原子核的组成、放射性元素的衰变.ppt

原子核的组成原子核的组成 十九世纪末，通过对十九世纪末，通过对阴极射线阴极射线现象的研现象的研究使人们认识到原子内部存在结构。究使人们认识到原子内部存在结构。原子核是否是最小的结构呢？原子核是否是最小的结构呢？关于原子核内部的信息，最早来自关于原子核内部的信息，最早来自天然放天然放射现象射现象。人们从破解天然放射现象入手，。人们从破解天然放射现象入手，一步一步解开了原子核的秘密。一步一步解开了原子核的秘密。一、天然放射现象一、天然放射现象 1896年，法国物理学家年，法国物理学家贝克勒尔贝克勒尔发现，铀发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种和含铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光，射线可以穿透黑纸使照相底片感光，元素这元素这种自发的放出射线的现象叫做种自发的放出射线的现象叫做天然放射现天然放射现象象物质发射射线的性质称为物质发射射线的性质称为放射性放射性具有具有放射性的元素称为放射性的元素称为放射性元素放射性元素 钡铀云母钡铀云母 翠砷铜铀矿翠砷铜铀矿 斜水钼铀矿斜水钼铀矿 铀钙石矿铀钙石矿 放射性不是少数几种元素才有的放射性不是少数几种元素才有的，研究，研究发现，原子序数大于等于发现，原子序数大于等于8383的所有元素，都的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于能自发的放出射线，原子序数小于8383的元素，的元素，有的也具有放射性有的也具有放射性 放大了放大了10001000倍的铀倍的铀矿石矿石 二、射线到底是什么二、射线到底是什么?三三种种 射射线线 如果不用磁场判断，还可以用什么方法如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？判断三种射线的带电性质？二、射线到底是什么二、射线到底是什么?三三种种 射射线线 射线射线 根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以根据射线的偏转方向和磁场方向的关系可以确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成，确定，偏转较小的一束由带正电荷的粒子组成，我们把它叫做我们把它叫做射线，射线，射线由带正电的射线由带正电的粒子组粒子组成成.科学家们研究发现每个科学家们研究发现每个粒子带的正电荷是电粒子带的正电荷是电子电荷的子电荷的2倍，倍，粒子质量大约等于氦原子的质粒子质量大约等于氦原子的质量量.进一步研究表明进一步研究表明粒子就是氦原子核粒子就是氦原子核.由于由于粒子的质量较大粒子的质量较大、体积大体积大、电荷数多电荷数多、速度相对小些，所以速度相对小些，所以射线的穿透本领最小，我射线的穿透本领最小，我们用一张厚纸就能把它挡住，在空气中只能前进们用一张厚纸就能把它挡住，在空气中只能前进几厘米几厘米.射线射线 与与射线偏转方向相反的那束射线带负射线偏转方向相反的那束射线带负电荷，我们把它叫做电荷，我们把它叫做射线射线.研究发现研究发现射线射线由带负电的粒子（由带负电的粒子（粒子）组成粒子）组成.进一步研进一步研究表明究表明粒子就是电子粒子就是电子.射线的穿透本领较强，很容易穿透黑射线的穿透本领较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板纸，还能穿透几厘米厚的铝板.射线射线 中间不发生偏转的那束射线叫做中间不发生偏转的那束射线叫做射线，射线，研究表明，研究表明，射线的实质是一种波长极短的射线的实质是一种波长极短的电磁波电磁波，它不带电，是中性的，它不带电，是中性的.射线的穿透本领极强，一般薄金属板射线的穿透本领极强，一般薄金属板都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥都挡不住它，它能穿透几十厘米厚的水泥墙和几厘米厚的铅板墙和几厘米厚的铅板.