1、第1節(jié) 原子核的組成與核力(對應(yīng)學(xué)生用書頁碼P32)一、原子核的組成1質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)為了探測原子核的結(jié)構(gòu)，1919年，盧瑟福做了用粒子轟擊氮原子核的實驗，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。實驗表明質(zhì)子是原子核的組成部分。2中子的發(fā)現(xiàn)盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子后，預(yù)想核內(nèi)還有一種不帶電的中性粒子。1932年，查德威克利用粒子轟擊鈹時，證明了中子的存在。3原子核的組成(1)組成：原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。(2)原子核的符號：X，其中X表示元素，A表示質(zhì)量數(shù)，Z表示核電荷數(shù)。(3)基本關(guān)系：核電荷數(shù)質(zhì)子數(shù)原子序數(shù)質(zhì)量數(shù)質(zhì)子數(shù)中子數(shù)核子數(shù)(4)同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子核互稱同位素。如氫的三種同位素氕、氘

2、、氚。二、核力1定義原子核內(nèi)相鄰核子之間的相互作用力，也稱強力。2特點(1)在原子核的線度內(nèi)，核力比庫侖力大得多。(2)核力是短程力，當兩核子中心距離大于核子本身線度時，核力幾乎完全消失。(3)核力與電荷無關(guān)，質(zhì)子與質(zhì)子、中子與中子、質(zhì)子與中子之間的核力是相等的。特別提醒質(zhì)子越多的原子核需要更多的中子來維持核的穩(wěn)定，在大而穩(wěn)定的原子核中，中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)。三、核反應(yīng)1核反應(yīng)用一定能量的粒子轟擊原子核，改變原子核結(jié)構(gòu)的過程。2核反應(yīng)方程用原子核符號描述核反應(yīng)過程的式子。3書寫方程式的原則核反應(yīng)方程必須滿足反應(yīng)前、后質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)都守恒。1判斷：(1)盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子。()(2)具有相同質(zhì)子數(shù)而

3、中子數(shù)不同的原子核稱為同位素。()(3)核反應(yīng)只改變核外電子數(shù)，不會改變原子核的結(jié)構(gòu)。()答案：(1)(2)(3)2思考：一個鉛原子質(zhì)量數(shù)為207，原子序數(shù)為82，其核外電子有多少個？中子數(shù)又是多少？提示：鉛的原子序數(shù)為82，即一個鉛原子中有82個質(zhì)子，由于原子是電中性的，質(zhì)子與電子電性相反、電量相同，故核外電子數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)相同為82個，根據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和的關(guān)系，鉛原子核的中子數(shù)為20782125(個)。(對應(yīng)學(xué)生用書頁碼P32)原子核的結(jié)構(gòu)1.原子核的組成(1)原子核是由質(zhì)子、中子組成的，質(zhì)子帶正電，電荷量e1.61019 C，質(zhì)量m1.1027kg。中子不帶電，質(zhì)量mn1.

4、1027kg。不同的原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的個數(shù)并不一定相同。(2)質(zhì)量數(shù)：原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)的質(zhì)子和中子質(zhì)量之和，原子核的質(zhì)量近似等于質(zhì)子(或中子)質(zhì)量的整數(shù)倍，通常用這個整數(shù)代表原子核的相對質(zhì)量，叫做原子核的質(zhì)量數(shù)。原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和。2同位素(1)定義：具有相同質(zhì)子數(shù)而中子數(shù)不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置。(2)化學(xué)性質(zhì)的決定因素：原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目，也決定了電子在核外分布的情況，進而決定了這種元素的化學(xué)性質(zhì)。(3)氫的同位素：氕(H)，氘(H)，氚(H)。元素的化學(xué)性質(zhì)是由原子核外面的電子數(shù)決定的，所以同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，但其物理性質(zhì)一

5、般是不同的。1某種元素的原子核用X表示，下列說法正確的是()A原子核的質(zhì)子數(shù)為Z，中子數(shù)為AB原子核的質(zhì)子數(shù)為Z，中子數(shù)為AZC原子核的質(zhì)子數(shù)為A，中子數(shù)為ZD原子核的質(zhì)子數(shù)為AZ，中子數(shù)為Z解析：選BX中，A為質(zhì)量數(shù)，Z為質(zhì)子數(shù)；中子數(shù)應(yīng)為AZ。核反應(yīng)的規(guī)律與核反應(yīng)方程1.用原子核的符號來表示核反應(yīng)過程的式子稱為核反應(yīng)方程。一般用下列通式表示iTIRi表示為入射粒子，T為靶原子核，R為生成的原子核，I為出射粒子。2常見的幾個核反應(yīng)方程：NHeOH(發(fā)現(xiàn)質(zhì)子)BeHeCn(發(fā)現(xiàn)中子)AlHePnPSie(發(fā)現(xiàn)正電子)3寫核反應(yīng)方程時應(yīng)注意的問題(1)核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用

