全優(yōu)課堂·物理·選擇性必修第三冊(cè)(人教版) 課件 第5章　2 放射性元素的衰變

第五章原子核2放射性元素的衰變

1.知道放射現(xiàn)象的實(shí)質(zhì)是原子核的衰變.2.知道兩種衰變的基本性質(zhì)，并掌握原子核的衰變規(guī)律(重難點(diǎn)).3.理解半衰期的概念，知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義，會(huì)應(yīng)用半衰期解決有關(guān)問題(重點(diǎn)).課前·

自主預(yù)習(xí)1．定義：原子核放出________或________，由于核電荷數(shù)變了，它在周期表中的位置就變了，變成另一種原子核，我們把這種變化稱為原子核的衰變．原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都________．原子核的衰變?chǔ)亮Ｗ应铝Ｗ邮睾銣p少2減少4不變?cè)黾?電荷數(shù)質(zhì)量數(shù)1．定義：放射性元素的原子核有______發(fā)生衰變所需的時(shí)間．2．特點(diǎn)(1)不同的放射性元素，半衰期________，甚至差別非常大．(2)放射性元素衰變的快慢是由__________________決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件________．3．適用條件：半衰期描述的是___________，不適用于少數(shù)原子核的衰變．半衰期半數(shù)不同核內(nèi)部自身的因素?zé)o關(guān)統(tǒng)計(jì)規(guī)律課堂·

重難探究探究原子核的衰變4．衰變方程的書寫(1)核反應(yīng)過程一般是不可逆的，所以核反應(yīng)只能用單向箭頭，不能用等號(hào)．(2)核反應(yīng)的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，不能憑空只依據(jù)兩個(gè)守恒規(guī)律而杜撰出不符合實(shí)際的生成物來書寫核反應(yīng)方程．(3)核反應(yīng)中遵循質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中反應(yīng)前后的總質(zhì)量一般會(huì)發(fā)生變化(質(zhì)量虧損)而釋放出核能．(4)當(dāng)放射性物質(zhì)發(fā)生連續(xù)衰變時(shí)，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時(shí)伴隨著γ輻射．對(duì)衰變的實(shí)質(zhì)的理解例1關(guān)于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是 (

)A．α射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生B．β射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生C．γ射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生D．通過化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性【答案】D【解析】α、β射線是天然放射性元素原子核衰變時(shí)產(chǎn)生的．γ射線是核反應(yīng)過程中發(fā)生質(zhì)量虧損時(shí)釋放出來的，故A、B、C錯(cuò)誤．放射性是核本身的一種性質(zhì)，故D正確．變式1下列說法中正確的是

(

)A．β衰變放出的電子來自組成原子核的電子B．β衰變放出的電子來自原子核外的電子C．α衰變說明原子核中含有α粒子D．γ射線總是伴隨其他衰變發(fā)生，它的本質(zhì)是電磁波【答案】D【解析】原子核發(fā)生β衰變中放出的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子而釋放的電子，A、B錯(cuò)誤；α射線是具有放射性的元素的原子核在發(fā)生衰變時(shí)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合在一起從原子核中釋放出來，γ射線總是伴隨其他衰變發(fā)生，它的本質(zhì)是電磁波，故D正確．衰變規(guī)律的應(yīng)用【答案】C【答案】C探究半衰期的理解及應(yīng)用2．對(duì)半衰期的理解(1)不同元素的半衰期不同，半衰期越長(zhǎng)衰變?cè)铰?；半衰期越短，衰變?cè)娇欤?2)半衰期是一個(gè)具有統(tǒng)計(jì)意義的物理量，一定量的放射性物質(zhì)中的某一個(gè)具有放射性的原子核，經(jīng)過多長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生衰變是偶然的，但數(shù)目巨大的放射性物質(zhì)中，有一半原子核發(fā)生衰變的時(shí)間是穩(wěn)定不變的，這就是半衰期的統(tǒng)計(jì)意義．因此半衰期是指放射性元素的大量原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，表示大量原子核衰變的快慢程度，因此半衰期的統(tǒng)計(jì)規(guī)律只適用于含有大量原子核的樣品．(3)半衰期是放射性元素的性質(zhì)，只與原子核本身的性質(zhì)有關(guān)，與物理或化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，即一種放射性元素，不管它以單質(zhì)存在還是以化合物的形式存在，或者對(duì)它加壓，或者提高它的溫度，都不能改變其半衰期．對(duì)半衰期的理解例3

(多選)關(guān)于放射性元素的半衰期，下列說法正確的是 (

)A．原子核全部衰變所需要的時(shí)間的一半B．原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間C．相對(duì)原子質(zhì)量減少一半所需要的時(shí)間D．元素原子核總質(zhì)量減半所需要的時(shí)間【答案】BD【解析】放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間叫作這種元素的半衰期，它與原子核全部衰變所需要時(shí)間的一半不同．放射性元素發(fā)生衰變后成了一種新的原子核，原來的放射性元素原子核的個(gè)數(shù)不斷減少；當(dāng)原子核的個(gè)數(shù)減半時(shí)，該放射性元素的原子核的總質(zhì)量也減半，B、D正確．變式3下列有關(guān)半衰期的說法，正確的是 (

)A．放射性元素的半衰期越短，表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時(shí)間越短，衰變速度越快B．放射性元素的樣品不斷衰變，隨著剩下未衰變的原子核的減少，元素半衰期也變長(zhǎng)C．把放射性元素放在密封的容器中，可以減慢放射性元素的衰變速度D．降低溫度或增大壓強(qiáng)，讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物，均可減小衰變速度【答案】A【解析】放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，它反映了放射性元素衰變速度的快慢，半衰期越短，則衰變?cè)娇?；某種元素的半衰期長(zhǎng)短由其本身因素決定，與它所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．變式4核污染水中含有一些放射性元素，有人提出處理核污染水的三個(gè)措施，其中可以減緩放射線元素衰變的是 (

)A．使核污染水蒸發(fā)到天空B．將核污染水密封于大型特制容器中C．將核污染水放到大海進(jìn)行稀釋D．上述措施均無法減緩放射性元素衰變【答案】D【解析】放射性元素的半衰期是由其內(nèi)部因素決定的，與外界條件均無關(guān)，故上述措施均無法減緩放射性元素衰變．故選D．半衰期公式的應(yīng)用例4放射性同位素14C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代，此項(xiàng)研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．【答案】D【答案】B小練·

隨堂鞏固【答案】B【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知X的質(zhì)量數(shù)為0，核電荷數(shù)為－1，所以衰變方程中X為電子，A錯(cuò)誤；衰變產(chǎn)生的X粒子電離本領(lǐng)比γ光子強(qiáng)，B正確；碳14半衰期很長(zhǎng)，短期內(nèi)會(huì)對(duì)人類造成影響，C錯(cuò)誤；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少量原子核衰變不適用，D錯(cuò)誤．2．(2023年海南卷)釷元素衰變時(shí)會(huì)放出β粒子