阅读课文填写表格：阅读课文填写表格：成分成分 速度速度 贯穿能力贯穿能力 电离能力电离能力 射线射线 射线射线 射线射线 氦原子核氦原子核 高速高速 电子流电子流 高能量高能量 电磁波电磁波 1/101/10光速光速 接近光速接近光速 光速光速 弱弱 较强较强 很强很强 较强较强 较弱较弱 更小更小 1.实验发现，如果一种元素具有放射性，那么无实验发现，如果一种元素具有放射性，那么无论以何种形式存在都具有放射性。放射性的强度论以何种形式存在都具有放射性。放射性的强度也不受温度、压强等外界因素的影响。也不受温度、压强等外界因素的影响。2.由于元素的化学性质有原子核外电子决定，所由于元素的化学性质有原子核外电子决定，所以射线与这些电子无关，即射线来自原子核。以射线与这些电子无关，即射线来自原子核。3.放射性现象意义放射性现象意义：射线来自原子核说明射线来自原子核说明原子核原子核内部是有结构内部是有结构的。射线的能量高说明原子核的。射线的能量高说明原子核蕴含蕴含着巨大能量着巨大能量。三、原子核的组成三、原子核的组成 原子核内究竟还有什么结构？原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？原子核又是由什么粒子组成的呢？三、原子核的组成三、原子核的组成-质子的发现质子的发现 1919年年，卢瑟福用卢瑟福用粒子粒子轰击轰击氮核氮核，得到了得到了质子质子。经过研经过研究证明究证明，质子带正电荷质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的它的质量等于一个电子质量的1836倍倍.进一步研究表明进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以所以质子就是质子就是氢原子核氢原子核.271.6726231 10Kgpm 同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。出了质子。-质子是原子核的组成部分质子是原子核的组成部分。原子核是否只是由质子组成呢？原子核是否只是由质子组成呢？核的质量核的质量 质子质量质子质量 核的电量核的电量 质子电量质子电量？核的质量核的质量 质子质量质子质量 核的电量核的电量 质子电量质子电量 卢瑟福进而猜想原子核内存在卢瑟福进而猜想原子核内存在不带电的中子不带电的中子，这一，这一猜想被他的学生猜想被他的学生查德威克查德威克用实验证实，并得到公认用实验证实，并得到公认 三、原子核的组成三、原子核的组成-中子的发现中子的发现 1932年英国物理学家年英国物理学家查德威克查德威克又发现了又发现了中子中子，通过研究证，通过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电.是中性是中性粒子粒子.在对各种原子核进行的实验中，发现在对各种原子核进行的实验中，发现质子和中子是组质子和中子是组成原子核的两种基本粒子成原子核的两种基本粒子.Kgmn27106749286.1原子核是由中子和质子组成原子核是由中子和质子组成 原子核的表示原子核的表示:XAzX表示表示 元素符号元素符号 Z表示表示 质子数质子数 A表示表示 质量数质量数)2(,4,242个中子即有质量数为个质子有表示氦原子核He)143(,235,9223592个中子即有质量数为个质子有表示铀原子核UXAz 如质子数相同，中子数不同，如质子数相同，中子数不同，（质量数当然不同），则互为（质量数当然不同），则互为 同位素同位素。H11H21H314 4同位素：同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，互称同位素。在元素周期表中处于同一位置，互称同位素。同种元素的同位素同种元素的同位素具有相同的化学性质具有相同的化学性质。