高中物理第十九章原子核第二节放射性元素的衰变学案新人教版选修3_5.doc

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第二节放射性元素的衰变

【素养目标定位】

※

知道α和β衰变的规律及实质

※

理解半衰期的概念

※

会利用半衰期进行简单的运算

【素养思维脉络】

课前预习反馈

教材梳理·夯基固本·落实新知

知识点1原子核的衰变

1．定义

原子核放出__α粒子__或__β粒子__,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。

2．衰变的类型

一种是__α衰变__,另一种是__β衰变__,而γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的。

3．衰变过程

α衰变：eq\o\al(238,92)U―→eq\o\al(234,90)Th＋__eq\o\al(4,2)He__

β衰变：eq\o\al(234,90)Th―→eq\o\al(234,91)Pa＋__eq\o\al(0,－1)e__

4．衰变规律

(1)遵守三个守恒：原子核衰变时遵守__电荷数__守恒,__质量数__守恒,动量守恒。

(2)任何一种放射性元素只有一种放射性,不能同时既有α放射性又有β放射性(伴随的γ射线除外)。

知识点2半衰期

1．定义

放射性元素的原子核有__半数__发生衰变所需的时间,叫作半衰期。

2．决定因素

放射性元素衰变的快慢是由原子核__内部__因素决定的,跟原子所处的__物理状态__(如温度、压强)或__化学状态__(如单质、化合物)无关。

3．适用条件

半衰期是一个统计概念,是对__大量__的原子核衰变规律的总结,对于一个特定的原子核,__无法__确定何时发生衰变,但可以确定各个时刻发生衰变的概率,即某时衰变的可能性,因此,半衰期只适用于__大量的原子核__。

思考辨析

『判一判』

(1)原子核在衰变时,它在元素周期表中的位置不变。(×)

(2)发生β衰变是原子核中的电子发射到核外。(×)

(3)半衰期是原子核有半数发生衰变需要的时间,经过两个半衰期原子核就全部发生衰变。(×)

(4)通过化学反应也不能改变物质的放射性。(√)

(5)原子核衰变过程中,电荷数、质量数、能量和动量都守恒。(√)

『选一选』

下列说法正确的是(D)

A．eq\o\al(238,92)U衰变为eq\o\al(234,91)Pa要经过2次α衰变和1次β衰变

B．β射线与γ射线一样都是电磁波,但β射线的穿透本领远比γ射线弱

C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关

D．天然放射性现象使人类首次认识到原子核可分

解析：eq\o\al(238,92)U衰变为eq\o\al(234,91)Pa要经过1次α衰变和1次β衰变,A错误；β射线是高速电子流,B错误；半衰期与原子所处的物理,化学状态无关,C错误；天然放射现象说明原子核可分,D正确。

『想一想』

你知道考古学家靠什么推断古化石的年代吗？

答案：只要测出古化石中14C的含量就可以根据14C的半衰期推断古化石的年龄。

课内互动探究

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探究

原子核的衰变

┃┃思考讨论1__■

如图为α衰变、β衰变示意图。

(1)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？为什么？

(2)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？

提示：(1)当原子核发生α衰变时,原子核的质子数和中子数各减少2个。因为α粒子是原子核内2个质子和2个中子结合在一起发射出来的。

(2)当原子核发生β衰变时,新核的核电荷数相对于原来增加了1个。新核在元素周期表中的位置向后移动了1个位次。

┃┃归纳总结__■

1．定义：原子核放出α粒子或β粒子转变为新核的变化叫作原子核的衰变。

2．衰变种类：

(1)α衰变：放出α粒子的衰变,如eq\o\al(238,92)U―→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He

(2)β衰变：放出β粒子的衰变,如eq\o\al(234,90)Th―→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e

3．衰变规律：

原子核发生衰变时,衰变前后的电荷数和质量数都守恒。

4．衰变实质：

α衰变：原子核内两个质子和两个中子结合成一个α粒子,并在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来,产生α衰变。2eq\o\al(1,0)n＋2eq\o\al(1,1)H―→eq\o\al(4,2)He

β衰变：原子核内的一个中子变成一个质子留在原子核内,同时放出一个电子,即β粒子放射出来。

eq\o\al(1,0)n―→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e

5．衰变方程通式：

(1)α衰变：eq\o\al(A,Z)X―→eq\o\al(A－4,Z－2)Y＋eq\o\al(4,2)He

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