6、等號連接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向。(2)核反應(yīng)方程應(yīng)以實驗事實為基礎(chǔ)，不能憑空杜撰。(3)核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中，一般會發(fā)生質(zhì)量的變化。核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)守恒，但原子核的總質(zhì)量一般會發(fā)生變化，即總質(zhì)量不守恒。2下列核反應(yīng)方程中正確的是()A.UThHB.BeHeCnC.ThPae D.PSie解析：選B根據(jù)核反應(yīng)方程中電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒進行分析。(對應(yīng)學(xué)生用書頁碼P33)原子核的組成例1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)若鐳原子呈中性，它核外有幾個電子？(4)Ra是鐳的一

7、種同位素，讓Ra和Ra以相同的速度垂直射入磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，它們運動的軌道半徑之比是多少？解析原子序數(shù)與核內(nèi)質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)、中性原子的核外電子數(shù)都是相等的。原子核的質(zhì)量數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。由此可得：(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NAZ22688138。(2)鐳核所帶電荷量 QZe881.61019 C1.411017C。(3)中性原子的核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88.(4)帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的向心力為洛倫茲力，故有qvBm，r。兩種同位素具有相同的核電荷數(shù)，但質(zhì)量數(shù)

8、不同，故有。答案見解析核電荷數(shù)與原子核的電荷量是不同的，組成原子核的質(zhì)子的電荷量都是相同的，所以原子核的電荷量一定是質(zhì)子電荷量的整數(shù)倍，我們把核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)叫核電荷數(shù)，而這些質(zhì)子所帶電荷量的總和才是原子核的電荷量。核反應(yīng)方程的書寫例2完成下列各核反應(yīng)方程，并指出哪個核反應(yīng)是首次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子和正電子的。(1)BHeN()(2)Be()Cn(3)Al()MgH(4)NHeO()(5)UTh()(6)Na()NaH(7)AlHen()；PSi()解析(1)5BHeNn。(2)BeHe6Cn此核反應(yīng)使查德威克首次發(fā)現(xiàn)了中子。(3)AlnMgH。(4)NHeOH此核反應(yīng)使盧瑟福首次發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子。(5)UT

9、hHe。(6)NaHNaH(7)AlHenP(磷30放射性同位素)PSie(正電子)此核反應(yīng)首次發(fā)現(xiàn)了正電子。答案見解析書寫核反應(yīng)方程應(yīng)注意以下幾點：(1)正確書寫各粒子的符號。(2)反應(yīng)前后體系的總電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)守恒。(3)正確區(qū)分核電荷數(shù)與原子核的電荷量，原子核的質(zhì)量數(shù)與原子核的質(zhì)量的不同。(對應(yīng)學(xué)生用書頁碼P33)1關(guān)于質(zhì)子與中子，下列說法中錯誤的是()A原子核由質(zhì)子和中子組成B質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子C盧瑟福發(fā)現(xiàn)了中子，并預(yù)言了質(zhì)子的存在D盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，并預(yù)言了中子的存在解析：選C原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱核子，盧瑟福發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子并預(yù)言了中子的存在，故A、B、D項敘述正確，C項

10、錯。2以下說法中正確的是()A原子中含有帶負電的電子，所以原子帶負電B原子核中的質(zhì)子數(shù)一定跟核外電子數(shù)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(zhì)子，因此人們斷定質(zhì)子是原子核的組成部分D絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核電荷量跟質(zhì)子電荷量之比，因而原子核內(nèi)還存在一種不帶電的中性粒子解析：選CD原子中除了帶負電的電子外，還有帶正電的質(zhì)子，故A錯；對于中性原子來說原子核中的質(zhì)子數(shù)才跟核外電子數(shù)相等，故B不正確；正是用粒子轟擊原子核的實驗才發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故C正確；因為絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量之比都大于原子核電荷量跟質(zhì)子電荷量之比，才確定原子核內(nèi)必還有別的中性粒子，故D正確

