PAGE11-1原子核的組成一、自然放射現象1．貝可勒爾的發覺鈾和含鈾的礦物都能發出一種看不見的射線，這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光．物質放射射線的性質稱為放射性，具有放射性的元素稱為放射性元素．2．瑪麗·居里和皮埃爾·居里夫婦的發覺他們發覺了兩種放射性更強的元素，為了紀念她的國家波蘭，一種元素命名為釙(Po)，另一種元素命名為鐳(Ra)．3．自然放射現象自然界中原子序數大于或等于83的元素都能自發地放出射線，這種能自發地發出射線的現象叫做自然放射現象．二、射線的本質1．三種射線在射線經過的空間施加磁場，射線分成三束，其中兩束在磁場中向不同的方向偏轉，說明這兩束是帶電粒子流，另一束在磁場中不偏轉，說明這一束不帶電，這三束射線分別叫做α射線、β射線、γ射線．2．三種射線的比較若在射線經過的空間施加電場(方向與射線的出射方向垂直)，射線能分成三束嗎？提示：能分成三束，三種射線的帶電狀況各不相同，它們在電場中受力狀況不同，故可偏轉為三束．三、原子核的組成1．質子的發覺盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，發覺了質子，質子的實質是氫原子核．2．中子的發覺盧瑟福的學生查德威克通過試驗證明了中子的存在．3．原子核的組成原子核由質子和中子組成，質子和中子統稱為核子．4．原子核的電荷數原子核所帶的電荷量總是質子電荷的整數倍，通常用這個整數表示原子核的電荷量，叫做原子核的電荷數．5．原子核的質量數質子和中子的總數目叫做原子核的質量數．6．原子核的符號eq\o\al(A,Z)X，其中X表示元素的符號，A表示核的質量數，Z表示核的電荷數．7．同位素具有相同質子數而中子數不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，它們互稱為同位素．原子核(除氫核外)只是由帶電粒子組成的嗎？提示：原子核是由帶正電的質子和不帶電的中子組成的．考點一對三種射線的分析與推斷①假如一種元素具有放射性，那么不論它是以單質的形式存在，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，放射性與元素存在的狀態無關，放射性僅與原子核有關.原子核不是組成物質的最小微粒，原子核也存在著肯定結構.②β射線的電子是從原子核中放出來的，并不是從原子核外的電子中放出來的.【例1】在暗室的真空裝置中做如下試驗：在豎直放置的平行金屬板間的勻強電場中，有一個能產生α、β、γ三種射線的射線源，從射線源射出的一束射線垂直于電場方向射入電場，如圖所示．在與射線源距離為H高處，水平放置兩張疊放著的、涂藥面對下的印相紙(比一般紙厚且涂有感光材料的紙)，經射線照耀一段時間后把兩張印相紙顯影．(1)上面的印相紙有幾個暗斑？各是什么射線的痕跡？(2)下面的印相紙顯出三個暗斑，試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比．(3)若在此空間再加上垂直于紙面對里的勻強磁場，一次使α射線不偏轉，一次使β射線不偏轉，則兩次所加勻強磁場的磁感應強度之比是多少？(已知：mα＝4u，mβ＝eq\f(1,1840)u，vα＝eq\f(c,10)，vβ≈c)eq\x(\a\al(據三種射線的,穿透實力))→eq\x(\a\al(推斷印相紙上,的暗斑數))eq\x(據射線的偏轉方向)→eq\x(推斷射線的種類)eq\x(\a\al(α、β射線,不偏轉))eq\o(→,\s\up17(說明))eq\x(\a\al(兩種射線受到,的電場力、洛,倫茲力相等))→eq\x(\a\al(可列式求,出Bα/Bβ))【答案】(1)兩個，β、γ射線(2)5184(3)101【解析】(1)兩個暗斑，分別是β、γ射線的痕跡，因這兩種射線穿透性強．