1　原子核的组成教学设计与反思

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原子核的组成

[目标定位]

1.知道什么是放射性、放射性元素、天然放射现象.2.能说出原子核的组成，能记住三种射线的特性．

3．会正确书写原子核符号．

一、天然放射现象

1．1896年，法国物理学家贝克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．

4．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)和镭(Ra)．

二、射线到底是什么

图19－1－1 1．三种射线：如图19－1－1中1是β射线，2是γ射线，3是α射线．

(1)α射线是高速α粒子流，实际上是氦原子核，电荷数是2，质量数是4．

(2)β射线是高速电子流．

(3)γ射线是能量很高的电磁波．

2．三种射线的特点

(1)α射线：α粒子容易使空气电离，但贯穿本领很弱．

(2)β射线：β粒子贯穿本领较强，但电离能力较弱．

(3)γ射线：γ粒子电离本领很弱，但贯穿本领很强．

三、原子核的组成

1．质子的发现：1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，质子是原子核的组成部分．

2．中子的发现：卢瑟福猜想原子核内存在着一种质量与质子相同，但不带电的粒子，称为中子．查德威克利用云室进行实验验证了中子的存在，中子是原子核的组成部分．

3．原子核的组成：原子核由质子和中子组成．

4．原子核的符号：

AZX原子核的质量数＝质子数＋中子数元素符号核电荷数＝原子核的质子数，即原子的原子序数

5．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23们互称为同位素．例如：氢有三种同位素11H、1H、1H.

一、三种射线的本质及特点

1．α、β、γ三种射线的性质、特征比较

种

类

组

成

带电荷量

α射线

高速氦核流

2e 4mp(mp＝质

量

1.67×10kg)

续表

速

率

贯穿本领

0.1c 最弱

0.99c 较强

c

最强

－27β射线

高速电子流

γ射线

光子流(高频电磁波) －e mp

1 8360 静止质量为零

用一张纸就能挡住

电离作用

2.在电场、磁场中偏转情况的比较

很强

能穿透几毫米的铝板

较弱

能穿透几厘米的铅板

很弱

(1)在匀强电场中，α射线偏转较小，β射线偏转较大，γ射线不偏转，如图19－1－2甲所示．

图19－1－2 (2)在匀强磁场中，α射线偏转半径较大，β射线偏转半径较小，γ射线不偏转，如图乙所示．

例1

一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图19－1－3所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．

图19－1－3 答案

γ

β

解析

在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱，γ射线不带电，穿透能力最强；β射线带负电，穿透能力一般，综上所述，结合题意可知，a射线应为γ射线，b射线应为β射线．

借题发挥

三种射线的比较方法：

(1)α射线是α、β、γ三种射线中贯穿本领最弱的一种，它穿不过白纸．

(2)要知道三种射线的成分，贯穿本领和电离本领．

(3)要知道α、β、γ三种射线的本质，α、β是实物粒子，γ射线是电磁波谱中的一员．

针对训练1

天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是(

) A．一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线

B．某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核

C．三种射线中对气体电离作用最强的是α射线

D．β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子

答案

ACD 解析

由三种射线的本质和特点可知，α射线贯穿本领最弱，一张黑纸都能挡住，而挡不住β射线和γ射线，故A正确；γ射线是伴随α、β衰变而产生的一种电磁波，不会使原核变成新核．三种射线中α射线电离作用最强，故C正确；β粒子是电子，来源于原子核，故D正确．

二、原子核的组成

1．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．原子核的直径为102．原子核的符号和数量关系：(1)符号：AZX. (2)基本关系：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：原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同．把具有相同质子数、不同中子数的原子核互称为同位素．

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？

226228(4)

22888Ra是镭的一种同位素，让

88Ra和

88Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁－15～10－14 m. 场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？

答案

(1)88

138

(2)1.41×10(4)113∶114 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－17 C

(3)88

子数Z之差，即N＝A－Z＝226－88＝138.

(2)镭核所带电荷量

Q＝Ze＝88×1.6×10－19C≈1.41×10－17C.

(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rr226226113素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故＝＝. r228228114借题发挥

对核子数、电荷数、质量数的理解

(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)：原子核所带的电荷等于质子电荷的整数倍，通常用这个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，这个倍数叫做原子核的质量数．

4针对训练2

在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为42He，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

答案

B 解析

根据42He所表示的物理意义，原子核的质子数决定核外电子数，原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数．原子核的质量数就是核内质子数和中子数之和，4即为核内的核子数.42He符号的左下角表示的是质子数或核外电子数，即为2，2He符号左上角表示的是核子数，即为4，故选项B正确．