2013高考物理专题突破 专题15 原子核.docVIP

【】 一、原子的核式结构模型 (1)α粒子散射实验 1909～1911年卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔的实验,获得了重要的发现. 实验装置(如图所示)由放射源,金箔,荧光屏等组成. 说明:a.整个实验过程在真空中进行. b.金箔很薄,α粒子(He核)很容易穿过. 实验现象与结果 绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大角度的偏转.极少数α粒子偏转角超过90°,有的几乎达到180°,沿原路返回. (2)原子的核式结构 卢瑟福依据α粒子散射实验的结果,提出了原子的核式结构:在原子中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转. (3)原子核的电荷与尺度 原子核的电荷:原子核的电荷数就是核中的质子数,等于核外电子数,接近于原子序数. 原子核的尺度:对于一般的原子核,核半径的数量级为10-15m,而原子半径的数量级为10-10m,两者相差十万倍,可见原子内部是十分空旷的. 二、天然放射现象 (1)元素自发地放出射线的现象叫做天然放射现象.首先由贝克勒尔发现.天然放射现象的发现,说明原子核还有复杂的结构. (2)具有放射性的元素叫做放射性元素,一般原子序数大于83的所有天然元素都具有放射性,原子序数小于83的天然存在的元素有些也有放射性,它们放射出来的射线共有三种. (3)三种射线的本质和特征 三、原子核的组成 原子核是由质子,中子构成的,质子带正电,中子不带电.不同的原子核内质子和中子的个数并不相同. (1)原子核中的三个整数 核子数:质子和中子质量差别非常微小,两者统称为核子,所以质子数和中子数之和叫核子数. 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. 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,这个整数叫做原子核的质量数. (2)原子核中的两个等式 核电荷数=质子数(Z)=元素的原子序数=核外电子数. 质量数(A)=核子数=质子数+中子数. (3)同位素 定义:具有相同质子数不同中子数的原子核,在元素周期表中处于同一位置,因而互称同位素. 说明:原子核的质子数决定了核外电子的数目,也决定了电子在核外分布的情况,进而决定了这种元素的化学性质.同位素的化学性质相同. 四、原子核的衰变 知识讲解 1.衰变规律：α衰变He β衰变e 2.形成原因：原子核中2个质子和2个中子结合后一起射出，形成α衰变.原子核中的中子转化为质子和电子,形成β衰变.γ射线是伴随α衰变或β衰变而产生的. 2e 3.半衰期 意义:放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间.用希腊字母τ表示. 公式:N余=N原（）t/τ m余=m原（）t/τ 式中N原、m原分别表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余分别表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期. 半衰期由放射性元素的原子核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理状态(如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关. 五、核能 1.核能 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. 2.质量亏损 组成原子核的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. 3.爱因斯坦质能方程 凡具有质量的物体都具有能量,物质的质量和能量间的关系为:E=mc2 若原子核质量亏损Δm.对应释放的能量为ΔE=Δmc2. 六、重核的裂变与轻核的聚变 1.重核的裂变 裂变：重核分裂成两个质量较小的原子核的核反应叫裂变. 链式反应:裂变要在一定的条件下才能进行,比如铀235核受到中子轰击时会发生裂变,而裂变时又要放出一些中子,这些中子又可引起其他的铀235核裂变,而使裂变反应不断进行下去,这种反应叫做链式反应. 2.轻核的聚变 聚变:轻核结合成质量较大原子核的核反应称为聚变. 热核反应:聚变必须在轻核间的距离十分接近,即达到10-15m时才能进行.在极高温度下,原子核可以获得足够的动能克服库仑斥力而发生聚变,这种聚变反应叫做热核反应. 【解题方法技巧】 一、衰变规律的运用 技法讲解 运用衰变规律重点要掌握“退二进一”规律，即原子核发生α衰变后，新核在元素周期表上要退2位，质量数减4；而β衰变后，新核比旧核在元素周期表上的位置进1位，但质量数不变，另外在分析推理的过程中始终要牢记质量数和电荷数守恒. 例1、下列说法正确的是（） A. Ra衰变为Rn要经过1次α衰变和1次β衰变 B. U衰变为Pa要经过1次α衰变和1次β衰变 C. Th衰变为Rb要经过6次α衰变和4次β衰变 D. U