高中物理第十九章原子核2放射性元素的衰变课堂互动学案新人教版选修3_5

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1、2　放射性元素的衰变课堂互动三点剖析一、衰变1.种类(1)α衰变：例如.α衰变后，新生成的核比原来的核质量数减少4，电荷数减少2，即新核在元素周期表中位置比原来核的位置向前移两位.用X表示原来的原子核，Y为新生成的原子核，则：.α衰变实质就是从元素原子核内放出由2个质子和2个中子集合紧密的整体——α粒子，又称氦核.(2)β衰变：例如.β衰变后，新生成的核与原来的核质量数相同，电荷数增加1，即新核在元素周期表中位置比原来核的位置向后移了一位.用通式表示为：.β衰变是由原子核中的中子变成一个质子和一个电子，电子就是β粒子.2.规律：衰变前后的电荷

2、数和质量数守恒.3.只有两种衰变，却产生了三种射线.其中γ射线经常是伴随着α射线和β射线产生的.原子核发生α、β衰变后产生的新核如处于高能级(高激发态)，向低能级(低激发态或基态)跃迁时就辐射出γ光子(γ射线).因此放射性物质发生衰变时，往往三种射线同时产生.二、半衰期概念理解1.几个公式(1)设τ为半衰期，t为实际衰变时间，则半衰期数：n=；(2)设m0为原衰变物质的质量，则剩下的未衰变的质量m=m0()n；(3)设N0为原衰变物质的原子核数目，未衰变的原子核数目N=N0()n.2.需要注意的是：(1)放射性元素的半衰期的大小与它所处物理状

3、态或化学状态无关.即与物质的温度、体积、质量、是单质或化合物等均无关.(2)半衰期是由元素的原子核决定的，是原子核的固有性质：不同元素的半衰期不同，同种元素的半衰期是确定的.(3)半衰期是一个宏观统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的.三、核反应方程质量数守恒和核电荷数守恒是我们书写核反应方程的重要依据，可用方程式表示如下：其中，但要以核反应的事实为基础，不能随意根据两条守恒定律书写事实上不存在的核反应方程式.另外，核反应通常是不可逆的，方程中只能用箭头“→”连接并指示反应方向，而不能用等号“=”连接.各个击破【例1】(钍)

4、经过一系列α和β衰变，衰变为(铅)，下列说法正确的是()A.铅核比钍核少8个质子B.铅核比钍核少16个中子C.共经过4次α衰变和6次β衰变D.共经过6次α衰变和4次β衰变解析：此题主要考查对原子核符号的认识和对衰变规律的掌握.根据符号，Z表示核电荷数(质子数)，A表示质量数，很容易确定铅核比钍核少90-82=8个质子，铅核比钍核少(232-90)-(208-82)=16个中子.α、β衰变次数则根据电荷数和质量数守恒算得：α衰变次数=(232-208)/4=6，β衰变次数=82+6×2-90=4.答案：ABD温馨提示:核发生衰变时，衰变前后的质

5、量数守恒、电荷数守恒是解决此类问题关键，当然一些“基本粒子”的符号也必须牢记住.【例2】由原子核的衰变规律可知()A.放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线B.放射性元素发生β衰变时，新核的化学性质不变C.放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D.放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1解析：一次衰变不可能同时产生α射线和β射线，只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ射线；原子核发生衰变后，新核的核电荷数发生了变化，故新核(新的物质)的化学性质理应发生改变；发生正电子衰变，新核质量数不变，核电荷数减少1.答案：C温馨提示

6、:衰变不是化学反应，快慢不能人为改变，衰变只有两种即α衰变和β衰变，原子核发生衰变时遵循质量数和电荷数守恒.【例3】β衰变中放出的电子来自()A.组成原子核的电子B.核内质子转化为中子C.核内中子转化为质子D.原子核外轨道中的电子解析：β衰变是由原子核中的中子变成一个质子和一个电子，放出的高速电子流就是β粒子.答案：Ｃ【例4】关于半衰期，以下说法正确的是()A.同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长B.升高温度可以使半衰期缩短C.氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个D.氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7

7、.6天就只剩下1克解析：半衰期跟原子所处的物理状态或化学状态无关.半衰期是一个宏观统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的.每经过3.8天就有半数的氡核发生衰变，经过两个半衰期即7.6天后，只剩下四分之一的氡，故D正确.答案：D【例5】若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩余的质量之比mA∶mB=___________.解析：元素A半衰期数：nA=20/4=5元素B半衰期数：nB=20/5=4由计算剩余质量公式m=()nm0可得：mA=()5m0,mB=()4m0所以，mA∶mB=1

8、∶2.答案：1∶2【例6】下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是()A.B.C.D.解析：各选项的方程为：，,,,选项A、C正确.答案：AC