1、2 放射性元素的衰變,1.知道原子核的衰變。 2.會用半衰期描述衰變速度,知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義。 3.知道兩種衰變的規(guī)律,能夠熟練寫出衰變方程。,一、原子核的衰變 1.原子核衰變的定義:原子核放出_粒子,由于_ 變了,它在元素周期表中的位置就變了,變成另一種_。 我們把這種變化稱為_。,或,核電荷數(shù),原子核,原子核的衰變,2.原子核衰變的種類: (1)衰變:放出_的衰變叫做衰變。 鈾238核放出一個粒子后,核的質(zhì)量數(shù)_,核電荷數(shù)_ _,變成新核釷234核。 衰變方程式: _+,粒子,減少4,減,少2,(2)衰變:放出_的衰變叫做衰變。釷234核也具有放 射性,它能放出一個粒子而變成 (鏷)。

2、衰變方程式 3.原子核衰變的規(guī)律:原子核衰變時_和_都守恒。,粒子,電荷數(shù),質(zhì)量數(shù),二、半衰期 1.定義:放射性元素的原子核有_發(fā)生衰變所需的時間。 2.決定因素:放射性元素衰變的快慢是由_的因素決 定的,跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系。不同的放 射性元素,半衰期_。 3.應(yīng)用:利用半衰期非常_這一特點(diǎn),可以測量其衰變程度, 推斷時間。,半數(shù),核內(nèi)部自身,不同,穩(wěn)定,1.判一判: (1)和射線是同時由一個原子核射出的。 ( ) (2)原子核發(fā)生衰變時質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都改變。 ( ) (3)原子核可以單純地發(fā)生衰變。 ( ) (4)半衰期就是兩個原子核中有一個發(fā)生了衰變時用的時間。 ( )

3、 (5)放射性元素衰變的快慢與原子所處的化學(xué)狀態(tài)以及溫度、 壓強(qiáng)等外部條件無關(guān)。 ( ),提示:(1)。任何元素只有一種放射性,所以和射線不能同時由一個原子核射出。 (2)。原子核發(fā)生衰變時,電荷數(shù)改變,但質(zhì)量數(shù)卻不變。 (3)。射線是伴隨著或衰變射出的,是原子核衰變過程中釋放的能量,沒有單純的衰變。 (4)。半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對單個的事件是不可測的。 (5)。放射性元素衰變是原子核內(nèi)部的變化,與原子所處的化學(xué)狀態(tài)以及外部條件無關(guān)。,2.想一想: 原子核發(fā)生衰變時,新核的核電荷數(shù)如何變化?新核在元素周期表中的位置如何變化? 提示:原子核發(fā)生衰變是從原子核中放出電子的現(xiàn)象,新核的

4、核電荷數(shù)增加了1個,原子序數(shù)增加1,所以新核在元素周期表中的位置向后移了1位。,主題一 原子核的衰變 【問題探究】 1.原子核輻射射線會發(fā)生什么變化? 提示:天然放射性元素的原子核輻射或射線,原子核的核電荷數(shù)就發(fā)生了變化,變成了另一種原子核,也就是原子核發(fā)生了衰變。,2.原子核衰變時遵守什么規(guī)律? 提示:原子核的衰變符合質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。 3.發(fā)生衰變時,原子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)發(fā)生了怎樣的變化? 提示:粒子的質(zhì)量數(shù)是4,電荷數(shù)是2,所以發(fā)生衰變的原子核的質(zhì)量數(shù)減少4,電荷數(shù)減少2,新核在元素周期表中的位置向前提了兩位,核反應(yīng)方程為:,4.發(fā)生衰變的原子核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)發(fā)生了怎樣的變化?

5、衰變時的核電荷數(shù)為什么會增加?釋放的電子是從哪里來的? 提示:粒子的質(zhì)量數(shù)是0,電荷數(shù)是-1,所以發(fā)生衰變的原子核質(zhì)量數(shù)不變,電荷數(shù)增加1,新核在元素周期表中的位置向后退一位,核反應(yīng)方程式為:,原子核內(nèi)雖然沒有電子,但核內(nèi)的質(zhì)子和中子是可以相互轉(zhuǎn)化的,當(dāng)核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時,同時要產(chǎn)生一個電子并從核內(nèi)釋放出來,就形成了衰變,從而新核少了一個中子,但增加了一個質(zhì)子,核電荷數(shù)增加,并輻射出來一個電子。,5.原子核發(fā)生衰變的實(shí)質(zhì)是什么? 提示:衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的2個質(zhì)子和2個中子結(jié)合成一個粒子放射出來,衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子放射出來?？梢?放射出的粒子和粒子是原子核

