1、.第1節原子核構造學 習 目 標知 識 脈 絡1.理解質子和中子的發現過程重點2知道原子核的組成，理解核子、同位素的概念重點3理解核反響的概念，會書寫核反響方程難點質 子 和 中 子 的 發 現1質子的發現1實驗：為探測原子核的構造，盧瑟福用粒子轟擊氮原子核發現了質子2結論：質子是原子核的組成部分2中子的發現1盧瑟福的料想盧瑟福發現質子后，料想核內還有一種不帶電的中性粒子，并給這種“粒子起名為中子2中子的發現是許多科學家研究的結晶1930年，用釙發出的射線轟擊鈹時，會產生一種不受電場和磁場影響、穿透才能很強的射線1932年，約里奧·居里夫婦用這種射線轟擊石蠟，能從石蠟中打出質子193

2、2年，查德威克對云室中這種射線進展研究，發現這種射線是一種不帶電、質量接近質子的粒子流，即為中子1盧瑟福在粒子散射實驗中發現了質子×2盧瑟福發現了質子，并預言了中子的存在3玻爾在實驗中發現了中子×盧瑟福是如何證明粒子轟擊氮原子核產生的新核是質子的？【提示】盧瑟福把這種粒子分別引進電場和磁場，根據該粒子在電場和磁場中的偏轉，測出了其質量和電量，確定它就是氫原子核，又叫質子1質子的發現1實驗背景電子的發現使人們認識到，原子不再是構成物質的根本單位，進一步研究發現，原子的中心有一個原子核，原子核集中了原子的全部正電荷和幾乎全部的質量原子核的構造如何？1919年，盧瑟福做了用粒子轟

3、擊氮原子核的實驗2實驗裝置如圖3­1­1所示圖3­1­1T進氣孔、A放射源、F鋁箔、S熒光屏、M顯微鏡，C真空容器3實驗過程容器C里放有放射性物質A，從A放射出的粒子射到鋁箔F上，適中選取鋁箔的厚度，使粒子恰好被它完全吸收，而不能透過在F的后面放一熒光屏S，M是顯微鏡，通過M可以觀察到S是否有閃光4實驗現象開場，S上無閃光因為粒子沒有穿過鋁箔翻開進氣孔T的閥門，通入氮氣，可以觀察到S上有閃光5實驗分析容器C中通入氮氣后，用顯微鏡觀察到熒光屏上有閃光，閃光一定是粒子擊中氮核后產生的新粒子透過鋁箔引起的6新粒子性質研究把這種粒子引進電磁場中，根據它在電磁場中

4、的偏轉，測出了它的質量和電量，進而確定它就是氫原子核，又叫質子用符號表示為H或p.人們用同樣的方法從其他元素的原子核中也轟擊出了質子7實驗結論質子是原子核的組成部分2中子的發現1科學家在1930年利用Po放出的射線轟擊鈹原子核時，產生了一種看不見的貫穿才能很強、不受電場和磁場影響的射線21932年，約里奧·居里夫婦發現假如用來自鈹的射線去轟擊石蠟，能從石蠟中打出質子，如圖3­1­2所示圖3­1­231932年，查德威克進一步研究這種射線時發現，這種射線是一種不帶電的、質量接近質子的粒子流，即是盧瑟福猜測的中子4結論：中子是原子核的組成部分1盧瑟

5、福發現質子后，料想到原子核中還有中子的存在，其判斷根據與以下事實相符的是A電子數與質子數相等B原子核的質量大約是質子質量的整數倍C原子核的核電荷數只是質量數的一半或少一些D質子和中子的質量幾乎相等【解析】盧瑟福發現原子核的核電荷數與原子核的質量數不相等，大約是原子核質量數的一半或少一些，因此料想到在原子核內還存在有質量而不帶電的中性粒子，即中子，故符合事實的是C.【答案】C2如圖3­1­3所示為查德威克研究原子核內部構造的實驗示意圖，由天然放射性元素釙Po放出射線轟擊鈹時會產生粒子流a，用粒子流a轟擊石蠟后會打出粒子流b，那么粒子流a為_，粒子流b為_圖3­1&#

6、173;3【解析】不可見的粒子轟擊石蠟時打出的應是質子，因為質子就是氫核，而石蠟中含有大量氫原子，轟擊石蠟的不可見粒子應該是中子，故a為中子，b為質子【答案】中子質子31919年盧瑟福通過如圖3­1­4所示的實驗裝置，第一次完成了原子核的人工轉變，并由此發現了質子圖中A為放射源發出的_粒子，B為_氣寫出該實驗的核反響方程：_. 【導學號：64772039】圖3­1­4【解析】題圖為粒子轟擊氮原子核生成質子的實驗裝置，放射源A發出的是粒子，B為氮氣，其核反響方程為：HeNOH.【答案】氮HeNOH(1)盧瑟福通過原子核的人工轉變發現了質子并預言了中子的存在

