第五章原子核5.1原子核的組成目錄CONTENTS1

學習目標2

新課導入3

新課講解4

課堂小結(jié)5

典例分析當堂小練61.了解什么是放射性和天然放射現(xiàn)象。2.理解三種射線的本質(zhì),以及如何利用磁場區(qū)分它們。3.掌握原子核的組成,知道核子和同位素的概念。4.掌握質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)和核子數(shù)之間的關(guān)系。學習目標

關(guān)于原子核內(nèi)部信息的研究，最早來自礦物的天然放射現(xiàn)象。那么，人們是怎樣從破解天然放射現(xiàn)象入手，一步步揭開了原子核秘密的呢？新課導入人們對原子組成和原子結(jié)構(gòu)的認識過程量子化軌道電子云氫原子核式結(jié)構(gòu)一、天然放射現(xiàn)象關(guān)于原子核內(nèi)部的信息最早來自天然放射現(xiàn)象。貝克勒爾，1852－1908，法國1896年3月，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，與雙氧鈾硫酸鉀鹽放在一起但包在黑紙中的感光底板被感光了。他推測這可能是因為鈾鹽發(fā)出了某種未知的輻射。同年5月，他又發(fā)現(xiàn)純鈾金屬板也能產(chǎn)生這種輻射，從而確認了天然放射性的發(fā)現(xiàn)。新課講解居里夫婦對最早提出了放射性的概念。發(fā)現(xiàn)并命名兩種新元素：釙（Po）和鐳（Ra）。皮埃爾·居里，1859－1906，法國物理學家.瑪麗·居里，1867－1934，法國籍波蘭裔物理學家、化學家.瑪麗.居里和她的丈夫皮埃爾.居里對含鈾和含鈾的各種礦石進行了深入研究。發(fā)現(xiàn)這種瀝青中含有兩種能夠發(fā)出更強射線的新元素，瑪麗.居里把其中一種元素（為了紀念她的祖國波蘭而）命名為釙（Po），另一種元素命名為鐳（Ra）。放射性：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性。放射性元素：具有放射性的元素稱為放射性元素。天然放射現(xiàn)象：放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象。原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性．鋇鈾云母翠砷銅鈾礦斜水鉬鈾礦鈾鈣石礦放射性說明了原子核具有復雜結(jié)構(gòu)二、射線的本質(zhì)1、研究方法⑴把放射源鈾、釙或鐳放入用鉛做成的容器中，射線只能從容器的小孔射出，成為細細的一束。這三種射線分別叫作α射線、β射線和γ射線。⑵在射線經(jīng)過的空間施加磁場。①射線分裂成三束；②兩束在磁場中向不同的方向偏轉(zhuǎn)，這說明它們是帶電粒子流；且電性相反。③另一束在磁場中不偏轉(zhuǎn)，說明它不帶電。如果α射線、β射線都是帶電粒子流，按照圖5.1-1中標出的徑跡判斷，它們分別帶什么電荷？如果不用磁場而用電場判斷它們帶電的性質(zhì)，兩個電極怎樣放置可以使三種射線大致沿圖示的方向偏轉(zhuǎn)？×

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α射線β射線γ射線正電負電α射線+β射線－γ射線電場E2、三種射線

電離能力貫穿能力速度本質(zhì)0.99C光速c

氦核流高速電子流波長極短的電磁波（光子）由于與物質(zhì)中的微粒作用時會損失自己的能量，在空氣中只能前進幾厘米，用一張紙就能把它擋住。很強較弱更小穿透能力較強，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土紙鋁α射線β射線γ射線

鉛

氣體受到電場或熱能的作用,就會使中性氣體原子中的電子獲得足夠的能量,以克服原子核對它的引力而成為自自電子,同時中性的原子或分子由于失去了帶負電荷的電子而變成帶正電荷的正離子。這種使中性的氣體分子或原子釋放電子形成正離子的過程叫做氣體電離,形成的就是電離氣體。3、射線的來源