(2)由H＝vt，s＝eq\f(1,2)at2，a＝eq\f(qE,m)，所以sαsβ＝5184.(3)要使射線不偏轉，qBv＝qE，所以eq\f(Bα,Bβ)＝eq\f(vβ,vα)＝101.總結提能推斷三種射線性質的方法(1)射線的電性：α射線帶正電、β射線帶負電、γ射線不帶電．α、β是實物粒子，而γ射線是光子流，它是波長很短的電磁波．(2)射線的偏轉：在電場或磁場中，通過其受力及運動軌跡半徑的大小來推斷α和β射線偏轉方向，由于γ射線不帶電，故運動軌跡仍為直線．(3)射線的穿透實力：α粒子穿透實力較弱，β粒子穿透實力較強，γ射線穿透實力最強，而電離作用相反．放射性元素衰變時放出三種射線，按穿透實力由強到弱的排列依次是(B)A．α射線，β射線，γ射線B．γ射線，β射線，α射線C．γ射線，α射線，β射線D．β射線，α射線，γ射線解析：由三種射線的性質可以知道，α射線的貫穿本事最弱，而γ射線的貫穿本事最強．考點二原子核的組成1．原子核的組成(1)概述原子核是由質子、中子構成的，質子帶正電，中子不帶電．不同的原子核內質子和中子的個數并不肯定相同．(2)基本關系：核電荷數＝質子數＝元素的原子序數＝核外電子數．質量數＝核子數＝質子數＋中子數．2．對核子數、電荷數、質量數的理解(1)核子數：質子和中子質量差別特別微小，二者統稱為核子，質子數和中子數之和叫核子數．(2)電荷數(Z)：原子核所帶的電荷總是質子電荷的整數倍，通常用這個整數表示原子核的電荷量，叫做原子核的電荷數．(3)質量數(A)：原子核的質量等于核內質子和中子的質量的總和，而質子與中子質量幾乎相等，所以原子核的質量幾乎等于單個核子質量的整數倍，這個整數叫做原子核的質量數．【例2】已知鐳的原子序數是88，原子核的質量數是226.試問：(1)鐳核中有幾個質子？幾個中子？(2)鐳核所帶的電荷量是多少？(3)若鐳原子呈中性，它的核外有幾個電子？(4)eq\o\al(228,88)Ra是鐳的一種同位素，讓eq\o\al(226,88)Ra和eq\o\al(228,88)Ra以相同速度垂直射入磁感應強度為B的勻強磁場中，它們運動的軌道半徑之比是多少？1．原子核的電荷數與核外電子數有何關系？2．原子核的質量數與其質子數、中子數具有怎樣的關系？3．互為同位素的兩種原子核，它們的質量數、核電荷數、中子數，相同的是哪個？【答案】(1)88138(2)1.408×10－17C(4)eq\f(113,114)【解析】(1)鐳核中的質子數等于其原子序數，故質子數為88，中子數N等于原子核的質量數A與質子數Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.(2)鐳核所帶的電荷量：Q＝Ze＝88×1.6×10－19C＝1.408×10－17(3)核外電子數等于核電荷數等于質子數，故核外電子數為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qvB＝meq\f(v2,r)，r＝eq\f(mv,qB)，因為兩種同位素具有相同的核電荷數，但質量數不同，故eq\f(r226,r228)＝eq\f(226,228)＝eq\f(113,114).總結提能此處易把核電荷數與原子核所帶的電荷量相混淆，而將核電荷數誤認為帶電荷量導致錯解．盧瑟福預想到原子核內除質子外，還有中子的事實依據是(C)A．電子數與質子數相等B．原子核的質量大約是質子質量的整數倍C．原子核的核電荷數只是質量數的一半或少一些D．質子和中子的質量幾乎相等解析：盧瑟福發覺中子后，設想原子核只由質子組成，但核電荷數只是質量數的一半或少一些，這與假設相沖突，因此他又設想原子核內除質子外還有不帶電的中子存在，所以選項C正確．