7、.(2)查德威克首先從實驗中發現了中子，證實了盧瑟福的預言.(3)在盧瑟福發現質子的實驗裝置中，穿過鋁箔到達熒光屏的不可能是放射源放出的粒子.原 子 核 的 組 成1原子核的組成1組成：原子核由質子和中子組成，并將質子和中子統稱為核子2原子核的符號：X，其中X為元素符號；A表示原子核的質量數，Z表示核電荷數3兩個根本關系：核電荷數質子數原子序數質量數質子數中子數核子數2同位素具有一樣質子數、不同中子數的原子，如氫的三種同位素H、H、H.3核反響與核反響方程1核反響：原子核在其他粒子的轟擊下產生新原子核的過程2核反響方程：用原子核符號描繪核反響過程的式子3核反響規律：在核反響中，質量數和核電荷數

8、守恒1原子核內只有質子而沒有中子×2同位素具有一樣的物理、化學性質×3核反響方程只要滿足質量數、電荷數守恒可以隨意寫×鉛的原子序數為82，一個鉛原子質量數為207，其核外電子有多少個？中子數又是多少？【提示】鉛的原子序數為82，即一個鉛原子中有82個質子，由于原子是電中性的，質子與電子電性相反、電量一樣，故核外電子數與核內質子數一樣為82個，根據質量數等于質子數與中子數之和的關系，鉛原子核的中子數為20782125個1原子核的大小和組成2對核子數、電荷數、質量數的理解1核子數：質子和中子質量差異非常微小，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

9、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，叫作原子核的電荷數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，這個倍數叫作原子核的質量數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，同種元素的質子數一樣，核外電子數也一樣，所以有一樣的化學性質，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一樣質子數、不同中子數的原子互稱為同位素4多項選擇Ra是Ra的一種同位素，那么以下說法正確的選項是A它們具有一樣的質子數和不同的質量數B它們具有一樣的中子數和不同的原子序數

10、C它們具有一樣的核電荷數和不同的中子數D它們具有一樣的核外電子數和不同的化學性質【解析】原子核的原子序數與核內質子數、核電荷數、核外電子數都是相等的，且原子核內的質量數核子數等于核內質子數與中子數之和由此知這兩種鐳的同位素核內的質子數均為88，核子數分別為228和226，中子數分別為140和138；原子的化學性質由核外電子數決定，因為它們的核外電子數一樣，所以它們的化學性質也一樣故正確答案為A、C.【答案】AC5完成以下各核反響方程，并指出哪個核反響是首次發現質子、中子的A.BHeNB.BeCnC.AlMgHD.NHeOE.UThF.NaNaH【解析】A.BHeNnB.BeHeCn此核反響使查

11、德威克首次發現了中子C.AlnMgHD.NHeOH此核反響使盧瑟福首次發現了質子E.UThHeF.NaHNaH【答案】見解析6鐳的原子序數是88，原子核質量數是226.試問：1鐳核中有多少個質子？多少個中子？2鐳核所帶的電荷量是多少？3呈中性的鐳原子，核外有多少個電子？【解析】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：QZe88×1.6×1019 C1.41×1017 C.3核外電子數等于核電荷數，故核外電子數為88.【答案】18813821.41×1017 C

12、388原子核的“數與“量辨析技巧1核電荷數與原子核的電荷量是不同的，組成原子核的質子的電荷量都是一樣的，所以原子核的電荷量一定是質子電荷量的整數倍，我們把核內的質子數叫核電荷數，而這些質子所帶電荷量的總和才是原子核的電荷量2原子核的質量數與質量是不同的，也與元素的原子量不同原子核內質子和中子的總數叫作核的質量數，原子核的質量等于質子和中子的質量的總和學業分層測評八建議用時：45分鐘學業達標1多項選擇關于質子與中子，以下說法正確的選項是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【解析】原子核除氫核外由質子和中

13、子構成，質子和中子統稱為核子，盧瑟福發現了質子，并預言了中子的存在，查德威克用粒子轟擊鈹發現了中子，故A、B、C正確，D錯誤【答案】ABC2人類探測月球發現，月球的土壤中含有較豐富的質量數為3的氦，它可以作為將來核聚變的重要原料之一，氦的這種同位素應表示為 【導學號：64772102】A.HeB.HeC.He D.He【解析】氦的同位素質子數一定一樣，質量數為3，故可寫作He，因此B正確，A、C、D錯誤【答案】B3多項選擇粒子擊中氮14核后放出一個質子，轉變為氧17核O在這個氧原子核中有A17個電子B9個中子C8個質子D這個氧原子核中不可能存在處于游離態的電子或正電子【解析】根據原子核的構成，

