学案1 原子核的组成 学案2 放射性元素的衰变
[目标定位] 1.了解什么是放射性、天然放射现象、衰变.2.知道原子核的组成及三种射线的特征.3.理解α衰变和β衰变的规律及实质，并能熟练书写衰变方程.4.理解半衰期的概念，学会利用半衰期解决相关问题．
一、对三种射线的理解 [问题设计]
1．1896年法国科学家贝可勒尔发现了放射性元素自发地发出射线的现象，即天然放射现象．那么哪些元素能够放出射线呢？放射性物质发出的射线有哪些种类？
答案 原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线．放射性物质发出的射线有三种：α射线、β射线、γ射线． 2．三种射线的本质是什么？有哪些特点呢？ 答案 见要点提炼． [要点提炼] 1．三种射线的本质
(1)α射线：α射线是高速α粒子流，实际就是氦原子核，电荷数是2，质量数是4. (2)β射线：β射线是高速电子流． (3)γ射线：γ射线是能量很高的电磁波． (4)如图1所示中1是β射线，2是γ射线，3是α射线．
图1
2．三种射线的特点
(1)α射线：α粒子容易使空气电离，但穿透本领很弱． (2)β射线：β粒子穿透能力较强，但电离作用较弱． (3)γ射线：γ粒子电离作用很弱，但穿透能力很强． 二、原子核的组成 1．质子的发现
1919年，卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核，从氮核中打出了一种新的粒子，测定了它的电荷和质量，确定它是氢原子核，叫做质子，用p或1其质量为mp＝1.67×101H表示，－27
_kg. 2．中子的发现
(1)卢瑟福的预言：原子核内可能还有一种不带电的粒子，名字叫中子．
(2)查德威克的发现：用实验证明了中子的存在，用n表示，中子的质量非常接近于质子的质量．
3．原子核的组成
(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数．
(2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫做原子核的电荷数．
(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数叫做原子核的质量数． 三、原子核的衰变
1．衰变：放射性元素的原子核放出α粒子或β粒子后变成新的原子核的变化．
A442．α衰变：AZX→Z－2Y＋2He(新核的质量数减少4，电荷数减少2.)
－
2344举例：23892U→90Th＋2He. 0
3．β衰变：AZX→AZ＋1Y＋－1e(新核的质量数不变，电荷数增加1.)
10实质是核内的一个中子转化成一个质子和一个电子，其转化方程为：10n→1H＋－1e. 2340举例：23490Th→91Pa＋－1e.
4．γ射线是在α或β衰变过程中伴随而生的，且γ粒子是不带电的粒子，因此γ射线并不影响原子核的电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表中的位置． 5．由电荷数守恒和质量数守恒确定衰变次数
A设放射性元素AZX经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Z′Y，则衰变方程为
′
AA′4
ZX→Z′Y＋n2He＋m
0－1e.
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程 A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m. 四、半衰期
1．半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．不同的放射性元素，半衰期不同．
2．注意以下两点：
(1)对于同一种元素，其半衰期是一定的，无论是加温、加压，或是处于单质、化合物状态均不影响元素的半衰期，但不同元素的半衰期不同，有的差别很大．
(2)半衰期是一种统计规律．对于大量的原子核发生衰变才具有实际意义，而对于少量的原子核发生衰变，该统计规律不再适用． 3．半衰期公式
1t1t
N余＝N原()，m余＝m原()，其中τ为半衰期．
2τ2τ
一、三种射线的性质
例1 图2中P为放在匀强电场中的天然放射源，其发射的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是( )
图2
A．a为α射线、b为β射线 B．a为β射线、b为γ射线
C．b为γ射线、c为α射线 D．b为α射线、c为γ射线
解析 由题图可知电场线方向向右，α射线带正电所受电场力方向与电场线方向一致，故α射线向右偏转，即c为α射线．β射线带负电所受电场力方向与电场线方向相反，故β射线向左偏转，即a为β射线．γ射线不带电不发生偏转，即b为γ射线．故选项B、C正确． 答案 BC 二、原子核的组成
例2 已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226.试问： (1)镭核中有几个质子？几个中子？ (2)镭核所带电荷量是多少？
(3)若镭原子呈现中性，它核外有几个电子？
(4)22888Ra是镭的一种同位素，让22688Ra和22888Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？
解析 因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：
(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138. (2)镭核所带电荷量 Q＝Ze＝88×1.6×10
－19
C≈1.41×10
－17
C.
(3)镭原子呈中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88.
v2
(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹力，故有Bqv＝m，两种同位r
r226226113
素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故＝＝. r228228114答案 (1)88 138 (2)1.41×10(4)113∶114 三、对衰变的理解 例3
23892U
－17
C (3)88
核经一系列的衰变后变为20682Pb核，问：
(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？
206238
(2)82Pb与92U相比，质子数和中子数各少了多少？
(3)写出这一衰变过程的方程．
238206解析 (1)设92U衰变为82Pb经过x次α衰变和y次β衰变．由质量数守恒和电荷数守恒可
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