原子和原子核.doc

第九章 原子和原子核 知识归纳“原子、原子核”的整个知识体系，可归结为：两模型（原子的核式结构模型、玻尔原子模型）；六子（质子、中子、电子、正电子、粒子、光子11H 21H 31H 10n 0-1e 01e 42He ）；四变（衰变、人工转变、裂变、聚变）；两方程（核反应方程、质能方程）。4条守恒定律（电荷守恒、质量守恒、能量守恒、动量守恒）贯串全章。半衰期不要求计算玻尔原子模型2003年高考说明不要求，但能级的概念要求。复习要点一、 原子的核式结构的发现：1、原子的核式结构的发现：（1） 电子的发现：汤姆生发现电子，电子是原子的组成部分。（2）汤姆生原子模型：（枣糕模型）原子是一个球体，正电荷均匀分布，电子象枣糕的枣子嵌在原子里；（3）粒子散射实验：实验结果是：绝大多数的粒子不发生偏转；少数粒子发生了较大偏转；极少数粒子出现大角度的偏转。（甚至被反弹回来）实验结果与汤姆 生模型推出来的结果根本不符合。1、 卢瑟福原子模型（核式结构模型）在原子的中心有一个很小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕核旋转，原子的核式结构学说可完满解释粒子散射实验。2、 原子和原子核的大小：原子核大小约m，原子的半径约m。二、*玻尔的原子模型、能级：1、 玻尔的原子模型（1）原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽绕核运动，但并不向外辐射能量，这些状态称为定态。（2） 原子发生定态跃迁时，要辐射（或吸收）一定频率的光子。即。（3） 原子的能量状态量子化和对应的可能轨道分布量子化。即（n=1,2,3）其中。2、 能级能级的概念：原子的各个定态的能量值叫做它的能级。基态和激发态正常情况下，原子处于最低能级，核外电子在离核最近的轨道上运动，这个能级状态叫基态。当原子从外界吸收一定的能量后，原子处于高的能级，这时核外电子离核较远的轨道上运动，这个能级叫激发态。能级的跃迁原子处于基态时稳定，处于激发态时不稳定，总有跃迁到基态的趋势。原子从末能级跃迁到另一能级的过程叫能级的跃迁。从较低能级跃迁到较高的能级是吸收能量的过程；从较高的激发态向较低的能给跃迁是辐射能量的过程。这个能量以光子的形式辐射出去这就是原子发光现象。三、天然放射现象1、天然放射现象物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性，具有放射性的元素叫放射性元素。2.放射线的性质射线射线射线实质高速氦核流高速电子流高能光子流表示符号4He20e -1（00）贯穿本领弱 较强强电离本领强 较弱 弱探测方法3、放射性元素的衰变（1）衰变：原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化称为衰变。（1） 衰变规律： 衰变：衰变后的新核质量比原来少4，正电荷数减少两个，在元素周期表内的位置向前移两位。 衰变：衰变后的新核质量不变，正电荷数比原来加1，它在元素周期表内的位置向后移一位。注意：衰变方程中两边的质量数和电荷数都守恒。 衰变：衰变后的新核质量数不变，正电荷数比原来减1，它在元素周期表内的位置向前移一位。3、 半衰期放射性元素的原子核有半数发生了衰变需要的时间T叫半衰期。半衰期的物理意义半衰期反映了大量原子核衰变的快慢，这种快慢由原子核自身的因素决定，跟原子所处的物理状态或化学状态无关。半衰期是放射性元素原子核有50发生衰变所需要的时间，这是一种统计规律，对单个原子核是没有意义的。四、原子核的人工转变1、原子核的人工转变卢瑟福用人工的方法使原子核发生变化的过程称为原子核的人工转变。2、质子的发现用粒子轰击氮，获得氧和质子，核反应方程为：。3、中子的发现查德威克用粒子轰击铍，得到中子射线，核反应方程为：。五、原子核的组成1、原子核的组成原子核由核子（中子和质子）组成，原子核的质子数等于原子序数（核电荷数），中子数等于质量数与核电荷数之差。2、同位素具有相同的质子数和不同中子数的原子互称同位素。具有放射性的同位素叫放射性同位素。 放射性同位素的应用 利用它放射出的射线(1)利用钴60放出的很强的射线来检查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫射线探伤。利用放射线的贯穿本领跟物体的厚度和密度的关系，可以用放射同位素来检查各种产品的厚度，密封容器中的液面高度从而自动控制生产过程。(2)消除静电积累：利用射线的电离作用，可消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电。(3)治疗肿痛：利用射线可消毒灭菌，杀死肿瘤细胞。 利用它做示踪原子，跟踪研究化学反应把放射性同位素的原子搀到其他物质中去，让它们一起运动、迁移、再用放射性探测仪器进行追踪，就可知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的。3.核能：核力和核能：由于核子之间存在核力，所以原子核分裂成核子需要吸收能量，而核子结合成原子核需要放出能量，这叫原子的结合能，称为核能。质量亏损： mm1m2组成原子核子的质量与原子核的质量之差（或者参加核反应的原子核总质量与生成新原子核的总质量之差）叫质量亏损原子核的质量亏损并不破坏质量守恒定律，光子具有动质量，与损失的质量相当。爱因斯坦质能方程核能的计算爱因斯坦以相对论中得出了质量和能量之间有如下关系：Emc2（E表能量，m表质量，c表光速）这方程表明了：物体的质量跟它的能量有一定的联系即物体具有的能量与它的质量存在着简单的正比关系。 核子结合成原子核时出现了质量亏损(m)，正表明它们在互相结合过程中放出了能量(E)。E与m之间的关系也符合质能方程：Emc2当m1u时E931.5Mev 记作1u931.5Mev。表示1u的质量(1.661027kg)与931.5Mev的能量相联系。 4.重核的裂变：中子轰击重原子核分裂成中等质量的核，这种核反应叫裂变。如： 链式反应：发生裂变放出中子，如果这些中子使裂变反应不断地进行下去，这种反应叫链式反应。 链式反应的意义：链式反应为核能的工业利用提供了可能性，原子反应堆就是在这基础上制成的。 链式反应发生的条件：为使链式反应能够发生就必须使产生的中子不能很快，否则易跑到反应体外而使反应中断，