6、內(nèi)的質(zhì)子或中子轉(zhuǎn)化而成的。,【探究總結(jié)】 1.書寫核反應(yīng)方程應(yīng)注意的問題: (1)單向性:衰變過程是不可逆的,所以核衰變方程只能用箭頭,不能用等號。 (2)實(shí)驗(yàn)性:核衰變的生成物一定要以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ),不能只依據(jù)兩個守恒而杜撰出不符合實(shí)際的生成物來書寫核反應(yīng)方程。 (3)衰變方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒,不是質(zhì)量守恒。,2.確定衰變次數(shù)的方法: (1)題境:設(shè)放射性元素 經(jīng)過n次衰變和m次衰變后,變成 穩(wěn)定的新元素 。 (2)反應(yīng)方程: (3)根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒列方程 A=A+4n Z=Z+2n-m 兩式聯(lián)立解得:,【即時訓(xùn)練】 1.(多選)(2014揭陽高二檢測)元素X是放射性元素Y的同位素,X與Y分

7、別進(jìn)行了這樣的衰變過程: 則下列敘述中,正確的是 ( ) A.Q和S是同位素 B.X和R的原子序數(shù)相同 C.X和R的質(zhì)量數(shù)相同 D.R的質(zhì)子數(shù)多于上述任一元素的質(zhì)子數(shù),【解析】選A、D。X和Y是同位素,Q和S是它們發(fā)生了一次衰變和一次衰變的產(chǎn)物,它們的質(zhì)子數(shù)相同,故為同位素,A項(xiàng)正確;R是Y發(fā)生一次衰變的產(chǎn)物,它的原子序數(shù)比Y多1,質(zhì)量數(shù)與Y相同,D正確;X與Y的原子序數(shù)相同,質(zhì)量數(shù)不同,故X與R原子序數(shù)不同,質(zhì)量數(shù)也不同,B、C錯誤。,2.(2013昆明高二檢測) 核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)?核,問: (1)一共經(jīng)過幾次衰變和幾次衰變? (2) 相比,質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少多少? (3)綜合寫出這一

8、衰變過程的方程。,【解題探究】(1)衰變過程中_守恒和_守恒。 (2)根據(jù)每發(fā)生一次衰變原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均_, 每發(fā)生一次衰變原子核的中子數(shù)_,質(zhì)子數(shù)_。,質(zhì)量數(shù),電荷數(shù),減少2,減少1,增加1,【解析】(1)設(shè) 衰變?yōu)?經(jīng)過x次衰變和y次衰變。由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得 238=206+4x 92=82+2x-y 聯(lián)立解得x=8,y=6,即一共經(jīng)過8次衰變和6次衰變。,(2)由于每發(fā)生一次衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少2,每發(fā)生一 次衰變中子數(shù)減少1,而質(zhì)子數(shù)增加1,故 較 質(zhì)子數(shù) 少10,中子數(shù)少22。 (3)核反應(yīng)方程為 答案:(1)8 6 (2)10 22 (3)見解析,主題二 探究

9、半衰期 【問題探究】 1.對半衰期的理解:半衰期的含義是什么?它是怎么得到的? 提示:半衰期是一個時間,是某種放射性元素的大量的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要時間的統(tǒng)計(jì)規(guī)律。 2.對于某個或特定的幾個原子核什么時候發(fā)生衰變能否根據(jù)半衰期算出? 提示:某個或幾個特定的原子核的衰變時間是不能預(yù)測的。,3.半衰期的應(yīng)用:半衰期的公式及意義是什么?如何根據(jù)半衰期 推算放射性元素的剩余質(zhì)量或根據(jù)剩余質(zhì)量推算衰變的時間? 提示:剩余的放射性元素的原子核的個數(shù)可用公式表示為:Nt= N0表示開始時的放射性元素的原子核的個數(shù),此式也可 以演變成放射性元素的剩余質(zhì)量 式中m0表示開始 時的放射性物質(zhì)的質(zhì)量。而 即由

10、自然對數(shù)可 根據(jù)剩余質(zhì)量推算衰變的時間。,4.什么因素能影響放射性元素的半衰期?能否通過增大壓強(qiáng)或提高溫度的方法加快某種放射性元素衰變的速度? 提示:(1)放射性元素衰變的快慢由原子核內(nèi)部因素決定。跟原子所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)。 (2)不能通過增大壓強(qiáng)或提高溫度的方法加快某種放射性元素的衰變速度,也不能通過物理或化學(xué)的方法減緩放射性元素的衰變速度。,【探究總結(jié)】 對半衰期的理解 (1)半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量,同一放射性元素具有的衰變速率一定,不同元素半衰期不同,有的差別很大。 (2)半衰期的適用條件:半衰期是一個統(tǒng)計(jì)概念,是對大量的原子核

11、衰變規(guī)律的總結(jié),對于一個特定的原子核,無法確定何時發(fā)生衰變,但可以確定各個時刻發(fā)生衰變的概率,即某時刻衰變的可能性,因此,半衰期只適用于大量的原子核。,【即時訓(xùn)練】 1.下列有關(guān)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(qiáng),讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物,均可減小衰變速度,【解題探究】(1)放射性元素的半衰期反映了放射性元素衰變 速度的_。 (2)放射性元素的半衰期是由核內(nèi)部_的因素決定的。 (3)半衰期與溫度和壓力等外部條件_。,快慢,自身,無關(guān),【解析】選A。放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間,它反映了放射性元素衰變速度的快慢,半衰期