11、。3氫有三種同位素，分別是氕H，氘H，氚H，則()A它們的質(zhì)子數(shù)相等B它們的核外電子數(shù)相等C它們的核子數(shù)相等D它們的中子數(shù)相等解析：選AB氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3，質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相同，都為1，中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù)，故中子數(shù)各不相同。故正確答案為A、B。4關(guān)于核力的說法正確的是()A核力同萬有引力沒有區(qū)別，都是物體間的作用B核力就是電磁力C核力是短程力，作用范圍在2 fm左右D核力與電荷有關(guān)解析：選C核力是短程力，超過21015 m，核力急劇下降幾乎消失，故C對；核力與萬有引力、電磁力不同，故A、B不對；核力與電荷無關(guān)，故D錯。5在下列4個核反應(yīng)方程中，X表示質(zhì)子的是()A.

12、PSiXB.UThXC.AlnMgXD.AlHePX解析：選C根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，選項A中的X為正電子；選項B中的X為粒子；選項C中的X為質(zhì)子；選項D中的X為中子。故C正確。6下列說法正確的是()A質(zhì)子和中子的質(zhì)量不等，但質(zhì)量數(shù)相等B質(zhì)子和中子構(gòu)成原子核，原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量總和C同一種元素的原子核有相同的質(zhì)量數(shù)，但中子數(shù)可以不同D中子不帶電，所以原子核的總電荷量等于質(zhì)子和電子的總電荷量之和解析：選A質(zhì)子和中子的質(zhì)量不同，但質(zhì)量數(shù)相同，A對。質(zhì)子和中子構(gòu)成原子核，原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量數(shù)總和，B錯。同一種元素的原子核有相同的質(zhì)子數(shù)，但中子數(shù)可以不同，C錯。中子不帶

13、電，所以原子核的總電荷量等于質(zhì)子總電荷量之和，D錯。7據(jù)最新報道，放射性同位素鈥Ho，可有效治療癌癥，該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是()A32B67C99 D166解析：選A根據(jù)原子核的表示方法得核外電子數(shù)質(zhì)子數(shù)67，中子數(shù)為1666799，故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為996732，故A對，B、C、D錯。8對核子結(jié)合成原子核的下列說法正確的是()A原子核內(nèi)的核子間均存在核力B原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力和庫侖力C當n個核子靠近到核力作用的范圍而結(jié)合為原子核時，其間“勢能”一定減小D對質(zhì)子數(shù)較多的原子核，其中的中子起到增加核力、維系原子核穩(wěn)定的作用解析：選CD由于核力為短程力，只會發(fā)生

14、在相鄰核子之間，由此知A、B錯誤；當n個核子靠近到核力作用范圍內(nèi)，而距離大于0.81015 m，核力表現(xiàn)為引力，在此過程核力必做正功，其間勢能必定減小，形成原子核后距離一般不小于0.81015 m，故C正確；對質(zhì)子數(shù)較多的原子核，由于只有相鄰的質(zhì)子間才有核力，但各個質(zhì)子間均有很強的庫侖斥力，隨著質(zhì)子數(shù)的增加，其庫侖斥力增加，對于穩(wěn)定的原子核，必須存在較多的中子才能維系二者的平衡，故D正確。9原子核X與氘核H反應(yīng)生成一個粒子和一個質(zhì)子，由此可知()AA2，Z1 BA2，Z2CA3，Z3 DA3，Z2解析：選D本題考查核反應(yīng)方程的書寫，主要考查電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒。根據(jù)這兩點有方程A241，Z121，解得A3，Z2，D項對。10寫出下列兩個核反應(yīng)的反應(yīng)方程。(1)Al(鋁核)俘獲一個粒子后放出一個中子：_。 (2)粒子轟擊N(氮核)放出一個質(zhì)子：_。解析：由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知：(1)AlHePn(2)NHeOH答案：見解析111930年發(fā)現(xiàn)，在真空條件下用粒子(He)轟擊鈹(Be)時，會產(chǎn)生一種看不見的、貫穿能力極強且不帶電的粒子，查德威克認定這種粒子就是中子。(1)寫出粒子轟擊鈹核的核反應(yīng)方程。(2)若一個中子與一個靜止的碳核發(fā)生正碰