原子核的组成.docx

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1、要点一、天然放射现象与三种射线(一)天然放射现象1 . 1896年，法国物理学家贝可勒尔发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线。2 .物质发出射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象, 叫作天然放射现象。3原子序数大于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的元素，有的也能发出射线。(-)三种射线1. a射线：(1)是高速粒子流，其组成与氮原子核相同；速度可达到光速的上；(3)电离作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进儿匣米，用一张纸就能把它挡住。2. 射线:(D是高速电子流：(2)它的速度更大，可达光速的99%：(3)电离作用较弱，穿

2、透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透儿空米厚的铝板。3. y射线：(1)是能量很高的电磁波，波长很短，在lOm以下；(2)电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几匣米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土。要点二、原子核的组成1 .质了的发现：1919年，卢瑟福用a粒子轰击氮原子核发现了质子。2 .中子的发现：卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子，查德 威克通过实验证实了中子的存在，中了电原了核的组成部分。3 .原了核的组成：原了核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。4 .原子核的符号力工将山工*#总特5 .同位素：具有相同质子数而中子数不同的原庾子数+中子数二

3、庾琬数x_亓家符号子核 组成的元素，在元素周期表中处于同-位置，它,在“ 田”f们互称为同位素.例如，氢有三种同位素:H、：H、；H.电荷数(原子序数)/要点突破一： a、B、丫三种射线的比较种类a射线B射线Y射线组成高速氮核流高速电子流光子流(高频电磁波)质量4mxm.= 1.67 XI (T”g)ny1 836静止质量为零带电荷量2ee0速率C穿透能力最弱，用一张纸就能挡住较强，能穿透几皂米最强，能穿透几厘米厚 的铅板和几十厘米厚的 混凝上厚的铝板电离作用很强较弱很弱在磁场中偏转偏转不偏转2.三种射线在电场、磁药中偏转情况的比较在匀糊磁场中，。射线偏转半径较大，B射线偏转半径较小，丫射线不

4、偏转，如图所示。在匀强电场中，a射线偏离较小，B射线偏离较大，丫射线不偏离，如图所示。弋xX xP /a二：原子核的组成ax x/ 匕尸一x I x xI /1 .原子核(符号2 .基本关系核电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数=核外电子数，质量数(A)=核子数=质子数+中子数。3 .同位素(1)同位素指质子数相同、中子数不同的原子核。(2)原子核内的质子数决定了核外电子的数目.进而 也决定了元素的化学性质.同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们 的中子数不同，所以它们的物理性质不同。题型一：天然放射现象与三种射线题型二：原子核的组成要点一、原子核的衰变半衰

5、期()原子核的衰变1 .定义：原子核自发地放出a粒子或B粒子，而变成另种原子核的变化。2 .衰变类型(l)a衰变：原子核放出。粒子的衰变.进行。衰变时，质量数收少4,电荷数减少2,的a衰变方程:(2)B衰变：原子核放出B粒子的衰变.进行B衰变时，质量数不变，电荷数加1, %Th的B衰变方程：3Th -%Pa+.：e。3 .衰变规律：电荷数守恒，质量数守恒。(二)半衰期1 .定义：射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。2 .特点：(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。(2)放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。3 .适用条件：半

6、衰期描述的是统计规律，不适用于少数原了核的衰变。要点二、核反应放射性同位素及其应用()核反应1 .定义：原了核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程.2 .原子核的人工转变：卢瑟福用a粒子轰击氮原子核，核反应方程“ tN+；Hc-”#+；H.3 .遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒.(二)放射性同位素及其应用1 .放射性同位素：具有放射性的同位素.2 .应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度.(2)放射治疗.(3)培优、保鲜.(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具布相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测 出原子到达的位置.(三)辐射

7、与安全1 .人类一直生活在放射性的环境中.2 .过量的射线对人体组织布破坏作用.在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时， 要防止放射性物质时水源、空气、用具等的污染.要点突破衰变半衰期衰变类型a衰变B衰变衰变方程奴仅一 A2+iY4- -?e衰变实质2个质子和2个中子结合成氮核2：H+ 2.n-*zHe1个中子转化为1个质 子和1个电子；H+ -?e典型方程喷Th+；He%Th-%pa+_；e衰变规律电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒半衰期定义放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间衰变规律/1N *=N用(；j，m余=m*(gj式中N即、m坛分别表示衰变 前的原子核数

