在放射性元素的原子核中.PPT

知识与技能 1．知道α和β衰变的规律及实质。 2．理解半衰期的概念。 过程与方法 会利用半衰期解决相关问题。 情感、态度与价值观 感受碳14测量技术在考古学上的应用。 1.原子核放出________或________的变化称为原子核的衰变。原子核衰变时________和________都守恒。 2．β衰变的实质在于核内的________转化成了一个________和一个________。其转化方程是________，这种转化产生的________发射到核外，就是β粒子。 3．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的________。放射性元素衰变的快慢是由________的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件________关系。 知识点1 原子核的衰变 原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，变成另一种原子核，我们把这种变化叫做原子核的衰变。 (1)衰变规律 原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。 ③γ射线经常是伴随α衰变或β衰变而产生，往往是由于衰变后的新核向低能级跃迁时辐射出来的一份能量。原子核放出一个γ光子不会改变它的质量数和电荷数。 (3)衰变的实质 ①α衰变：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象。其转化方程为： ②β衰变：原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变。其转化方程为： ③γ射线的产生： γ射线是在发生α或β衰变过程中伴随产生的，且γ粒子是不带电的粒子，因此γ射线并不影响原子核的核电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表中的位置，但γ射线是伴随α或β衰变产生的，它并不能独立发生，所以，只要有γ射线必有α衰变或β衰变发生。因此从整个衰变过程来看，元素在周期表中的位置可能要发生改变的。 【例1】对天然放射现象，下列说法中正确的是 (　　) A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的 B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子 C．γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发光产生的 D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的 【答案】A、D 【解析】α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的，β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ射线伴随α衰变和β衰变的产生而产生的。所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的。 知识点2 半衰期 放射性同位素衰变的快慢有一定的规律，我们通常用“半衰期”来表示放射性元素衰变的快慢。放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。 (1)半衰期的计算公式为： 式中的N原和m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N余和m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期。 (2)半衰期是对大量原子核衰变进行统计的结果，对个别的或少量的原子核，没有半衰期可言。 (3)半衰期的长短与原子所处的物理状态(压强、强度等)和化学状态(单质或是各种化合物等)无关，是由原子核内部本身的因素决定的。 *对应训练* 2．下列有关半衰期的说法中正确的是 (　　) A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快 B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短 C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减小放射性元素的衰变速度 D．降低温度或增大压强或让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度 解析：半衰期是描述原子核衰变快慢的物理量，故A正确；半衰期由原子核内部因素决定，与所处的化学状态和外部条件无关，故B、C、D错误。 答案：A A＝A′＋4n Z＝Z′＋2n－m 以上两式联立解得： 由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组。 为了确定衰变次数，一般是先由质量数守恒确定α衰变的次数，然后再根据电荷数守恒确立β衰变的次数。这是因为β衰变不改变原子核的质量数。 【解析】设经过n次α衰变，m次β衰变，产生的铅质量数为A，由题意 239－A＝4n，A必为207。 4n＝32，得n＝8 2n－(94－82)＝m，m＝4。 二、对α衰变和β衰变在磁场中轨迹的分析 静止的原子核发生α衰变和β衰变的规律以及它们在磁场中运动的轨迹特点如下表： 宇宙射线 1896年贝克勒尔首先发现铀元素具有放射性，但是真正开始应用放射性元素，是1898年皮埃尔·居里和玛丽·居里夫妇发现了放射性元素镭(Ra)和钋(Po)，并且从铀矿中提炼出镭以后，自然界存在的各种元素中，原子序数在82以后的都有放射性，但天然放射性元素实在太稀少。由