《放射性元素的衰變》學習目標1．知道放射現(xiàn)象的實質是原子核的衰變2．知道兩種衰變的基本性質，并掌握原子核的衰變規(guī)律(重難點)3．理解半衰期的概念，知道半衰期的統(tǒng)計意義，會應用半衰期解決有關問題(重點)學法與考法學法：①通過放射現(xiàn)象和衰變的學習，理解原子核衰變的實質．②通過α衰變、β衰變學習，能夠熟練運用核衰變的規(guī)律寫出核衰變的方程式．③通過半衰期的學習，正確理解半衰期并能夠利用半衰期來進行簡單計算考法：①對衰變實質的考查．②對衰變規(guī)律和書寫核的衰變方程的考查．③對半衰期的理解和計算的考查知識導圖預習導學|新知領悟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．原子核衰變時電荷數(shù)和質量數(shù)都__________．原子核的衰變α粒子β粒子守恒減少4減少2不變增加1電荷數(shù)質量數(shù)當原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質子數(shù)和中子數(shù)如何變化？當發(fā)生β衰變時，新核的核電荷數(shù)相對原來的原子核變化了多少？新核在元素周期表中的位置怎樣變化？微思考【答案】原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質子數(shù)和中子數(shù)各減少2個．當發(fā)生β衰變時，新核質量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1.新核在元素周期表中的位置較舊核后移一位．

由原子核的衰變規(guī)律可知 (

)A．放射性元素一次衰變可同時產(chǎn)生α射線和β射線B．放射性元素發(fā)生β衰變時，新核的化學性質不變C．放射性元素發(fā)生衰變的快慢不可人為控制D．放射性元素發(fā)生正電子衰變時，新核質量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1【答案】C

【解析】一次衰變不可能同時產(chǎn)生α射線和β射線，只可能同時產(chǎn)生α射線和γ射線或β射線和γ射線；原子核發(fā)生β衰變后，新核的核電荷數(shù)發(fā)生了變化，故新核(新的物質)的化學性質理應發(fā)生改變；發(fā)生正電子衰變時，新核質量數(shù)不變，核電荷數(shù)減少1.1．定義：放射性元素的原子核有_________發(fā)生衰變所需的時間．2．特點(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，跟原子所處的化學狀態(tài)和外部條件__________．半衰期半數(shù)不同核內部自身的因素無關統(tǒng)計規(guī)律什么是半衰期？對于某個或選定的幾個原子核，可以根據(jù)該種元素的半衰期預測它的衰變時間嗎？微思考【答案】半衰期是一個具有統(tǒng)計意義的物理量，是指放射性元素的大量原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間，表示大量原子核衰變的快慢程度，因此半衰期的統(tǒng)計規(guī)律只適用于含有大量原子的樣品，與物理和化學狀態(tài)無關，即一種放射性元素，不管它以單質存在還是以化合物的形式存在，或者對它加壓、或者提高它的溫度，都不能改變其半衰期．【答案】AD【解析】根據(jù)電荷數(shù)守恒和質量數(shù)守恒可知，質量數(shù)等于質子數(shù)和中子數(shù)之和，X的電荷數(shù)為92，質量數(shù)為235，質子數(shù)是92，中子數(shù)為143，A正確；半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用，對個別的原子核沒有意義，B錯誤；由于衰變時釋放巨大能量，衰變過程總質量減小，但質量數(shù)仍然守恒，C錯誤；衰變發(fā)出的γ放射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力，D正確．多維課堂|