射線與核外電子無關(guān)，它來自原子核。說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。單質(zhì)、化合物溫度、壓強威耳遜云室

由微觀粒子構(gòu)成的射線，肉眼是看不見的。但是，射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時產(chǎn)生的現(xiàn)象，會顯示射線的存在。威爾遜云室就是一種常用的射線探測裝置。劍橋卡文迪許實驗室陳列的威爾遜云室三、原子核的組成1、發(fā)現(xiàn)質(zhì)子1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。質(zhì)子：P電量：e=1.602×10-19C質(zhì)量：mp=1.672×10-27kg戲稱：盧打“氮”

盧打“蛋”后來，人們用同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子，由此斷定質(zhì)子是原子核的組成部分。如果原子核中內(nèi)只有質(zhì)子，則：實際上：說明原子核還有其他組成部分原子核是只由質(zhì)子組成的嗎？如果原子核中只有質(zhì)子，那么，任何一種原子核的質(zhì)量與電荷量之比，都應該等于質(zhì)子的質(zhì)量與電荷量之比。但事實是這樣的嗎？2、發(fā)現(xiàn)中子中子不帶電，用n表示，質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量接近。盧瑟福猜想，原子核內(nèi)可能還存在著另一種粒子，它的質(zhì)量與質(zhì)子相同，但是不帶電，他把這種粒子叫作中子。1932年，盧瑟福的學生查德威克通過實驗證實了這個猜想。mn＝1.674927471×10-27kgmp=1.672×10-27kg原子核具有結(jié)構(gòu)天然放射性現(xiàn)象原子核=質(zhì)子+中子原子具有核式結(jié)構(gòu)α粒子散射實驗原子具有結(jié)構(gòu)重要實驗結(jié)論原子=原子核+核外電子原子內(nèi)部存在電子陰極射線核子3、原子核的組成mn＝1.674927471×10-27kgmp=1.672×10-27kg質(zhì)子：P電量+：e=1.602×10-19C中子：n中子質(zhì)量比質(zhì)子質(zhì)量約大千分之一4、原子核的表示方法=質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=荷外電子數(shù)⑴核電荷數(shù)Z⑵質(zhì)量數(shù)A=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)電荷數(shù)(原子序數(shù)）質(zhì)量數(shù)原子核的電荷數(shù)不是它所帶的電荷量，質(zhì)量數(shù)也不是它的質(zhì)量。原子核符號（元素符號）

（α粒子）表示：帶2個單位正電荷，即有2個質(zhì)子和4－2＝2個中子。氦原子核鈾原子核電荷數(shù)是2，質(zhì)量數(shù)是4。電荷數(shù)是92，質(zhì)量數(shù)是235。表示：帶92個單位正電荷，即有92個質(zhì)子和235－92＝143個中子。質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。例如，氫有三種同位素，分別叫做氕（也就是通常說的氫）、氘（也叫重氫）、氚（也叫超重氫），符號分別是。

