学科竞赛高中化学竞赛基础知识之核化学课件

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1、核化学简介第12章1964年10月16日15时,中国在本国西部地区爆炸了一颗原子弹.....蘑菇云本章教学要求3．了解放射性碳-14测定年代法；2．会正确书写核化学方程式；1．了解有关放射性核素和放射性衰变的概念；5．简单了解人工核反应和超铀元素合成的基本内容。4．了解核能和核能利用的基本概念；12.1放射性核素和放射性衰变Radioactivenuclideandradioactivedecay12.2核能和核能利用Nuclearenergyanduseofnuclearenergy12.3人工核反应和超铀元素的合成Artificialnuclearreactio

2、nandsynthesesoftransuraniumelements12.1.1放射性衰变和放射系RadioactivedecayandradioactivitySeries12.1.2核化学方程、半衰期和放射性活度Nuclearchemicalequationhalf-timeandradioactivity12.1.3放射性碳-14纪年Radiocarbon-14dating12.1放射性核素和放射性衰变Radioactivenuclideandradioactivedecay12.1.1放射性衰变和放射系放射性衰变(radioactivedecay)是一种过

3、程,在这种过程中,原来的核素(母体)或者变为另一种核素(子体),或者进入另一种能量状态。β衰变α衰变γ衰变核电荷数减少2意味着子核在元素周期表中的位置左移2格,叫作α衰变的位移定则。β衰变的位移定则是，子核在元素周期表中的位置右移1格。放射性衰变+γ（高能电子波）++（电子）在自然界存在的放射性核素大多具有多代母子体衰变关系。母体放射性核素经多代子体放射性核素最后衰变生成稳定核素。放射系(radioactiveseries)铀系钍系锕系12.1.2核化学方程、半衰期和放射性活度1.核化学方程式书写核化学方程式的规则：(a)方程式两端的质量数之和相等；(b)方程式两端

4、的原子序数之和相等。Question1Solution配平下列方程式:(a)++?(b)+?(c)+?依据配平规则可知：(a)++(b)+(c)+12.1.2核化学方程、半衰期和放射性活度2.半衰期1个半衰期2个半衰期3个半衰期4个半衰期放射性核素的衰变速率用半衰期(half-life)表示,符号为t1／2。例如,锶-90的衰变反应的半衰期为29a。放射性核素的半衰期短至10-6s,长至1015a。衰变反应半衰期的一个重要特征是,它不受外界条件(温度、压力等)的影响，也不受化合状态的影响。化学方法可以使有毒化学制剂分解为无毒物种，但对放射性造成的毒性却无可奈何!切尔

5、诺贝利4号反应堆爆炸灾难后的几年内，乌克兰0～14岁儿童中甲状腺癌的发病人数。3.放射性活度及其单位放射性活度(activity)是通过实验观察得到的放射性物质的衰变速率。SI单位:为Bq(贝可)，1Bq相当于每秒发生1次衰变。旧单位：Ci(居里)，1Ci相当于每秒发生3.7×1010次衰变(1g镭-226的衰变速率)。1Ci=3.7×1010Bq比活度：指样品中某核素的放射性活度与样品总质量之比，单位为Bq·g-1或mCi·g-1等。检测放射性的方法盖革计数器(Geigercounter)是根据受辐射气体发生电离而产生的离子和电子能传导电流的原理设计的。每个被放大

6、了的电脉冲即代表一次放射性记数12.1.3放射性碳-14纪年方法：放射性碳-14测定年代法(radiocarbon-14dating)依据：衰变反应半衰期与反应物的起始浓度无关利比：获得1960年诺贝尔化学奖假定：大气中碳-14与碳-12的比值是恒定的碳-14以5730a的半衰期发生β衰变+Question2埃及一法老古墓发掘出来的木质遗物样品中,放射性碳-14的比活度为432Bq·g-1[即s-1·(gC)-1],而地球上活体植物组织相应的比活度则为756Bq·g-1，试计算该古墓建造的年代。Solution衰变反应是:根据一级反应的速率方程和半衰期公式:lnct

7、()=-kt＋lnc0()，t1/2=0.693/k得：k=0.693/t1/2=0.693/5730a=1.21×10-4a-1t=ln[756Bq·g-1/432Bq·g-1]/(1.21×10-4a-1)=4630a即该古墓大约是公元前2619年建造的。12.2核能和核能利用Nuclearenergyanduseofnuclearenergy12.2.1核素的平均结合能Averagebindingenergyofnuclide12.2.2核裂变Nuclearfission12.2.3核聚变Nuclearfusion12.2.1核素的平均结合能核子之间靠核力