1.了解什么是放射性和天然放射現(xiàn)象。(物理觀念)2.理解三種射線的本質(zhì),以及如何利用磁場區(qū)分它們。(物理觀念)3.掌握原子核的組成,知道核子和同位素的概念。(物理觀念)4.掌握質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)和核子數(shù)間的關(guān)系。(物理觀念)
基礎(chǔ)落實·必備知識全過關(guān)
重難探究·能力素養(yǎng)全提升
學(xué)以致用·隨堂檢測全達標(biāo)
一、天然放射現(xiàn)象及射線的本質(zhì)1.天然放射現(xiàn)象(1)1896年,法國物理學(xué)家　　　　　　　發(fā)現(xiàn),鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見的射線。?(2)放射性:物質(zhì)發(fā)出　　　　的性質(zhì)。?
(3)放射性元素:具有放射性的元素。(4)原子序數(shù)大于　　的元素,都能自發(fā)地發(fā)出射線,原子序數(shù)小于或等于　　的元素,有的也能發(fā)出射線。?(5)瑪麗·居里和她的丈夫皮埃爾·居里發(fā)現(xiàn)了兩種放射性更強的新元素,命名為　　　　　　　　　。?
與它以單質(zhì)還是化合物的形式存在無關(guān)
2.三種射線(1)α射線:是α粒子流,其組成與　　　　　　相同。速度可達到光速的 ,其電離能力強,穿透能力較弱,在空氣中只能前進幾厘米,用　　　　　就能把它擋住。?
(2)β射線:是電子流,速度可以接近光速,它的　　　　作用較弱,穿透能力較強,很容易穿透黑紙,也能穿透幾毫米厚的　　　。?(3)γ射線:呈電中性,是一種　　　　　　,波長很短,在10-10 m以下,它的　　　　作用更弱,但穿透能力更強,甚至能穿透幾厘米厚的　　　　和幾十厘米厚的混凝土。?
二、原子核的組成1.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)(如圖所示)
2.中子的發(fā)現(xiàn)(如圖所示)
3.原子核的組成由　　　　和　　　　組成,它們統(tǒng)稱為　　　　。?
5.同位素核中　　　　　　相同而　　　　　不同的　　　　　　,在元素周期表中處于　　　　　　　　,它們互稱同位素。例如,氫有三種同位素分別為
同位素的化學(xué)性質(zhì)相同,物理性質(zhì)一般不同
情境鏈接1896年,法國物理學(xué)家貝克勒爾把用黑紙包著的感光底片與鈾和含鈾的礦物一起放進了抽屜里,等他再次打開抽屜時,發(fā)現(xiàn)底片感光了。思考一下,是太陽激發(fā)鈾發(fā)出熒光,還是鈾自身發(fā)出射線使底片感光呢?什么是天然放射現(xiàn)象呢?有的裝飾建材為什么會有放射性?是否可以用物理方法或化學(xué)方法消除其放射性呢?
提示 是鈾元素自身發(fā)出射線使底片感光;物質(zhì)發(fā)出射線的性質(zhì)稱為放射性,放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象,叫作天然放射現(xiàn)象;裝飾材料中含有放射性物質(zhì)時就會發(fā)出射線,從而具有放射性;由于放射性是原子核本身的性質(zhì),故不能用物理方法或化學(xué)方法消除其放射性。
教材拓展閱讀教材P102思考與討論,思考放射性元素釋放出α、β、γ三種射線進入帶異種電荷的兩板間的偏轉(zhuǎn)情況如圖所示,則①②③分別是什么射線?
提示 由放射現(xiàn)象中α射線帶正電,β射線帶負電,γ射線不帶電,結(jié)合在電場中的偏轉(zhuǎn)可知②是γ射線,③是α射線,①是β射線。
易錯辨析(1)原子序數(shù)小于83的元素都不能放出射線。(　　)(2)α射線實際上就是氦原子核,α射線具有較強的穿透能力。(　　)(3)β射線是高速電子流,很容易穿透黑紙,也能穿透幾毫米厚的鋁板。(　　)(4)同一元素的兩種同位素具有相同的質(zhì)量數(shù)。(　　)(5)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)。(　　)
提示 原子序數(shù)小于83的部分元素也能放出射線,如鈷60。
提示 α粒子由于質(zhì)量較大,穿透能力較弱。
提示 同一元素的同位素具有相同的質(zhì)子數(shù),不同的質(zhì)量數(shù)。
探究點一　天然放射現(xiàn)象
如圖為三種射線在磁場中的運動軌跡示意圖。(1)α射線向左偏轉(zhuǎn),β射線向右偏轉(zhuǎn),γ射線不偏轉(zhuǎn),說明了什么?(2)α粒子的速度約為β粒子的速度的十分之一,但α射線的偏轉(zhuǎn)半徑大于β射線的偏轉(zhuǎn)半徑說明了什么?
