第十九章 1原子核的組成 學習目標1 了解什么是放射性和天然放射現象 2 知道原子核的組成及三種射線的特征 內容索引 知識探究 題型探究 達標檢測 知識探究 一 天然放射現象和三種射線 1 1896年法國物理學家貝可勒爾發現了放射性元素自發地發出射線的現象 即天然放射現象 是否所有的元素都具有放射性 放射性物質發出的射線有哪些種類 答案 答案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 放射性物質發出的射線有三種 射線 射線 射線 2 怎樣用電場或磁場判斷三種射線粒子的帶電性質 答案 答案讓三種射線通過勻強電場 則 射線不偏轉 說明 射線不帶電 射線偏轉方向和電場方向相同 帶正電 射線偏轉方向和電場方向相反 帶負電 或者讓三種射線通過勻強磁場 則 射線不偏轉 說明 射線不帶電 射線和 射線可根據偏轉方向和左手定則確定帶電性質 1 對天然放射現象的認識 1 1896年 法國物理學家發現某些物質具有放射性 2 物質發射的性質稱為放射性 具有的元素稱為放射性元素 放射性元素自發地發出的現象叫做天然放射現象 3 原子序數或83的元素 都能自發地發出射線 原子序數83的元素 有的也能放出射線 貝可勒爾 射線 放射性 射線 大于 等于 小于 2 對三種射線的認識 氦核 電子 光子 c 弱 鋁板 強 鉛板 強 弱 判斷下列說法的正誤 1 1896年 法國的瑪麗 居里首先發現了天然放射現象 2 原子序數大于83的元素都是放射性元素 3 原子序數小于83的元素都不能放出射線 4 射線實際上就是氦原子核 射線具有較強的穿透能力 5 射線是高速電子流 很容易穿透黑紙 也能穿透幾毫米厚的鋁板 6 射線是能量很高的電磁波 電離作用很強 二 原子核的組成 1 質子的發現1919年 用鐳放射出的 粒子轟擊氮原子核 從氮核中打出了一種新的粒子 測定了它的電荷和質量 確定它是氫原子核 叫做 用或表示 其質量為mp 2 中子的發現 1 盧瑟福的預言 原子核內可能還有一種的粒子 名字叫中子 2 查德威克的發現 用實驗證明了中子的存在 用表示 中子的質量非常接近質子的質量 盧瑟福 質子 p 1 67 10 27kg 不帶電 n 3 原子核的組成 1 核子數 質子和中子質量差別非常微小 二者統稱為核子 所以數和數之和叫核子數 2 電荷數 z 原子核所帶的電荷總是質子電荷的倍 通常用這個整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和的質量的總和 而質子與中子的質量幾乎相等 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 質子 中子 整數 質子 中子 質量數 4 原子核的質量數 元素符號 核電荷數 原子核的 即元素的原子序數 質子數 中子數 質子數 4 同位素具有相同的而不同的原子核 在元素周期表中處于 它們互稱為同位素 例如 氫有三種同位素 分別是h h h 質子數 中子數 同一 位置 判斷下列說法的正誤 1 質子和中子都不帶電 是原子核的組成成分 統稱為核子 2 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 3 同位素具有不同的化學性質 4 原子核內的核子數與它的核電荷數不可能相等 答案 題型探究 一 天然放射現象和三種射線 1 三種射線的實質 射線 高速氦核流 帶2e的正電荷 射線 高速電子流 帶e的負電荷 射線 光子流 高頻電磁波 不帶電 2 三種射線在電場中和磁場中的偏轉 1 在勻強電場中 射線不發生偏轉 做勻速直線運動 粒子和 粒子沿相反方向做類平拋運動 在同樣的條件下 粒子的偏移大 如圖1所示 圖1 2 在勻強磁場中 射線不發生偏轉 仍做勻速直線運動 粒子和 粒子沿相反方向做勻速圓周運動 且在同樣條件下 粒子的軌道半徑小 如圖2所示 圖2 3 元素的放射性 1 一種元素的放射性與是單質還是化合物無關 這就說明射線跟原子核外電子無關 2 射線來自于原子核說明原子核內部是有結構的 例1如圖3所示 r是一種放射性物質 虛線框內是勻強磁場 ll 是厚紙板 mm 是熒光屏 實驗時 發現在熒光屏的o p兩點處有亮斑 由此可知磁場的方向 到達o點的射線種類 到達p點的射線種類應屬于下表中的 圖3 解析 答案 解析r放射出來的射線共有 三種 其中 射線垂直于磁場方向進入磁場區域時將受到洛倫茲力作用而偏轉 射線不偏轉 故打在o點的應為 射線 由于 射線貫穿本領弱 不能射穿厚紙板 故到達p點的應是 射線 依據 射線的偏轉方向及左手定則可知磁場方向垂直紙面向里 例2 多選 將 三種射線分別射入勻強磁場和勻強電場 圖中表示射線偏轉情況正確的是 解析 答案 三種射線的鑒別 1 射線帶正電 射線帶負電 射線不帶電 射線 射線是實物粒子 而 射線是光子流 屬于電磁波的一種 2 射線 射線都可以在電場或磁場中偏轉 但偏轉方向不同 射線則不發生偏轉 3 射線穿透能力弱 射線穿透能力較強 射線穿透能力最強 而電離本領相反 二 原子核的組成1 原子核 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 例3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 解析 答案88138 解析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n a z 226 88 138 答案 2 鐳核所帶電荷量是多少 保留三位有效數字 解析 答案1 41 10 17c 解析鐳核所帶電荷量q ze 88 1 6 10 19c 1 41 10 17c 答案 3 呈電中性的鐳原子 核外有幾個電子 答案88 解析核外電子數等于核電荷數 故核外電子數為88 針對訓練在 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a 4為核子數 2為中子數b 4為質子數和中子數之和 2為質子數c 4為核外電子數 2為中子數d 4為中子數 2為質子數 答案 解析 達標檢測 1 下列現象中 與原子核內部變化有關的是a 粒子散射現象b 天然放射現象c 光電效應現象d 原子發光現象 1 2 3 答案 解析 粒子散射現象說明了金箔原子中有一個很小的核 光電效應現象說明了光的粒子性 原子發光現象說明核外電子躍遷具有量子化的特征 只有天然放射現象才能說明原子核具有內部結構 選項b正確 解析 2 下列說法正確的是a 射線是由高速運動的氦核組成的 其運行速度接近光速b 射線能穿透幾毫米厚的鉛板c 射線的穿透能力最強 電離能力最弱d 射線的粒子和電子是兩種不同的粒子 1 2 3 答案 3 以下說法正確的是a rn為氡核 由此可知 氡核的質量數為86 氡核的質子數為222b be為鈹核 由此可知 鈹核的質量數為9 鈹核的中子數為4