2018版第4章41原子核结构探秘.doc

4．1原子核结构探秘 学 习 目 标 知 识 脉 络1.知道质子、中子的发现过程，知道原子核的组成．(重点) 2．理解核子、同位素的概念．(重点) 3．掌握核反应的概念，会书写核反应方程．(重点、难点) 质 子 和 中 子 的 发 现 1．质子的发现 (1)实验：为探测原子核的结构，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子． (2)结论：质子是原子核的组成部分． 2．中子的发现 (1)卢瑟福的猜想 卢瑟福发现质子后，猜想核内还有一种不带电的中性粒子，并给这种“粒子”起名为中子． (2)中子的发现是许多科学家研究的结晶． ①1930年，用钋发出的α射线轰击铍时，会产生一种穿透能力极强的射线． ②1932年，约里奥·居里夫妇用这种射线轰击石蜡，能从石蜡中打出质子． ③1932年，查德威克对云室中这种射线进行研究，发现这种射线是一种不带电、质量接近质子的粒子流，即为中子． 1．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了质子．(×) 2．玻尔在实验中发现了中子．(×) 3．查德威克在实验中发现了中子．(√) 卢瑟福是如何证明α粒子轰击氮原子核产生的新核是质子的？ 【提示】卢瑟福把这种粒子分别引进电场和磁场，根据该粒子在电场和磁场中的偏转，测出了其质量和电量，确定它就是氢原子核，又叫质子． 1．质子的发现 (1)实验背景 电子的发现使人们认识到，原子不再是构成物质的基本单位，进一步研究发现，原子的中心有一个原子核，原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部的质量．原子核的结构如何？1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验． (2)实验装置(如图4-1-1所示) 图4-1-1 T进气孔、A放射源、F铝箔、S荧光屏、M显微镜，C真空容器． (3)实验过程 容器C里放有放射性物质A，从A放射出的α粒子射到铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收，而不能透过．在F的后面放一荧光屏S，M是显微镜，通过M可以观察到S是否有闪光． (4)实验现象 开始，S上无闪光(因为α粒子没有穿过铝箔)．打开进气孔T的阀门，通入氮气，可以观察到S上有闪光． (5)实验分析 容器C中通入氮气后，用显微镜观察到荧光屏上有闪光，闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的． (6)新粒子性质研究 ①把这种粒子引进电磁场中，根据它在电磁场中的偏转，测出了它的质量和电量，进而确定它就是氢原子核，又叫质子．用符号表示为H或P. ②人们用同样的办法从其他元素的原子核中也轰击出了质子． (7)实验结论 质子是原子核的组成部分． 2．中子的发现 (1)科学家在1930年利用Po放出的α射线轰击铍原子核时，产生了一种看不见的贯穿能力很强、不受电场和磁场影响的射线． (2)1932年，约里奥·居里夫妇发现如果用来自铍的射线去轰击石蜡，能从石蜡中打出质子，如图4-1-2所示． 图4-1-2 (3)1932年，查德威克进一步研究这种射线时发现，这种射线是一种不带电的、质量接近质子的粒子流，即是卢瑟福猜想的中子． (4)结论：中子是原子核的组成部分． 1．(多选)卢瑟福发现质子后，猜想到原子核中还有中子的存在，其判断依据与下列事实不相符的是( ) A．电子数与质子数相等 B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍 C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些 D．原子核中存在不带电且质量与质子相近的中性粒子 【解析】卢瑟福发现原子核的核电荷数与原子核的质量数不相等，大约是原子核质量数的一半或少一些，因此猜想到在原子核内还存在有质量而不带电的中性粒子，即中子，故不符合事实的是A、B. 【答案】AB 2．如图4-1-3所示为查德威克研究原子核内部结构的实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出α射线轰击铍时会产生粒子流a，用粒子流a轰击石蜡后会打出粒子流b，则粒子流a为________，粒子流b为________． 图4-1-3 【解析】不可见的粒子轰击石蜡时打出的应是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见粒子应该是中子，故a为中子，b为质子． 【答案】中子质子 3．1919年卢瑟福通过如图4-1-4所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现了质子．图中A为放射源发出的________粒子，B为________气． 图4-1-4 【解析】题图为α粒子轰击氮原子核生成质子的实验装置，放射源A发出的是α粒子，B为氮气．【答案】α氮 ?1?卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子并预言了中子的存在. ?2?查德威克首先从实验中发现了中子，证实了卢瑟福的预言. ?3?在卢瑟福发现质子的实验装置中，穿过铝箔到达荧光屏的不可能是放射源放出的α粒子. 原子核的组成和核反应方程 1．原子核的组成 (1)组成：原子核由质子和中子组成，并将质子和中子统称为核子