第十九章原子核1原子核的組成目標定位1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射現象.2.能說出原子核的組成，能記住三種射線的特性3會正確書寫原子核符號一、天然放射現象11896年，法國物理學家貝克勒爾發現某些物質具有放射性2物質發射射線的性質稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素，放射性元素自發地發出射線的現象叫做天然放射現象3原子序數大于或等于83的元素，都能自發地發出射線，原子序數小于83的元素，有的也能放出射線4瑪麗居里和她的丈夫皮埃爾居里發現了兩種放射性更強的新元素，命名為釙(po)和鐳(ra)二、射線到底是什么圖19111三種射線：如圖1911中1是射線，2是射線，3是射線(1)射線是高速粒子流，實際上是氦原子核，電荷數是2，質量數是4(2)射線是高速電子流(3)射線是能量很高的電磁波2三種射線的特點(1)射線：粒子容易使空氣電離，但貫穿本領很弱(2)射線：粒子貫穿本領較強，但電離能力較弱(3)射線：粒子電離本領很弱，但貫穿本領很強三、原子核的組成1質子的發現：1919年，盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發現了質子，質子是原子核的組成部分2中子的發現：盧瑟福猜想原子核內存在著一種質量與質子相同，但不帶電的粒子，稱為中子查德威克利用云室進行實驗驗證了中子的存在，中子是原子核的組成部分3原子核的組成：原子核由質子和中子組成4原子核的符號：x原子核的質量數質子數中子數元素符號核電荷數原子核的質子數，即原子的原子序數5同位素：具有相同的質子數而中子數不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，它們互稱為同位素例如：氫有三種同位素h、h、h.一、三種射線的本質及特點1、三種射線的性質、特征比較種 類射線射線射線組 成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2ee0質 量4mp(mp1.671027 kg)靜止質量為零續表速 率0.1c0.99cc貫穿本領最弱用一張紙就能擋住較強能穿透幾毫米的鋁板最強能穿透幾厘米的鉛板電離作用很強較弱很弱2.在電場、磁場中偏轉情況的比較(1)在勻強電場中，射線偏轉較小，射線偏轉較大，射線不偏轉，如圖1912甲所示圖1912(2)在勻強磁場中，射線偏轉半徑較大，射線偏轉半徑較小，射線不偏轉，如圖乙所示例1一置于鉛盒中的放射源發射出的、和射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強電場進入電場后，射線變為a、b兩束，射線a沿原來方向行進，射線b發生了偏轉，如圖1913所示，則圖中的射線a為_射線，射線b為_射線圖1913答案解析在三種射線中，射線帶正電，穿透能力最弱，射線不帶電，穿透能力最強；射線帶負電，穿透能力一般，綜上所述，結合題意可知，a射線應為射線，b射線應為射線借題發揮三種射線的比較方法：(1)射線是、三種射線中貫穿本領最弱的一種，它穿不過白紙(2)要知道三種射線的成分，貫穿本領和電離本領(3)要知道、三種射線的本質，、是實物粒子，射線是電磁波譜中的一員針對訓練1天然放射性物質的放射線包括三種成分，下列說法正確的是()a一張厚的黑紙能擋住射線，但不能擋住射線和射線b某原子核在放出射線后會變成另一種元素的原子核c三種射線中對氣體電離作用最強的是射線d粒子是電子，但不是原來繞核旋轉的核外電子答案acd解析由三種射線的本質和特點可知，射線貫穿本領最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住射線和射線，故a正確；射線是伴隨、衰變而產生的一種電磁波，不會使原核變成新核三種射線中射線電離作用最強，故c正確；粒子是電子，來源于原子核，故d正確二、原子核的組成1原子核的組成：原子核是由質子、中子構成的，質子帶正電，中子不帶電不同的原子核內質子和中子的個數并不相同原子核的直徑為10151014 m.2原子核的符號和數量關系：(1)符號：x.(2)基本關系：核電荷數質子數(z)元素的原子序數核外電子數質量數(a)核子數質子數中子數3同位素：原子核內的質子數決定了核外電子的數目，進而也決定了元素的化學性質，同種元素的質子數相同，核外電子數也相同，所以有相同的化學性質，但它們的中子數可以不同，所以它們的物理性質不同把具有相同質子數、不同中子數的原子核互稱為同位素例2已知鐳的原子序數是88，原子核的質量數是226.