重難疑點辨析三種射線的分析與比較三種射線的比較如下表【典例】有三種射線，射線a很簡單穿透黑紙，速度接近光速；射線b可穿透幾十厘米厚的混凝土，能量很高；用射線c照耀帶電的導體，可使電荷很快消逝．則下列推斷中正確的是()A．a是α射線，b是β射線，c是γ射線B．a是β射線，b是γ射線，c是α射線C．a是γ射線，b是α射線，c是β射線D．a是γ射線，b是β射線，c是α射線【解析】由題意知，射線a貫穿實力較強，速度接近光速，故是β射線；射線b貫穿實力很強且能量高，是γ射線；射線c很簡單使空氣電離，從而將導體上的電荷中和，是α射線．【答案】B要留意從本質、貫穿本事、電離本事三個方面重點把握三種射線的性質．類題試解將一計數器放在試驗桌上，打開開關，在連續3min內，計數器的示數是每分鐘11、9和16.將一放射源放在計數器旁邊，在連續3min內，計數器的示數變為每分鐘1310、1270和1296.現將一塊厚紙板放在放射源和計數器之間，示數降為每分鐘1250、1242和1236；將一塊厚為2mm的鉛板代替厚紙板，示數降為每分鐘13、12和11.問：(1)為什么沒有放射源時，計數器會有示數？(2)依據上述試驗數據，確定該射線是何種射線？為什么？【解析】α、β、γ三種射線中，貫穿本事依次增加，厚紙板放在放射源和計數器之間，計數器示數無明顯改變，說明無貫穿本事最小的α射線，以2mm的鉛板遮擋，計數器示數明顯減小，說明無貫穿本事最強的γ射線，綜上所述，該射線是β射線．【答案】(1)空氣中有微量的射線(2)β射線，由穿透實力來推斷1．(多選)下列哪些現象能說明射線來自原子核(BC)A．三種射線的能量都很高B．放射線的強度不受溫度、外界壓強等物理條件的影響C．元素的放射性與所處的化學狀態(單質、化合態)無關D．α射線、β射線都是帶電的粒子流解析：能說明放射線來自原子核的證據是，元素的放射性與其所處的化學狀態和受到的物理條件無關，B、C正確．2．自然放射性元素放出的三種射線的穿透實力試驗結果如圖所示，由此可推知(D)A．②來自于原子核外的電子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，屬于原子核內釋放的光子解析：三種射線均來自于原子核內，A錯誤；從圖中可看出，一張紙能攔住①射線，則①射線肯定是α射線，其貫穿本事最差，電離實力最強，但不是電磁波，而是高速粒子流，B錯誤；鋁板能攔住②，而不能攔住③，說明③肯定是γ射線，其電離實力最弱，貫穿本事最強，是一種電磁波，屬于原子核內以能量形式釋放出來的以光速運行的高能光子，D正確．3．若用x代表一個中性原子的核外的電子數，y代表此原子的原子核內的質子數，z代表此原子的原子核內的中子數，則對eq\o\al(234,90)Th的原子來說(B)A．x＝90，y＝90，z＝234B．x＝90，y＝90，z＝144C．x＝144，y＝144，z＝90D．x＝234，y＝234，z＝324解析：在eq\o\al(234,90)Th中，左下標為質子數，左上標為質量數，則y＝90；中性原子的核外電子數等于質子數，所以x＝90；中子數等于質量數減去質子數，z＝234－90＝144，所以B選項正確．4．以下說法正確的是(D)A.eq\o\al(222,86)Rn為氡核，由此可知，氡核的質量數為86，氡核的質子數為222B.eq\o\al(9,4)Be為鈹核，由此可知，鈹核的質量數為9，鈹核的中子數為4C．同一元素的兩種同位素具有相同的質量數D．同一元素的兩種同位素具有不同的中子數解析：A項氡核的質量數為222，質子數為86，所以A錯誤；B項鈹核的質子數為4，中子數為5，所以B錯誤；由于同位素是指質子數相同而中子數不同，即質量數不同，因而C錯誤，D正確．5．如圖所示，一自然放射性物質射出三種射線，經過一個勻強電場和勻強磁場共存的區域(其方向如圖所示