8、和质量，N*、m条分别表示衰变后的尚未发 生衰变的原子核数和质量，t表示衰变时间，表示半衰 期.影响因素由原了核内部因素决定，踉原子所处的外部条件、化学状 态无关半衰期规律是对大量原子核衰变行为作出的统计结果，可以对大量原子核衰变行为进行 预测，而单个特定原子核的衰变行为不可预测核反应放射性同位素及其应用条件用a粒子、质子、中了，甚至用Y光了轰击原了核使原了核 发生转变.实质用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是 粒子打入原子核内部使核发生了转变规律(D质量数、电荷数守恒：(2)动量守恒原子核人工转变的三 大发现(1) 1919年卢瑟福发现质子的核反应方程：“ 7、+；He0+也

9、(2)1932年查德威克发现中子的核反应方程：:Be+：He-：C+；n(3)1934年约里奥一居里夫妇发现放射性同位素和正电子的 核反应方程：溢l+：HeTP+；n：*一4i + +：e.核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反 应方向3 .确定原子核衰变次数的方法与技巧(1)方法：设放射性元素;X经过次a衰变和次次B衰变后，变成稳定的新元素，Y,则衰变方程为：a T Y+/iHe+zw-?e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A=A+4，Z=Z +2nmA ArA Jf以上两式联立解得：=y, m=T-+? z由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方

10、程组。(2)技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定a衰变的次数(这是因为B衰变的次数多少对质量数没 有影响)，然后根据衰变规律确定B衰变的次数。题型一：原子核的衰变题型二：核反应放射性同位素及其应用要点一、核力与四种基本相互作用1 .核力：原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形 成稳定的原子核.这种作用称为强相互作用。2 .强相互作用的特点强相互作用是短程力，作用范围只有约io- n)o距离增大时，强相互作用急剧减小.超过ICTs m,相互作用不存在。3 .弱相互作用(1)弱相互作用是引起原子核B衰变的原因，即引起中子一质子转变的原因

11、。(2)弱相互作用是短程力，其力程只有10-* m。4 .四种基本相互作用要点二、结合能与质量亏损(.y结合能1 .结合能：原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能。2 .比结合能：原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能.比结合能越大，原子核中核 子结合得越牢固，原子核越稳定.中等大小的核的比结合能最大，最稳定。(三)质量亏损1 .质能方程：物体的能量与它的质量的关系是：E=mc2.2 .质量亏损：原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象。要点突破-：四种基本相互作用在不同尺度上发挥作用(1)引力相互作用：引力主要在宏观和宏观

12、尺度上“独领风骚工是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团， 决定着宇宙的现状。万有引力是长程力。(2)电磁相互作用：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结 合成液体和固体。(3)强力：即强相互作用，在原子核内，强力将核子束缚在一起，强力是短程力。(4)弱相互作用：弱相互作用是引起原子核B衰变的原因，即引起中子一质子转变的原因。弱相互作用也是短程 力，其力程比强力更短，为10 18m,作用强度则比电磁力小。-：核力的性质(1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现。(2)核力是短程力。约在lOm数量级时起作用,距离大于0.8X10-m时为引

13、力，跑离小于0.8Xl()T5m时为 斥力，距离为lOXlOY m时核力几乎消失。(3)核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。核力具有电荷无关性。核力与核子电荷无关。三：原子核中质子与中子的比例关系(1)较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核，其中子数大F质子数，越重的原子核，两者 相差越多。(2)形成原因:若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力 减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原 子核就不稳定了。若只增加中子，

14、因为中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助丁维系原子核的稳定，所 以稳定的重原子核中子数要比质子数多。由丁核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有 核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。四：结合能和比结合能结合能把原子核分成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放 出的能量比结合能等于原子核的结合能与原子核中核子个数的比值，它反映了 原子核的稳定程度比结合能曲线不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图所示比结合能/MeV440 80 120 160 200 240从图中可看出，中等大小的核的比结合能最大，轻核