試問：(1)鐳核中有幾個質子？幾個中子？(2)鐳核所帶電荷量是多少？(3)若鐳原子呈現中性，它核外有幾個電子？(4)ra是鐳的一種同位素，讓ra和ra以相同速度垂直射入磁感應強度為b的勻強磁場中，它們運動的軌跡半徑之比是多少？答案(1)88138(2)1.411017 c(3)88(4)113114解析因為原子序數與核內質子數、核電荷數、中性原子的核外電子數都是相等的，原子核的質量數等于核內質子數與中子數之和由此可得：(1)鐳核中的質子數等于其原子序數，故質子數為88，中子數n等于原子核的質量數a與質子數z之差，即naz22688138.(2)鐳核所帶電荷量qze881.61019c1.411017c.(3)鐳原子呈中性，則核外電子數等于質子數，故核外電子數為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bqvm，兩種同位素具有相同的核電荷數，但質量數不同，故.借題發揮對核子數、電荷數、質量數的理解(1)核子數：質子和中子質量差別非常微小，二者統稱為核子，所以質子數和中子數之和叫核子數(2)電荷數(z)：原子核所帶的電荷等于質子電荷的整數倍，通常用這個數表示原子核的電荷量，叫做原子核的電荷數(3)質量數(a)：原子核的質量等于核內質子和中子的質量總和，而質子與中子質量幾乎相等，所以原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數倍，這個倍數叫做原子核的質量數針對訓練2在粒子轟擊金箔的散射實驗中，粒子可以表示為he，he中的4和2分別表示()a4為核子數，2為中子數b4為質子數和中子數之和，2為質子數c4為核外電子數，2為中子數d4為中子數，2為質子數答案b解析根據he所表示的物理意義，原子核的質子數決定核外電子數，原子核的電荷數就是核內的質子數，也就是這種元素的原子序數原子核的質量數就是核內質子數和中子數之和，即為核內的核子數.he符號的左下角表示的是質子數或核外電子數，即為2，he符號左上角表示的是核子數，即為4，故選項b正確三種射線的特性1天然放射現象的發現揭示了()a原子不可再分b原子的核式結構c原子核還可再分d原子核由質子和中子組成答案c解析本題涉及物理學史的一些知識湯姆孫發現了電子說明原子可再分；盧瑟福通過粒子散射實驗提出了原子的核式結構；貝克勒爾發現了天然放射現象，說明了原子核也有著復雜的結構；天然放射現象的發現揭示了原子核還可再分；盧瑟福用粒子轟擊氮核，發現了質子，查德威克用粒子轟擊鈹核打出了中子，使人們認識到原子核是由質子和中子組成的所以正確選項為c.2.圖1914(2013文昌高二檢測)圖1914中p為放在勻強電場中的天然放射源，其放出的射線在電場的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是()aa為射線、b為射線ba為射線、b為射線cb為射線、c為射線db為射線、c為射線答案bc解析由題圖可知電場線方向向右，射線帶正電所受電場力方向與電場線方向一致，故射線向右偏轉，即c為射線；射線帶負電所受電場力方向與電場線方向相反，故射線向左偏轉，即a為射線；射線不帶電不發生偏轉，即b為射線故選項b、c正確原子核的組成及同位素3氫有三種同位素，分別是氕(h)、氘(h)、氚(h)，則()a它們的質子數相等 b它們的核外電子數相等c它們的核子數相等 d它們的化學性質相同答案abd解析氕、氘、氚的核子數分別為1、2、3，質子數和核外電子數均相同，都是1，中子數等于核子數減去質子數，故中子數各不相同，a、b兩項正確；同位素化學性質相同，只是物理性質不同，d正確4人類探測月球時發現，在月球的土壤中含有較豐富的質量數為3的氦，它可作為未來核聚變的重要原料之一，氦的該種同位素應表示為()a.he b.he c.he d.he答案b解析氦的同位素質子數一定相同，質量數為3，故應表示為he，因此b正確(時間：60分鐘)題組一天然放射現象及三種射線的性質1下列哪些事實表明原子核具有復雜結構()a粒子的散射實驗 b天然放射現象c陰極射線的發現 dx射線的發現答案b解析從原子核里放出射線，說明原子核有復雜結構2對天然放射現象，下列說法中正確的是()a粒子帶正電，所以射線一定是從原子核中射出的b粒子帶負電，所以射線有可能是核外電子c粒子是光子，所以射線有可能是由原子發光產生的d射線、射線、射線都是從原子核內部釋放出來的答案ad解析衰變的實質是原子核中的兩個質子和兩個中子結合成一個氦核放出的，衰變的實質是一個中子變成一個質子和一個電子，然后釋放出電子，射線是伴隨衰變和衰變而產生的所以這三種射線都是從原子核內部釋放出來的3關于放射性元素發生衰變放射的三種射線，下列說法中正確的是()a三種射線一定同時產生b三種射線的速度都等于光速c射線是處于激發態的原子核發射的d原子核衰變不能同時放射射線和射線答案c解析射線是在衰變或衰變后原子核不穩定而輻射出光子形成4.