原子核的组成 中子中子 质子质子 统称统称核子核子 U He H 1 1 4 2 235 92 X A Z（核）电荷数（核）电荷数 质量数质量数 原原 子子 核核 的的 组组 成成 1015m 元素符号元素符号 质子质子 中子中子 核子核子 质子数质子数 核电荷数核电荷数 原子序数原子序数 质量数质量数 核子数核子数 中子中子+质子质子 同位素同位素 1 2 核外核外电子电子数数 质子数相同而中子数不同质子数相同而中子数不同 原子核的组成原子核的组成 氢原子核氢原子核(H)最简单，它就是一个质子，核外有一最简单，它就是一个质子，核外有一个电子绕着它转；个电子绕着它转；氦原子核氦原子核(He)是由是由2个质子和个质子和2个中子组成的，核个中子组成的，核外有外有2个电子绕着它转；个电子绕着它转；锂原子核锂原子核(Li)是由是由3个质子和个质子和4个中子组成的，核个中子组成的，核外有外有3个电子分两层绕着它转；个电子分两层绕着它转；铍原子核铍原子核(Be)由由4个质子和个质子和5个中子组成，核外有个中子组成，核外有4个电子分两层绕着它转；个电子分两层绕着它转；放射性元素的衰变放射性元素的衰变 原子核放出粒子或粒子，变成另一种原子核，把这种变化称为原子核的衰变 1、两种衰变：衰变、衰变 衰变：衰变：HeThU422349023892ePaTh012349123490 原子核发生衰变时，衰变前后的原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数电荷数和质量数都守恒都守恒 衰变：衰变：衰变：衰变：HeYXAZAZ4242eYXAZAZ011说明：说明：1 1.中间用单箭头中间用单箭头，不用等号；不用等号；2.2.是质量数守恒，不是质量守恒是质量数守恒，不是质量守恒;3.3.方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。方程及生成物要以实验为基础，不能杜撰。3 3规律：规律：实质：eHn011110衰变衰变 HenH42101122衰变衰变 衰变或衰变或衰变后产生的新核往往处于高能级衰变后产生的新核往往处于高能级，不稳不稳定定，要向低能级跃迁要向低能级跃迁放出放出光子光子 射线是伴随着射线是伴随着射线和射线和射线产生的射线产生的 没有没有衰变衰变 放射性物质发生衰变时放射性物质发生衰变时，有的发生有的发生衰衰，有的发生有的发生衰变衰变，同时伴随同时伴随射线射线这时三种射线都有这时三种射线都有 核核 反反 应应 用天然放射性的高速粒子或人工加速的粒子去用天然放射性的高速粒子或人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的原子核的过程轰击原子核，以产生新的原子核的过程 反应方程反应方程 子粒子轰击氮核而发现质核而发现中子粒子轰击 铍HOHN1117842147enee101264294CHB写出镭写出镭(Ra)226(Ra)226、钋、钋(Po)210(Po)210、氡、氡(Rn)222(Rn)222的一次的一次 衰变衰变方程方程 写出铜写出铜6666、磷、磷3232、铋、铋(Bi)210(Bi)210的一次的一次 衰变方程衰变方程 2262224888621RaRnHe、210206484822PoPtHe2、222218486842RnPoHe3、6666029301CuZne1、3232015161PSe2、210210083841BiPoe3、2382389292U U衰变为衰变为2222228686RnRn共发生了共发生了 次次 衰变衰变和和 次次 衰变衰变 4 2 衰变、衰变表示了原子核是可以变化的每一种元素的衰变快慢一样吗?衰变快慢有什么规律?如何描述这一变化规律?1.1.意义：意义：表示放射性元素衰变快慢的物表示放射性元素衰变快慢的物理量理量 半衰期半衰期(T)(T)2 2.定义：定义：放射性元素的原子核有半数发生放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间衰变所需的时间 不同的放射性元素其半衰期不同不同的放射性元素其半衰期不同 3 3、衰变规律：衰变规律：m m0 0:放射性元素的原有质量；放射性元素的原有质量；m m：经过：经过n n个个半衰期的时间后剩余的放射性元素的质量半衰期的时间后剩余的放射性元素的质量，则有则有 TtTtNNmm)21(;)21(00 4 4、决定半衰期的因素：决定半衰期的因素：由原子核内部的因素决定由原子核内部的因素决定，只与元素的种类有关只与元素的种类有关，跟元素所处的物理或化学状态无关跟元素所处的物理或化学状态无关。放射性元素的半衰期是对大量原子进行观察的放射性元素的半衰期是对大量原子进行观察的统计规律，是个概率的问题，对于个别原子是统计规律，是个概率的问题，对于个别原子是无意义的。不能确定哪个将要发