要點提示 (1)說明α射線帶正電,β射線帶負電,γ射線不帶電。
(2)α粒子的速度小于β粒子的速度,根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中運動的半徑
1.α、β、γ射線的比較
2.三種射線在電場中和磁場中的偏轉(zhuǎn)規(guī)律(1)在勻強電場中,γ射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn),做勻速直線運動,α粒子和β粒子沿相反方向做類平拋運動,在同樣的條件下,β粒子的偏移大,如圖所示。
(2)在勻強磁場中,γ射線不發(fā)生偏轉(zhuǎn),仍做勻速直線運動,α粒子和β粒子沿相反方向做勻速圓周運動,且在同樣條件下,β粒子的軌道半徑小,如圖所示。
3.元素的放射性(1)一種元素的放射性與是單質(zhì)還是化合物無關(guān),這就說明射線跟原子核外電子無關(guān)。(2)射線來自原子核說明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。
【例1】 (多選)將α、β、γ三種射線分別射入勻強磁場和勻強電場,如下圖表示射線偏轉(zhuǎn)情況正確的是(　　)
解析 已知α粒子帶正電,β粒子帶負電,γ射線不帶電,根據(jù)正、負電荷在磁場中運動所受洛倫茲力方向和正、負電荷在電場中所受電場力方向,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)的程度需進一
1.如圖所示,X為未知的放射源,L為薄鋁片,若在放射源和計數(shù)器之間加上L后,計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小,在L和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場,計數(shù)器的計數(shù)率不變,則X可能是(　　)A.α和β的混合放射源B.純α放射源C.α和γ的混合放射源D.純γ放射源
解析 由三種射線的本質(zhì)和性質(zhì)可以判斷:在放射源和計數(shù)器之間加上薄鋁片后,計數(shù)器的計數(shù)率大幅度減小,說明射線中有穿透能力很弱的粒子,即α粒子;在鋁片和計數(shù)器之間再加豎直向下的勻強磁場,計數(shù)器的計數(shù)率不變,說明穿過薄鋁片的粒子中無帶電粒子,故只有γ射線。因此放射源可能是α和γ的混合放射源。
探究點二　原子核的組成
(1)1919年,盧瑟福做了用α粒子轟擊氮核的實驗。他從氮核中打出了一種粒子,并測定了它的電荷量與質(zhì)量,盧瑟福將其命名為質(zhì)子。之后,人們又轟擊多種原子核,都打出了質(zhì)子,說明了什么問題?(2)絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量數(shù)都大于其質(zhì)子數(shù),說明了什么問題?
要點提示 (1)說明質(zhì)子是原子核的組成部分。(2)說明原子核內(nèi)除質(zhì)子外,還有其他粒子存在。
1.對核子數(shù)、電荷數(shù)和質(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)量幾乎等于單個核子質(zhì)量的整數(shù)倍,這個整數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù)。
2.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)的原子核組成的元素互稱為同位素。特別提示　(1)β射線是原子核變化時產(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。
【例2】 已知鐳的原子序數(shù)是88,原子核的質(zhì)量數(shù)是226。試問:(1)鐳核中有幾個質(zhì)子?幾個中子?(2)鐳核所帶電荷量是多少?(3)若鐳原子呈現(xiàn)中性,它核外有幾個電子?
強度為B的勻強磁場中,它們運動的軌跡半徑之比是多少?
答案 (1)88　138　(2)1.408×10-17 C　(3)88　(4)113∶114
解析 因為原子序數(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。
(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=1.408×10-17 C。
(3)鐳原子呈中性,則核外電子數(shù)等于質(zhì)子數(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
方法技巧　原子核“數(shù)”與“量”的辨析(1)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,原子核內(nèi)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的總和叫作原子核的質(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。
說法正確的是(　　)A.兩者具有相同的中子數(shù)和不同的質(zhì)量數(shù)B.兩者具有相同的中子數(shù)和不同的原子序數(shù)C.兩者具有相同的核電荷數(shù)和不同的中子數(shù)D.兩者具有相同的核外電子數(shù)和不同的化學(xué)性質(zhì)
解析 同位素是同一種元素,故質(zhì)子數(shù)、核電荷數(shù)及化學(xué)性質(zhì)相同,但中子數(shù)不同,故C正確,A、B、D錯誤。
則(　 　)A.它們的質(zhì)子數(shù)相等B.若為中性原子,它們的核外電子數(shù)相等C.它們的核子數(shù)相等D.它們的化學(xué)性質(zhì)相同
解析 氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3,質(zhì)子數(shù)和中性原子狀態(tài)核外電子數(shù)均相同,都是1,故A、B正確,C錯誤;同位素化學(xué)性質(zhì)相同,只是物理性質(zhì)不同,D正確。
2.(原子核的組成)據(jù)報道,放射性同位素鈥 在醫(yī)療領(lǐng)域有重要應(yīng)用,該同位素原子核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差是(　　)A.32B.67C.99D.166
解析 根據(jù)原子核內(nèi)各量的關(guān)系可知核外電子數(shù)=質(zhì)子數(shù)=67,中子數(shù)為166-67=99,故核內(nèi)中子數(shù)與核外電子數(shù)之差為99-67=32,故A正確,B、C、D錯誤。
3.(三種射線的理解)天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結(jié)果如圖所示,由此可推知(　　)A.②來自原子核外的電子B.①的電離作用最強,是一種電磁波C.③的電離作用較強,是一種電磁波D.③的電離作用最弱,屬于原子核內(nèi)釋放的光子
解析 射線均來自核內(nèi),A錯誤;從圖中可看出,一張紙能擋住①射線,則①射線一定是α射線,其穿透能力最弱,電離作用最強,但不是電磁波,而是高速粒子流,B錯誤;鉛板能擋?、?而不能擋?、?說明③一定是γ射線,其電離作用最弱,穿透能力最強,是一種電磁波,屬于原子核內(nèi)以能量形式釋放出來的以光速運行的高能光子,C錯誤,D正確。

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1 原子核的組成

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