14、核電荷數為8，即質子數為8，核外電子數為8，質量數為17，所以中子數為1789，原子核內沒有游離的正電子，所以答案為B、C、D.【答案】BCD4多項選擇三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變為Y核，Y核與質子發生核反響后生成Z核并放出一個氦42He，那么下面說法正確的選項是AX核比Z核少一個中子BX核的質量數比Z核的質量數大3CX核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍DX核的電荷數比Z核的電荷數大2【解析】設原子核X的核電荷數為n，質量數為m，那么由可得兩個核反響方程式分別為：X01emn1Ymn1Y11H42Hem3n2Z因此比較X、Y、Z的質量數與核電荷數，可斷定B、C、D均正確【答案】B

15、CD5有些元素的原子核可以從很靠近它的核外電子中“俘獲一個電子形成一個新原子如從離原子核最近的K層電子中俘獲電子，叫“K俘獲，當發生這一過程時 【導學號：64772040】A新原子是原來原子的同位素B新原子核比原來的原子核少一個質子C新原子核將帶負電D新原子核比原來的原子核少一個中子【解析】原子核“俘獲一個電子后，帶負電的電子與原子核內帶正電的質子中和，原子核的質子數減少1，中子數增加1，形成一個新原子，新原子與原來的原子相比，質子數不同，中子數也不同，但核子數一樣，不是同位素，所以B正確【答案】B6多項選擇以下說法中正確的選項是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

16、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，因此原子核內還存在一種不帶電的中性粒子【解析】原子中除了有帶負電的電子外，還有帶正電的原子核，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【答案】CD7以下是物理學史上3個著名的核反響方程xLi2yyNxOyBezCx、y和z是3種不同的粒

17、子，其中z是_【解析】把前兩個方程化簡，消去x，即NLiyO，可見y是He，結合第三個方程，根據電荷數守恒、質量數守恒可知z是中子n.【答案】n8一個靜止的氮核N俘獲了一個速度為2.3×107m/s的中子，生成一個復核A，A又衰變成B、C兩個新核設B、C的速度方向與中子速度方向一樣，B的質量是中子的11倍，速度是106 m/s，B、C在同一勻強磁場中做圓周運動的半徑之比RBRC1130，求：1C核的速度大小；2根據計算判斷C核是什么；3寫出核反響方程【解析】氮核吸收了一個中子變成的復核不穩定，將發生衰變整個過程中，中子、氮核以及兩個新核組成一個系統，過程前后都不受外界的任何干擾，所以

18、整個系統在俘獲與衰變過程中動量均守恒利用這一點，可以求出C核的速度然后根據粒子在磁場中的運動情況就可以判斷核的種類，寫出核反響方程1氮核從俘獲中子到衰變成B、C兩個新核的過程動量守恒，有mnvnmBvBmCvC根據質量數守恒規律，可知C核的質量數為141114.由此解得vC3×106 m/s.2由帶電粒子在洛倫茲力的作用下做圓周運動時R，可得qBqC7將式聯立求解得qC2，而AC4，那么C核是氦原子核3核反響方程式是NnBHe.【答案】見解析才能提升9多項選擇有兩束均由質子和氘核混合組成的粒子流，第一束中的質子和氘核具有一樣的動量，第二束中的質子和氘核具有一樣的動能現打算將質子和氘核

19、分開，有以下一些做法，這些方法中可行的是A讓第一束粒子流垂直電場方向進入勻強電場后穿出B讓第二束粒子流垂直電場方向進入勻強電場后穿出C讓第二束粒子流垂直磁場方向進入勻強磁場后穿出D讓粒子流垂直于電場方向進入速度選擇器，適當調節兩板間電場強度大小，讓粒子流從板間穿出【解析】在電場中，電場方向上的偏移量為yat2在磁場中，軌道半徑為R所以，以一樣的動量進入電場和以一樣的動能進入磁場能分開適當調節速度選擇器兩板間電場強度，可使質子滿足EqBvq，沿直線飛出，那么氘核將沿電場方向偏轉，傾斜穿出，故A、C、D正確【答案】ACD10多項選擇鋁箔被粒子轟擊后發生了以下核反響：AlHeXn.以下判斷正確的選項是A.n是質子B.n是中子CX是Si的同位素 DX是P的同位素【解析】n表示質量數為1，電荷數為0，是中子的表示符號，B對根據核反響的質量數守恒和電荷數守恒可推得產生的