【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1．知道放射現(xiàn)象和放射性元素。2．了解三種射線的特性，了解原子核的組成，知道原子核的表示方法。3．了解同位素的概念。了解威爾遜云室的工作原理。4．通過(guò)對(duì)原子核結(jié)構(gòu)的探究，感悟探索微觀世界的研究方法，強(qiáng)化證據(jù)意識(shí)和推理能力。
1．放射性物質(zhì)____________的性質(zhì)。2．放射性元素具有__________的元素。3．天然放射現(xiàn)象放射性元素自發(fā)地____________的現(xiàn)象。
1．α射線它是高速_______流，速度約為光速的_____，穿透能力_______，電離作用比較強(qiáng)。2．β射線它是高速_______流，速度可達(dá)光速的_______，穿透能力______，電離作用________。3．γ射線它是能量很高的__________，穿透能力很強(qiáng)，電離作用________。
3．原子核的組成(1)原子核由________和________組成，組成原子核的________和________統(tǒng)稱(chēng)為核子。(2)質(zhì)子帶一個(gè)單位的______電荷，中子不帶電，質(zhì)子和中子質(zhì)量幾乎________，都等于一個(gè)質(zhì)量單位。(3)核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝元素的____________＝核外電子數(shù)。
『判一判』(1)天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核還可再分。(　　)(2)原子序數(shù)大于83的元素都是放射性元素。(　　)(3)γ射線是光子流，是能量很高的電磁波。(　　)(4)同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)量數(shù)。(　　)
(5)質(zhì)子和中子都不帶電，是原子核的組成成分，統(tǒng)稱(chēng)為核子。(　　)(6)原子核的電荷數(shù)就是核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，也就是這種元素的原子序數(shù)。(　　)
『選一選』(2021·貴州省思南中學(xué)高二下學(xué)期月考)如圖，放射性元素鐳衰變過(guò)程中釋放出α、β、γ三種射線，分別進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說(shuō)法正確的是(　　)A．①表示γ射線，③表示α射線B．②表示β射線，③表示α射線C．④表示α射線，⑤表示γ射線D．⑤表示β射線，⑥表示α射線
解析：α帶正電，β帶負(fù)電，γ不帶電，γ射線在磁場(chǎng)中一定不偏轉(zhuǎn)，②⑤為γ射線；如左圖所示的電場(chǎng)中，α射線向右偏，β射線向左偏，①為β射線，③為α射線；在如右圖所示磁場(chǎng)中，由左手定則判斷，α射線向左偏，β射線向右偏，即④為α射線，⑥為β射線，故正確選項(xiàng)是C。
『想一想』關(guān)于原子核內(nèi)部信息的研究，最早來(lái)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(kāi)了原子核秘密的呢？
答案：首先在1896年，貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說(shuō)明原子核是可以再分的。然后在1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，說(shuō)明質(zhì)子是原子核的組成部分，再后來(lái)在1932年，查德威克用α粒子轟擊鈹原子核，發(fā)現(xiàn)了中子，說(shuō)明中子是原子核的組成部分，由此，一步步揭開(kāi)了原子核的秘密。
如圖為三種射線在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡示意圖。
(1)α射線向左偏轉(zhuǎn)，β射線向右偏轉(zhuǎn)，γ射線不偏轉(zhuǎn)說(shuō)明了什么？(2)α粒子的速度約為β粒子速度的十分之一，但α射線的偏轉(zhuǎn)半徑大于β射線的偏轉(zhuǎn)半徑說(shuō)明什么問(wèn)題？
1．天然放射現(xiàn)象(1)發(fā)現(xiàn)者1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾。(2)放射性鈾和含鈾的礦物質(zhì)都能夠發(fā)出看不見(jiàn)的射線，這種射線可以使包在黑紙里的照相底片感光。物體放射出射線的性質(zhì)叫作放射性。
(3)放射性元素放射性并不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)地放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性，元素這種自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象叫作天然放射現(xiàn)象，現(xiàn)在用人工的方法也可以制造放射性同位素。
(1)如果一種元素具有放射性，那么不論它是以單質(zhì)的形式存在，還是以某種化合物的形式存在，放射性都不受影響。也就是說(shuō)，放射性與元素存在的狀態(tài)無(wú)關(guān)，放射性?xún)H與原子核有關(guān)。因此，原子核不是組成物質(zhì)的最小微粒，原子核也存在著一定結(jié)構(gòu)。(2)β射線的電子是從原子核中放出來(lái)的，并不是從原子核外的電子中放出來(lái)的。
　　　　　(多選)將α、β、γ三種射線分別射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)和勻強(qiáng)電場(chǎng)，如下圖表示射線偏轉(zhuǎn)情況中正確的是(　 　)
解題指導(dǎo)：處理該類(lèi)問(wèn)題的實(shí)質(zhì)是力學(xué)規(guī)律在電、磁場(chǎng)中的綜合運(yùn)用，解決該類(lèi)問(wèn)題的一般步驟是：①明確α、β、γ射線粒子的電性；②分析它們?cè)陔妶?chǎng)和磁場(chǎng)中受到的力；③結(jié)合圓周運(yùn)動(dòng)、類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解。解析：已知α粒子帶正電，β粒子帶負(fù)電，γ射線不帶電，根據(jù)正、負(fù)電荷在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)受洛倫茲力方向和正、負(fù)電荷在電場(chǎng)中受電場(chǎng)力方向，可知A、B、C、D四幅圖中，α、β粒子的偏轉(zhuǎn)方向都是正確的，但偏轉(zhuǎn)的程度需進(jìn)一步判斷。
