高中物理 第十九章 原子核 2 放射性元素的衰变课堂互动学案 新人教版选修3-5.doc

2放射性元素的衰变课堂互动三点剖析一、衰变1.种类(1)衰变：例如.衰变后，新生成的核比原来的核质量数减少4，电荷数减少2，即新核在元素周期表中位置比原来核的位置向前移两位.用x表示原来的原子核，y为新生成的原子核，则：.衰变实质就是从元素原子核内放出由2个质子和2个中子集合紧密的整体粒子，又称氦核.(2)衰变：例如.衰变后，新生成的核与原来的核质量数相同，电荷数增加1，即新核在元素周期表中位置比原来核的位置向后移了一位.用通式表示为：.衰变是由原子核中的中子变成一个质子和一个电子，电子就是粒子.2.规律：衰变前后的电荷数和质量数守恒.3.只有两种衰变，却产生了三种射线.其中射线经常是伴随着射线和射线产生的.原子核发生、衰变后产生的新核如处于高能级(高激发态)，向低能级(低激发态或基态)跃迁时就辐射出光子(射线).因此放射性物质发生衰变时，往往三种射线同时产生.二、半衰期概念理解1.几个公式(1)设为半衰期，t为实际衰变时间，则半衰期数：n=；(2)设m0为原衰变物质的质量，则剩下的未衰变的质量m=m0()n；(3)设n0为原衰变物质的原子核数目，未衰变的原子核数目n=n0()n.2.需要注意的是：(1)放射性元素的半衰期的大小与它所处物理状态或化学状态无关.即与物质的温度、体积、质量、是单质或化合物等均无关.(2)半衰期是由元素的原子核决定的，是原子核的固有性质：不同元素的半衰期不同，同种元素的半衰期是确定的. (3)半衰期是一个宏观统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的.三、核反应方程 质量数守恒和核电荷数守恒是我们书写核反应方程的重要依据，可用方程式表示如下：其中， 但要以核反应的事实为基础，不能随意根据两条守恒定律书写事实上不存在的核反应方程式. 另外，核反应通常是不可逆的，方程中只能用箭头“”连接并指示反应方向，而不能用等号“=”连接.各个击破【例1】 (钍)经过一系列和衰变，衰变为(铅)，下列说法正确的是( )a.铅核比钍核少8个质子 b.铅核比钍核少16个中子c.共经过4次衰变和6次衰变 d.共经过6次衰变和4次衰变解析：此题主要考查对原子核符号的认识和对衰变规律的掌握.根据符号，z表示核电荷数(质子数)，a表示质量数，很容易确定铅核比钍核少90-82=8个质子，铅核比钍核少(232-90)-(208-82)=16个中子.、衰变次数则根据电荷数和质量数守恒算得：衰变次数=(232-208)/4=6，衰变次数=82+62-90=4.答案：abd温馨提示:核发生衰变时，衰变前后的质量数守恒、电荷数守恒是解决此类问题关键，当然一些“基本粒子”的符号也必须牢记住.【例2】 由原子核的衰变规律可知( )a.放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线b.放射性元素发生衰变时，新核的化学性质不变c.放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制d.放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1解析：一次衰变不可能同时产生射线和射线，只可能同时产生射线和射线或射线和射线；原子核发生衰变后，新核的核电荷数发生了变化，故新核(新的物质)的化学性质理应发生改变；发生正电子衰变，新核质量数不变，核电荷数减少1.答案：c温馨提示:衰变不是化学反应，快慢不能人为改变，衰变只有两种即衰变和衰变，原子核发生衰变时遵循质量数和电荷数守恒.【例3】 衰变中放出的电子来自( )a.组成原子核的电子 b.核内质子转化为中子c.核内中子转化为质子 d.原子核外轨道中的电子解析：衰变是由原子核中的中子变成一个质子和一个电子，放出的高速电子流就是粒子.答案：【例4】 关于半衰期，以下说法正确的是( )a.同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长b.升高温度可以使半衰期缩短c.氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个d.氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克解析：半衰期跟原子所处的物理状态或化学状态无关.半衰期是一个宏观统计规律，只对大量的原子核才适用，对少数原子核是不适用的.每经过3.8天就有半数的氡核发生衰变，经过两个半衰期即7.6天后，只剩下四分之一的氡，故d正确.答案：d【例5】 若元素a的半衰期为4天，元素b的半衰期为5天，则相同质量的a和b，经过20天后，剩余的质量之比mamb=_.解析：元素a半衰期数：na=20/4=5元素b半衰期数：nb=20/5=4由计算剩余质量公式m=()nm0可得：ma=()5