5、同位素

原子核的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子數(shù)目，也決定了電子在核外的分布情況，進而決定了這種元素的化學性質(zhì)。因此，同種元素的原子，質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)也相同，它們就會具有相同的化學性質(zhì)。1、天然放射現(xiàn)象2、射線本質(zhì)3、原子核的組成：質(zhì)子、中子α射線β射線γ射線⑴核電荷數(shù)Z=質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=荷外電子數(shù)⑵質(zhì)量數(shù)A=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)氦原子核高速運動的電子流波長極短的電磁波（光子）課堂小結(jié)【例題1】如圖所示，在某次實驗中把放射源放入鉛制成的容器中，射線只能從容器的小孔射出.在小孔前Q處放置一張黑紙，在黑紙后P處放置照相機底片，QP之間為垂直紙(非黑紙)面的勻強磁場(圖中未畫出)，整個裝置放在暗室中.實驗中發(fā)現(xiàn)，在照相機底片的a、b兩處被感光(b點正對鉛盒的小孔)，則下列有關(guān)說法正確的是（）A.天然放射現(xiàn)象說明原子具有復雜的結(jié)構(gòu)B.QP之間的勻強磁場垂直紙面向里C.通過分析可知，打到a處的射線為β射線D.此放射性元素放出的射線中只有α射線和β射線典例分析C天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復雜的結(jié)構(gòu)，選項A錯誤；因黑紙只能擋住α射線，則打到a點的為β射線，打到b點的為γ射線，由左手定則可知，QP之間的勻強磁場垂直紙面向外，選項B錯誤，C正確；此放射性元素放出的射線中有α射線、β射線和γ射線，選項D錯誤。解析：【例題2】已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226.試問：(1)鐳核中有幾個質(zhì)子？幾個中子？(2)鐳核所帶的電荷量是多少？(3)呈中性的鐳原子，核外有幾個電子？解析：(1)鐳核中的質(zhì)子數(shù)等于其原子序數(shù)，故質(zhì)子數(shù)為88，中子數(shù)N等于原子核的質(zhì)量數(shù)A與質(zhì)子數(shù)Z之差，即N=A-Z=226-88=138.(2)鐳核所帶電荷量：Q=Ze=88×1.6×10-19C=1.41×10-17C(3)核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88.學以致用·隨堂檢測全達標1．原子核中能放出α、β、γ射線，關(guān)于原子核的組成，以下說法中正確的是(

)A．原子核中有質(zhì)子、中子、還有α粒子

B．原子核中有質(zhì)子、中子，還有β粒子C．原子核中有質(zhì)子、中子，還有γ光子

D．原子核中只有質(zhì)子和中子答案：D解析：在放射性元素的原子核中2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合得比較緊密，有時作為一個整體放出，這就是α粒子的來源，說到底它仍是由質(zhì)子和中子組成的，不能據(jù)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(zhuǎn)化為質(zhì)子，并向核外釋放一個β粒子．原子核發(fā)生衰變后處于高能級，在回到低能級時多余的能量以γ光子的形式輻射出來，形成γ射線，故原子核里也沒有γ光子．2．(多選)在貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對放射線的性質(zhì)進行了深入研究，發(fā)現(xiàn)在天然放射現(xiàn)象中共放出了三種射線，圖為這種射線貫穿物體情況的示意圖，①、②、③各代表一種射線，以下說法正確的是(

)A．射線①的電離能力最弱B．射線②為高速的質(zhì)子流C．射線③可以用來檢查金屬內(nèi)部有無砂眼和裂紋D．射線③是一種高能的電磁波答案：CD解析：射線①用手可以擋住，說明穿透能力最弱，是α射線，α射線電離能力最強，選項A錯誤；射線②是高速電子流；射線③是γ射線，γ射線是一種高能的電磁波，選項B錯誤，D正確；射線③是γ射線，穿透能力最強，可以用來檢查金屬內(nèi)部有無砂眼和裂紋，選項C正確．3．如圖所示，某種元素的不同同位素的原子核內(nèi)的中子數(shù)N與原子核質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系是(

)答案：C解析：同一元素的不同同位素的原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)是一定的，只是中子數(shù)不同，設質(zhì)子數(shù)為Q，則N＋Q＝A，故N＝A－Q，Q是定值，故選C.4.如圖所示，天然放射性元素放出的α、β、γ三種射線同時射入互相垂直的勻強電場和勻強磁場中，射入時速度方向和電場、磁場方向都垂直，進入場區(qū)后發(fā)現(xiàn)β射線和γ射線都沿直線前進，則α射線(

)A．向右偏

B．向左偏C．直線前進D．無法判斷答案：A

5．如圖所示是用來監(jiān)測在核電站工作的人員受到輻射情況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域，可以判斷工作人員受到了何種輻射．當胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時