《放射性元素的衰变》课件

《放射性元素的衰变》学习目标1．知道放射现象的实质是原子核的衰变2．知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律(重难点)3．理解半衰期的概念，知道半衰期的统计意义，会应用半衰期解决有关问题(重点)学法与考法学法：①通过放射现象和衰变的学习，理解原子核衰变的实质．②通过α衰变、β衰变学习，能够熟练运用核衰变的规律写出核衰变的方程式．③通过半衰期的学习，正确理解半衰期并能够利用半衰期来进行简单计算考法：①对衰变实质的考查．②对衰变规律和书写核的衰变方程的考查．③对半衰期的理解和计算的考查知识导图预习导学|新知领悟1．定义：原子核放出____________或____________，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变．原子核衰变时电荷数和质量数都__________．原子核的衰变α粒子β粒子守恒减少4减少2不变增加1电荷数质量数当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？微思考【答案】原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数各减少2个．当发生β衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1.新核在元素周期表中的位置较旧核后移一位．

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α射线和β射线B．放射性元素发生β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【答案】C

【解析】一次衰变不可能同时产生α射线和β射线，只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ射线；原子核发生β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；发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数减少1.1．定义：放射性元素的原子核有_________发生衰变所需的时间．2．特点(1)不同的放射性元素，半衰期__________，甚至差别非常大．(2)放射性元素衰变的快慢是由_______________________________决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件__________．半衰期半数不同核内部自身的因素无关统计规律什么是半衰期？对于某个或选定的几个原子核，可以根据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗？微思考【答案】半衰期是一个具有统计意义的物理量，是指放射性元素的大量原子核半数发生衰变所需要的时间，表示大量原子核衰变的快慢程度，因此半衰期的统计规律只适用于含有大量原子的样品，与物理和化学状态无关，即一种放射性元素，不管它以单质存在还是以化合物的形式存在，或者对它加压、或者提高它的温度，都不能改变其半衰期．【答案】AD【解析】根据电荷数守恒和质量数守恒可知，质量数等于质子数和中子数之和，X的电荷数为92，质量数为235，质子数是92，中子数为143，A正确；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用，对个别的原子核没有意义，B错误；由于衰变时释放巨大能量，衰变过程总质量减小，但质量数仍然守恒，C错误；衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力，D正确．多维课堂|

素养初培在古代，无论是在东方还是西方，有一批人追求“点石成金”之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金．当然，这些炼金术士的希望都破灭了．探究原子核的衰变问题(1)为什么在古代追求“点石成金”之术都会破灭？(2)α衰变、β衰变的实质是什么？(3)α衰变、β衰变指的是原子核发生的什么样的变化？【答案】(1)因为他们不知道一种元素变成另一种元素的根本在于原子核的变化．不过，类似于“点石成金”的事一直就在自然界中进行着，这就是伴随天然放射现象发生的衰变．(2)α衰变：原子核内减少两个质子和两个中子；β衰变：原子核内的一个中子变成质子，同时放出一个电子．(3)原子核放出一个α粒子，新生成的核比原来的核质量数少4，电荷数少2，即新核在元素周期表中位置比原来核的位置向前移了2位；原子核放出一个电子(β粒子)，新生成的核比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1位．4．衰变方程的书写(1)核反应过程一般是不可逆的，所以核反应只能用单向箭头，不能用等号．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律而杜撰出不符合实际的生成物来书写核反应方程．(3)核反应中遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出核能．(4)当放射性物质发生连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．素养点评：通过原子核的衰变探究，培养“物理观念”和“科学探究”的核心素养．对衰变的实质的理解精练1关于天然放射现象，下列说法正确的是 (

)A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性【答案】D【解析】α、β射线是天然放射性元素原子核衰变时产生的．γ射线是核反应过程中发生质量亏损时释放出来的，故A、B、C错误．放射性是核本身的一种性质，故D正确．变式1下列说法中正确的是 (

)A．β衰变放出的电子来自组成原子核的电子B．β衰变放出的电子来自原子核外的电子C．α衰变说明原子核中含有α粒子D．γ射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波【答案】D【解析】原子核发生β衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子，A、B错误；α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起从原子核中释放出来，γ射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波，故D正确．【答案】6

4方法二：设经过x次α衰变、y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒得232＝208＋4x；90＝82＋2x－y；两式联立得x＝6，y＝4.2．技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β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β衰变的次数．(1)什么是半衰期？对于某个或选定的几个原子核能根据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗？(2)放射性元素衰变的速率，与原子所处的物理状态和化学状态有关吗？(3)某放射性元素的半衰期为4天，若有10个这样的原子核，经过4天后还剩5个，这种说法对吗？探究半衰期的理解及应用【答案】(1)半衰期是一个时间，是某种放射性元素的大量原子核有半数发生衰变所用时间的统计规律，故无法预测单个原子核或几个特定原子核的衰变时间．(2)半衰期由核内部自身的因素决定，与原子所处的物理状态和化学状态无关．(3)半衰期是放射性元素的大量原子核衰变时所遵循的统计规律，不能用于少量的原子核发生衰变的情况，因此，经过4天后，10个原子核有多少发生衰变是不能确定的，所以这种说法不对．2．对半衰期的理解(1)不同元素的半衰期不同，半衰期越大衰变越慢；半衰期越小，衰变越快．(2)半衰期是一个具有统计意义的物理量，一定量的放射性物质中的某一个具有放射性的原子核，经过多长时间发生衰变是偶然的，但数目巨大的放射性物质中，有一半原子核发生衰变的时间是稳定不变的，这就是半衰期的统计意义．因此半衰期是指放射性元素的大量原子核半数发生衰变所需要的时间，表示大量原子核衰变的快慢程度，因此半衰期的统计规律只适用于含有大量原子核的样品．(3)半衰期是放射性元素的性质，只与原子核本身的性质有关，与物理或化学状态无关，即一种放射性元素，不管它以单质存在还是以化合物的形式存在，或者对它加压，或者提高它的温度，都不能改变其半衰期．素养点评：通过探究半衰期，培养“物理观念”的核心素养．对半衰期的理解精练3

(多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是(

)A．原子核全部衰变所需要的时间的一半B．原子核有半数发生衰变所需要的时间C．相对原子质量减少一半所需要的时间D．元素原子核总质量减半所需要的时间【答案】BD【解析】放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间叫作这种元素的半衰期，它与原子核全部衰变所需要时间的一半不同．放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核，原来的放射性元素原子核的个数不断减少；当原子核的个数减半时，该放射性元素的原子核的总质量也减半，B、D正确．变式3下列有关半衰期的说法，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，元素半衰期也变长C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度【答案】A【解析】放射性元素