1　原子核的组成优质教案设计

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原子核的组成

[学习目标] 1.了解什么是放射性、天然放射现象和衰变

2.知道原子核的组成及三种射线的特征．

一、天然放射现象和三种射线

[导学探究]

1.1896年法国物理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．是否所有的元素都具有放射性？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．怎样用电场或磁场判断三种射线粒子的带电性质？

答案

让三种射线通过匀强电场，则γ射线不偏转，说明γ射线不带电．α射线偏转方向和电场方向相同，带正电，β射线偏转方向和电场方向相反，带负电．或者让三种射线通过匀强磁场，则γ射线不偏转，说明γ射线不带电，α射线和β射线可根据偏转方向和左手定则确定带电性质．

[知识梳理]

1．对天然放射现象的认识

(1)1896年，法国物理学家贝可勒尔发现某些物质具有放射性．

(2)物质发射射线的性质称为放射性，具有放射性的元素称为放射性元素，放射性元素自发地发出射线的现象叫做天然放射现象．

(3)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．

2．对三种射线的认识

种类

组成

带电

荷量

速率

贯穿

本领

电离

作用

α射线

高速氦核流

2e 0.1c β射线

高速电子流

－e 0.99c 较强，能穿透几毫米厚的铝板

γ射线

光子流(高频电磁波) 0 c

最强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土

最弱，用一张纸就能挡住

很强

较强

很弱

[即学即用]下列说法正确的是(

) A.α射线是由高速运动的氦核组成的，其运行速度接近光速

B.β射线能穿透几毫米厚的铅板

C.γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱

D.β射线的粒子和电子是两种不同的粒子

E.α粒子不同于氦原子核

二、原子核的组成

[知识梳理]

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11H表示，其质量为mp＝1.67×1027－ 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．

4．同位素

具有相同的质子数而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位23素．例如：氢有三种同位素，分别是11H、1H、1H. [即学即用]

在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为442He，2He

中的4和2分别表示(

) A.4为核子数，2为中子数

B.4为质子数和中子数之和，2为质子数

C.4为核外电子数，2为中子数

D.4为中子数，2为质子数

一、天然放射现象和三种射线

1．三种射线的实质

α射线：高速氦核流，带2e的正电荷；

β射线：高速电子流，带e的负电荷；

γ射线：光子流(高频电磁波)，不带电．

2．三种射线在电场中和磁场中的偏转

(1)在匀强电场中，γ射线不发生偏转，做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做类平抛运动，在同样的条件下，β粒子的偏移大，如图1所示．

图1 (2)在匀强磁场中，γ射线不发生偏转，仍做匀速直线运动，α粒子和β粒子沿相反方向做匀速圆周运动，且在同样条件下，β粒子的轨道半径小，如图2所示．

图2 3．元素的放射性

(1)一种元素的放射性与是单质还是化合物无关，这就说明射线跟原子核外电子无关．

(2)射线来自于原子核说明原子核内部是有结构的．

例1

如图3所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于下表中的(

)

图3 选项

A

B

C

D

答案

C 解析

R放射出来的射线共有α、β、γ三种，其中α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用而偏转，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里．

针对训练1

如图2所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是(

) A.①表示γ射线，③表示α射线

B.②表示β射线，③表示α射线

C.④表示α射线，⑤表示γ射线

D.⑤表示β射线，⑥表示α射线

三种射线的鉴别：

(1)α射线带正电、β射线带负电、γ射线不带电．α射线、β射线是实物粒子，而γ射线是光磁场方向

竖直向上

竖直向下

垂直纸面向里

垂直纸面向外

到达O点

的射线

β

α

γ

γ

到达P点

的射线

α

β

β

α

子流，属于电磁波的一种．

(2)α射线、β射线都可以在电场或磁场中偏转，但偏转方向不同，γ射线则不发生偏转．

(3)α射线穿透能力弱，β射线穿透能力较强，γ射线穿透能力最强，而电离本领相反．

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？(保留三位有效数字) (3)呈电中性的镭原子，核外有几个电子？

答案

(1)88

138

(2)1.41×10－17 C

(3)88 解析

(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)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88. 针对训练

据最新报道，放射性同位素钬内中子数与核外电子数之差是(

) 16667Ho

，可有效治疗癌症，该同位素原子核A.32

B.67

C.99

D.166

1．最早发现天然放射现象的科学家为(

) A.卢瑟福

C.爱因斯坦

B.贝可勒尔

D.查德威克

2．(多选)下列关于放射性元素发出的三种射线的说法中正确的是(

) A.α粒子就是氢原子核，它的穿透本领和电离本领都很强

B.β射线是电子流，其速度接近光速

C.γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板

D.以上三种说法均正确

23氕(11H)、氘(1H)、氚(1H)

3.(多选)氢有三种同位素，分别是A.它们的质子数相等

B.它们的核外电子数相等

，则(

)

C.它们的核子数相等

D.它们的中子数相等

4．以下说法正确的是(

) A.

22286Rn为氡核，由此可知，氡核的质量数为86，氡核的质子数为222 B.94Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4 C．同一元素的两种同位素具有相同的质量数

D．同一元素的两种同位素具有不同的中子数