15、和重核 的比结合能都比中等大小的核的比结合能要小2.质量亏损核能的计算(1)质量亏损Am的理解：所谓质量亏损，并不是质量消失，而是减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的 形式辐射出去广。反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给。 3.质能方程=01RSr+MXe+3：n电核裂变反应【答案】C【分析】A.该方程书写错误，电荷数两边不相等，故A错误：B.该方程是人工转变方程，故B错误；C.该方程是核聚变反应，故C正确：D.该方程书写错误，反应物中应该有中子，故D错误。故选C。5.5 “基本”粒子要点一、基本粒子与粒子的分类-、“基本”粒子（知道电子、中子、

16、质子并不是组成物质的最基本的粒子。）1 .人们认为光子、电子、质子和中子是组成物质的不可再分的最基本的粒子，把它们叫作“基本粒子工2 .随着科学的发展，科学家们发现很多新粒子不能看作由质子、中子、电子组成，并发现质子、中子等本身也 有自己的匏朵的结构。二、发现新粒子1932年发现了正电子，1937年发现了 u子，1947年发现了 K介子和大介子，后来发现了超子等。三、粒子的分类（知道粒子的分类及其作用，了解夸克模型）1 .强子：是参与（填“参与”或“不参与”）强相互作用的粒子，质子和中子都是强子。2 .轻子：不参与（填“参与”或“不参与”）强相互作用。电子、电子中微子、口子、u子中微子以及t子

17、和t 子中微子都是已发现的轻子。3 .规范玻色子：是传递各种相互作用的粒子，如光子，中间玻色子（W和Z玻色子）、胶子。4 .希格斯玻色子：是希格斯场的量子激发。要点二、夸克与粒子物理标准模型1 .夸克、夸克模型：1964年，美国科学家盖尔曼等人提出了夸克模型，认为强子由更基本的成分组成，这种成 分叫作夸克。2 .粒子物理标准模型是一整套关于粒子的理论.其中，夸克、轻子、规范玻色子和希格斯玻色子是组成物质的 几类最基本的粒子。要点突破一：基本粒子与粒子的分类1.新粒子的发现发现时间1932 年1937 年1947 年20世纪60年代后新粒子反粒子口子K介子与”介子超子基本特点质量、寿命、自旋等物

18、理性 质与对应粒子相同，而电荷 等其他性质相反比质子的 质量小质量介于 电子与质 子之间质量比质子大分类参与的相互 作用发现的粒子备注强子参与强相互作用质子、中子等强子有内部结构，由“夸克” 构成轻子不参与强相 互作用电子、电子中微子、 U子、H子中微子、 T子、T子中微子未发现内部结构规范玻色子传递各种相 互作用光子、中间玻色子、 胶子等光了传递电磁相互作用，中间 玻色子传递弱相互作用，胶子 传递强相互作用希格斯玻色子是希格斯场的星子激发-X夸克与粒子物理标准模型1 .夸克的提出：1964年美国物理学家盖尔笠等人提出了夸克模型，认为强了是由夸克构成的。2 .夸克的种类：上夸克(u)、下夸克(

19、d)、奇异夸克(s)、粲夸克(c)、底夸克(b)和顶夸克(t) 02 I3 .夸克所带电荷：夸克所带的电荷是元电荷的+可或一不 o J4 .意义：电子电荷不再是电荷的最小单元，即存在分数电荷。新粒子的发现及特点发现时1932年 间1937 年1947 年20世纪60年代后新粒子正电子好K介子与介子超子基本特质量与相对应的粒子相同而电荷及其他一些物比质子的质量质量介电子与核子其质量比质子的质量 点理性质相反小之间大很多粒子的分类 分类参与的相互发现的粒子备注作用强子参与强相互质子、中子强子有内部结构，由“夸克”构成：强子又分为介子和作用重子两类轻子 不参与强相电子、电子中微子、子、子中微子、未发现内部结构互作用 T子、7子中微子规范玻色传递各种相光子、中间玻色子、胶子光子传递电磁相用作用，中间玻色子传递弱相互作子 互作用用，胶子传递强相互作用希格斯玻希格斯玻色子是希格斯场的量子激发。 色子基本粒子因与希格斯场耦合而获得质量。2012年，欧洲核子研究中心利用大型强子对撞机发现了希格斯玻色子