2018_2019高中物理第十九章原子核第二节放射性元素的衰变学案新人教版

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1、第二节　放射性元素的衰变　学习目标※知道α和β衰变的规律及实质※理解半衰期的概念※会利用半衰期进行简单的运算　知识导图知识点1　原子核的衰变1．定义原子核放出__α粒子__或__β粒子__，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成__另一种__原子核。2．衰变的类型一种是__α衰变__，另一种是__β衰变__，而γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的。3．衰变过程α衰变：U―→Th＋__He__β衰变：Th―→Pa＋__e__4．衰变规律(1)遵守三个守恒：原子核衰变时遵守__电荷数__守恒，__质量数__守恒

2、，动量守恒。(2)任何一种放射性元素只有一种放射性，不能同时既有α放射性又有β放射性(伴随的γ射线除外)。知识点2　半衰期1．定义放射性元素的原子核有__半数__发生衰变所需的时间，叫作半衰期。2．决定因素放射性元素衰变的快慢是由原子核__内部__因素决定的，跟原子所处的__物理状态__(如温度、压强)或__化学状态__(如单质、化合物)无关。3．适用条件半衰期是一个统计概念，是对__大量__的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，__无法__确定何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的

3、可能性，因此，半衰期只适用于__大量的原子核__。预习反馈『判一判』(1)原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变。(×)(2)发生β衰变是原子核中的电子发射到核外。(×)(3)半衰期是原子核有半数发生衰变需要的时间，经过两个半衰期原子核就全部发生衰变。(×)(4)通过化学反应也不能改变物质的放射性。(√)(5)原子核衰变过程中，电荷数、质量数、能量和动量都守恒。(√)『选一选』(山东省武城二中2016～2017学年高二下学期期中)下列说法正确的是(　D　)A．U衰变为Pa要经过2次α衰变和1次β衰变B．β射线

4、与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关D．天然放射性现象使人类首次认识到原子核可分解析：U衰变为Pa要经过1次α衰变和1次β衰变，A错误；β射线是高速电子流，B错误；半衰期与原子所处的物理，化学状态无关，C错误；天然放射现象说明原子核可分，D正确。『想一想』你知道考古学家靠什么推断古化石的年代吗？答案：只要测出古化石中14C的含量就可以根据14C的半衰期推断古化石的年龄。探究一　原子核的衰变　S　1如图为α衰变、β衰变示意图。(1)当原子核发

5、生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？为什么？(2)当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？提示：(1)当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数各减少2个。因为α粒子是原子核内2个质子和2个中子结合在一起发射出来的。(2)当原子核发生β衰变时，新核的核电荷数相对于原来增加了1个。新核在元素周期表中的位置向后移动了1个位次。G　1．定义：原子核放出α粒子或β粒子转变为新核的变化叫作原子核的衰变。2．衰变种类：(1)α衰变：放出α粒子的衰变，如U―→Th＋

6、He(2)β衰变：放出β粒子的衰变，如Th―→Pa＋e3．衰变规律：原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒。4．衰变实质：α衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个α粒子，并在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，产生α衰变。2n＋2H―→Heβ衰变：原子核内的一个中子变成一个质子留在原子核内，同时放出一个电子，即β粒子放射出来。n―→H＋e5．衰变方程通式：(1)α衰变：X―→Y＋He(2)β衰变：X―→Y＋e6．确定衰变次数的方法(1)题境：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变

7、成稳定的新元素Y。(2)反应方程：X―→Y＋nHe＋me(3)根据电荷数和质量数守恒列方程A＝A′＋4nZ＝Z′＋2n－m两式联立解得：n＝　m＝＋Z′－Z。特别提醒：(1)核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出核能。(2)衰变方程的书写方面：衰变方程用“→”表示，而不用“＝”表示。(3)衰变方程表示的变化方面：衰变方程表示的是原子核的变化，而不是原子的变化。(4)为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质

8、量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。D　典例1　U核经一系列的衰变后变为Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)Pb与U相比，质子数和中子数各少多少？(3)综合写出这一衰变过程的方程。解题指导：(1)可根据衰变过程中质量数守恒和电荷数守恒求解；(2)根据每发生一次α衰变原子核的质子数和中子数均少2，每发生一次β衰变原子核的中子数少1，质子数多