1．天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示，由此可推知(　　)A．②來(lái)自原子核外的電子B．①的電離作用最強(qiáng)，是一種電磁波C．③的電離作用較強(qiáng)，是一種電磁波D．③的電離作用最弱，是一種電磁波
解析：根據(jù)三種射線的貫穿本領(lǐng)，可知①為α射線，②為β射線，③為γ射線，α射線的電離作用最強(qiáng)是高速氦核流，β射線是高速電子流，它不是從原子核外的電子中放出來(lái)的，γ射線是光子流(高頻電磁波)，綜上所述D正確。
1919年盧瑟福用鐳放射出的α粒子轟擊氮原子核，從氮核中打出了一種新的粒子(如圖所示)，叫質(zhì)子。
(1)人們用α粒子轟擊多種原子核，都打出了質(zhì)子，說(shuō)明了什么問(wèn)題？(2)絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量數(shù)都大于其質(zhì)子數(shù)，說(shuō)明了什么問(wèn)題？提示：(1)說(shuō)明質(zhì)子是原子核的組成部分。(2)說(shuō)明原子核內(nèi)除質(zhì)子外，還有其他粒子存在。
2．對(duì)核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解(1)核子數(shù)：質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小，二者統(tǒng)稱(chēng)為核子，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)。(2)電荷數(shù)(Z)：原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍，通常用這個(gè)整數(shù)表示原子核的電荷量，叫作原子核的電荷數(shù)。(3)質(zhì)量數(shù)(A)：原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和，而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等，所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍，這個(gè)整數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù)。
3．同位素原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)決定了核外電子的數(shù)目，進(jìn)而也決定了元素的化學(xué)性質(zhì)，同種元素的質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)也相同，所以有相同的化學(xué)性質(zhì)，但它們的中子數(shù)可以不同，所以它們的物理性質(zhì)不同。把具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子核互稱(chēng)為同位素。
(1)β射線是原子核變化時(shí)產(chǎn)生的，電子并不是原子核的組成部分。(2)同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但物理性質(zhì)不同。
　　　　　已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226，試問(wèn)：(1)鐳核中有多少個(gè)質(zhì)子？多少個(gè)中子？(2)鐳核所帶的電荷量是多少？(3)若鐳原子呈中性，它核外有多少個(gè)電子？解題指導(dǎo)：核電荷數(shù)與原子核的電荷量是不同的，要理清他們的關(guān)系。
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N＝A－Z＝226－88＝138。(2)鐳核所帶電荷量Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C(3)核外電子數(shù)等于核電荷數(shù)，故核外電子數(shù)為88。答案：(1)88　138　(2)1.41×10－17 C　(3)88
原子核的“數(shù)”與“量”的辨析技巧
(1)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。
(2)原子核的質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量是不同的，也與元素的原子量不同。原子核內(nèi)質(zhì)子和中子的總數(shù)叫作核的質(zhì)量數(shù)，原子核的質(zhì)量等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和。(3)基本關(guān)系：核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)。質(zhì)量數(shù)(A)＝核子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)。
解析：釷核的質(zhì)量數(shù)為234，質(zhì)子數(shù)為90，所以A錯(cuò)誤；鈹核的質(zhì)子數(shù)為4，中子數(shù)為5，所以B錯(cuò)誤；由于同位素是指質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同，即質(zhì)量數(shù)不同，因而C錯(cuò)誤，D正確。
解析：由質(zhì)量數(shù)守恒得4＋9－12＝1；由電荷數(shù)守恒得：2＋4－6＝0；由計(jì)算結(jié)果可知，新的粒子質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，故應(yīng)為中子，B正確。
2．(2021·黑龍江大慶鐵人中學(xué)高二期中)盧瑟福預(yù)言原子核內(nèi)除質(zhì)子外還有中子的事實(shí)依據(jù)是(　　)A．電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等B．原子核的質(zhì)量大約是質(zhì)子質(zhì)量的整數(shù)倍C．原子核的核電荷數(shù)只是質(zhì)量數(shù)的一半或少一些D．質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等解析：在原子核內(nèi)，除了質(zhì)子外，還可能有質(zhì)量與質(zhì)子相等的中性粒子(即中子)，他的主要依據(jù)是核電荷數(shù)在數(shù)值上只有質(zhì)量數(shù)的一半或還少些，故C正確。

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1 原子核的組成

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