質(zhì)子；D中1327Al＋24301，X為中子，綜上所述，C切合題意。He―→15P＋0n2．達成以下各核反響方程，并指出哪個核反響是初次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子的。10413N＋()A.5B＋2He―→79121B.4Be＋()―→6C＋0nC.1327Al＋()―→1227Mg＋11H14417O＋()D.N＋He―→728238234)E.92U―→90Th＋(F.1123N