圖1915放射性元素放出的射線，在電場中分成a、b、c三束，如圖1915所示，其中()ac為氦原子核組成的粒子流bb為比x射線波長更長的光子流cb為比x射線波長更短的光子流da為高速電子組成的電子流答案c解析根據射線在電場中的偏轉情況，可以判斷，a射線向電場線方向偏轉，應為帶正電的粒子組成的射線，所以是射線；b射線在電場中不偏轉，所以是射線；c射線在電場中受到與電場方向相反的作用力，應為帶負電的粒子，所以是射線5.圖1916天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結果如圖1916所示，由此可推知()a來自于原子核外的電子b的電離作用最強，是一種電磁波c的電離作用較強，是一種電磁波d的電離作用最弱，屬于原子核內釋放的光子答案d解析本題考查衰變中三種射線，要求學生知道三種射線的貫穿本領及電離能力衰變的射線均來自于核內，a錯；從圖中可看出，一張紙能擋住射線，則射線一定是射線，其貫穿本領最差，電離能力最強，但不是電磁波，而是高速粒子流，b錯；鋁板能擋住，而不能擋住，說明一定是射線，其電離能力最弱，貫穿本領最強，是一種電磁波，屬于原子核內以能量形式釋放出來的以光速運行的高能光子，d對題組二原子核的組成及同位素6關于質子與中子，下列說法正確的是()a原子核(除氫核外)由質子和中子構成b質子和中子統稱為核子c盧瑟福發現了質子，并預言了中子的存在d盧瑟福發現了中子，并預言了質子的存在答案abc解析原子核內存在質子和中子，中子和質子統稱為核子，盧瑟福只發現了質子，以后又預言了中子的存在7原子核中能放出、射線，關于原子核的組成，以下說法中正確的是()a原子核中，有質子、中子，還有粒子b原子核中，有質子、中子，還有粒子c原子核中，有質子、中子，還有粒子d原子核中，只有質子和中子答案d解析在放射性元素的原子核中，2個質子和2個中子結合得較緊密，有時作為一個整體放出，這就是粒子的來源說到底它仍是由質子和中子組成的，不能據此認為它是原子核的組成部分原子核里是沒有電子的，但中子可以轉化成質子，并向核外釋放一個電子，這就是粒子原子核發生衰變后處于高能級，在回到低能級時多余的能量以粒子的形式輻射出來，形成射線故原子核里也沒有粒子8若用x代表一個中性原子中核外的電子數，y代表此原子的原子核內的質子數，z代表此原子的原子核內的中子數，則對th的原子來說()ax90y90z234bx90y90z144cx144y144z90dx234y234z324答案b解析質量數質子數中子數，中性原子中：質子數核外電子數，所以選b項9同位素是指()a質子數相同而核子數不同的原子b核子數相同而中子數不同的原子c核子數相同而質子數不同的原子d中子數相同而核子數不同的原子答案a解析原子序數相同(即核電荷數、質子數相同)而質量數不同(即核子數不同)的元素互為同位素10據最新報道，放射性同位素鈥ho，可有效治療癌癥，該同位素原子核內中子數與核外電子數之差是()a32 b67 c99 d166答案a解析由題知該同位素核外電子數質子數67，中子數為1666799，故核內中子數與核外電子數之差為996732，故a對，b、c、d錯11以下說法中正確的是()a原子中含有帶負電的電子，所以原子帶負電b原子核中的中子數一定跟核外電子數相等c用粒子轟擊氮、氟、鈉、鋁等元素的原子核都可以打出質子，因此人們斷定質子是原子核的組成部分d絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比，因而原子核內還存在一種不帶電的中性粒子答案cd解析原子中除了有帶負電的電子外，還有帶正電的質子，故a錯；原子核中的中子數不一定跟核外電子數相等，故b錯；正是用粒子轟擊原子核的實驗才發現了質子，故c正確；因為絕大多數原子核的質量跟質子質量之比都大于原子核的電荷量跟質子的電荷量之比，才確定原子核內還有別的中性粒子，故d正確題組三綜合應用12茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對宇航員構成了很大的威脅現有一束射線(含有、三種射線)，(1)在不影響和射線的情況下，如何用最簡單的方法除去射線？圖1917(2)余下的這束和射線經過如