素養(yǎng)初培在古代，無論是在東方還是西方，有一批人追求“點石成金”之術，他們試圖利用化學方法將一些普通的礦石變成黃金．當然，這些煉金術士的希望都破滅了．探究原子核的衰變問題(1)為什么在古代追求“點石成金”之術都會破滅？(2)α衰變、β衰變的實質是什么？(3)α衰變、β衰變指的是原子核發(fā)生的什么樣的變化？【答案】(1)因為他們不知道一種元素變成另一種元素的根本在于原子核的變化．不過，類似于“點石成金”的事一直就在自然界中進行著，這就是伴隨天然放射現(xiàn)象發(fā)生的衰變．(2)α衰變：原子核內減少兩個質子和兩個中子；β衰變：原子核內的一個中子變成質子，同時放出一個電子．(3)原子核放出一個α粒子，新生成的核比原來的核質量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，即新核在元素周期表中位置比原來核的位置向前移了2位；原子核放出一個電子(β粒子)，新生成的核比原來的核質量數(shù)相同，電荷數(shù)增加1，即新核在元素周期表中位置比原來核的位置向后移了1位．4．衰變方程的書寫(1)核反應過程一般是不可逆的，所以核反應只能用單向箭頭，不能用等號．(2)核反應的生成物一定要以實驗為基礎，不能憑空只依據(jù)兩個守恒規(guī)律而杜撰出不符合實際的生成物來書寫核反應方程．(3)核反應中遵循質量數(shù)守恒而不是質量守恒，核反應過程中反應前后的總質量一般會發(fā)生變化(質量虧損)而釋放出核能．(4)當放射性物質發(fā)生連續(xù)衰變時，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時伴隨著γ輻射．素養(yǎng)點評：通過原子核的衰變探究，培養(yǎng)“物理觀念”和“科學探究”的核心素養(yǎng)．對衰變的實質的理解精練1關于天然放射現(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層電子躍遷產(chǎn)生D．通過化學反應不能改變物質的放射性【答案】D【解析】α、β射線是天然放射性元素原子核衰變時產(chǎn)生的．γ射線是核反應過程中發(fā)生質量虧損時釋放出來的，故A、B、C錯誤．放射性是核本身的一種性質，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的中子轉化為質子而釋放的電子，A、B錯誤；α射線是具有放射性的元素的原子核在發(fā)生衰變時兩個中子和兩個質子結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，它的本質是電磁波，故D正確．【答案】6

4方法二：設經(jīng)過x次α衰變、y次β衰變，根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒得232＝208＋4x；90＝82＋2x－y；兩式聯(lián)立得x＝6，y＝4.2．技巧：為了確定衰變次數(shù)，一般先由質量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)(這是因為β衰變的次數(shù)多少對質量數(shù)沒有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)．(1)什么是半衰期？對于某個或選定的幾個原子核能根據(jù)該種元素的半衰期預測它的衰變時間嗎？(2)放射性元素衰變的速率，與原子所處的物理狀態(tài)和化學狀態(tài)有關嗎？(3)某放射性元素的半衰期為4天，若有10個這樣的原子核，經(jīng)過4天后還剩5個，這種說法對嗎？探究半衰期的理解及應用【答案】(1)半衰期是一個時間，是某種放射性元素的大量原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所用時間的統(tǒng)計規(guī)律，故無法預測單個原子核或幾個特定原子核的衰變時間．(2)半衰期由核內部自身的因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)和化學狀態(tài)無關．(3)半衰期是放射性元素的大量原子核衰變時所遵循的統(tǒng)計規(guī)律，不能用于少量的原子核發(fā)生衰變的情況，因此，經(jīng)過4天后，10個原子核有多少發(fā)生衰變是不能確定的，所以這種說法不對．2．對半衰期的理解(1)不同元素的半衰期不同，半衰期越大衰變越慢；半衰期越小，衰變越快．(2)半衰期是一個具有統(tǒng)計意義的物理量，一定量的放射性物質中的某一個具有放射性的原子核，經(jīng)過多長時間發(fā)生衰變是偶然的，但數(shù)目巨大的放射性物質中，有一半原子核發(fā)生衰變的時間是穩(wěn)定不變的，這就是半衰期的統(tǒng)計意義．因此半衰期是指放射性元素的大量原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間，表示大量原子核衰變的快慢程度，因此半衰期的統(tǒng)計規(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，只與原子核本身的性質有關，與物理或化學狀態(tài)無關，即一種放射性元素，不管它以單質存在還是以化合物的形式存在，或者對它加壓，或者提高它的溫度，都不能改變其半衰期．素養(yǎng)點評：通過探究半衰期，培養(yǎng)“物理觀念”的核心素養(yǎng)．對半衰期的理解精練3

(多選)關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間的一半B．原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間C．相對原子質量減少一半所需要的時間D．元素原子核總質量減半所需要的時間【答案】BD【解析】放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時間叫作這種元素的半衰期，它與原子核全部衰變所需要時間的一半不同．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數(shù)不斷減少；當原子核的個數(shù)減半時，該放射性元素的原子核的總質量也減半，B、D正確．變式3下列有關半衰期的說法，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，讓該元素與其他物質形成化合物，均可減小衰變速度【答案】A【解析】放射性元素