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第五章　原子核
第1課時(shí)　原子核的衰變　半衰期
第2節(jié)　放射性元素的衰變
學(xué)習(xí)目標(biāo)
知道原子核的衰變
會(huì)用半衰期描述衰變的速度，知道半衰期的統(tǒng)計(jì)意義
知道兩種衰變的規(guī)律，能夠熟練寫出衰變方程
一、原子核的衰變
1.原子核的衰變：原子核自發(fā)地放出α粒子或β粒子，由于核電荷數(shù)變了，它在元素周期表中的位置就變了，變成另一種原子核。
①α衰變：放出α粒子的衰變，如
2.種類
課堂探究
α衰變是如何發(fā)生的？
事實(shí)表明，2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子能十分緊密地結(jié)合在一起，因此在一定的條件下它們會(huì)作為一個(gè)整體從較大的原子核中被拋射出來。即發(fā)生了 衰變
②β衰變：放出β粒子的衰變，如
中微子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)都是0
原子核里沒有電子,β衰變中的電子來自哪里？
實(shí)質(zhì)是原子核中的中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子且放出一個(gè)電子即β粒子，使核電荷數(shù)增加1，但β衰變不改變原子核的質(zhì)量數(shù)
原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒。
放射性原子核在發(fā)生α衰變、β衰變時(shí)產(chǎn)生的新核處于高能級(jí)，這時(shí)它要向低能級(jí)躍遷，并放出γ光子。
原子核衰變的理解
衰變類型 α衰變 β衰變
衰變方程 X→Y＋He X→　AZ＋1Y＋e
衰變實(shí)質(zhì) 2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成氦核2H＋2n→He 1個(gè)中子轉(zhuǎn)化為1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子n→H＋e
典型方程 U→Th＋He Th→Pa＋e
衰變規(guī)律 電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒
γ
射
線
新
物
質(zhì)
衰變后元素的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，即：生成了新的原子核！
放射性元素衰變不可能有單獨(dú)的γ衰變！伴隨 射線或 射線產(chǎn)生.
注意
γ粒子是不帶電的粒子，因此γ射線并不影響原子核的核電荷數(shù)，故γ射線不會(huì)改變元素在周期表中的位置
(2)技巧：為了確定衰變次數(shù)，一般先由質(zhì)量數(shù)的改變確定α衰變的次數(shù)(這是因?yàn)棣滤プ兊拇螖?shù)多少對質(zhì)量數(shù)沒有影響)，然后根據(jù)衰變規(guī)律確定β衰變的次數(shù)。
二、半衰期
1.定義：放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間．
2.特點(diǎn)
(1)不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差別非常大．
(2)放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系．
3.適用條件：半衰期描述的是統(tǒng)計(jì)規(guī)律，不適用于少數(shù)原子核的衰變．
4．公式
半衰期公式：＝，＝
式中、表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量，
、表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)和質(zhì)量，
t表示衰變時(shí)間，
τ表示半衰期．
氡的衰變
氡222經(jīng)過α衰變成為釙218
每過3.8天就有一半的氡發(fā)生了衰變
經(jīng)過第一個(gè)3.8天，剩有一半的氡
經(jīng)過第二個(gè)3.8天，剩有 的氡
再經(jīng)過3.8天，剩有 的氡
……
縱坐標(biāo)表示的是任意時(shí)刻氡的質(zhì)量m與t=0時(shí)的質(zhì)量m0的比值
半衰期的長短是由原子核內(nèi)部本身的因素決定的，不管對它加壓或是提高溫度，都不能改變其半衰期。
注意2注意2
半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律，只對大量的原子核才適用，對少數(shù)原子核是不適用的。
注意1注意1
例1．(多選)原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)地放出射線。這些射線共有三種：α射線、β射線和γ射線。下列說法中正確的是(　　)
A．原子核每放出一個(gè)α粒子，原子序數(shù)減少2
B．原子核每放出一個(gè)α粒子，原子序數(shù)增加4
C．原子核每放出一個(gè)β粒子，原子序數(shù)減少1
D．原子核每放出一個(gè)β粒子，原子序數(shù)增加1
發(fā)生一次α衰變，核電荷數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4，原子序數(shù)減少2；
發(fā)生一次β衰變，核電荷數(shù)、原子序數(shù)增加1，故A、D正確。
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歸納總結(jié)：衰變次數(shù)的判斷方法
(1)衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。
(2)每發(fā)生一次α衰變，質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少2。
(3)每發(fā)生一次β衰變，中子數(shù)減少1，質(zhì)子數(shù)增加1。
典例精析
例2．寫出（釷核）與（銅核）兩種放射性元素的α衰變方程。（鈾核）衰變?yōu)椋焙耍┮?jīng)過幾次α衰變，幾次β衰變？
解析：釷核的α衰變方程
銅核的衰變方程為
（鈾核）衰變?yōu)椋焙耍|(zhì)量數(shù)減少16，電荷數(shù)減少6，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可得α衰變次數(shù)為
根據(jù)電荷數(shù)守恒可得β衰變次數(shù)
例3．新發(fā)現(xiàn)的一種放射性元素X，它的氧化物X2O的半衰期為8天，X2O與F發(fā)生化學(xué)反應(yīng)2X2O＋2F2===4XF＋O2之后，XF的半衰期為(　　)
A．2天　 B．4天 C．8天 D．16天
解析：放射性元素的衰變快慢由原子核內(nèi)部的自身因素決定，與原子的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故半衰期仍為8天，A、B、D錯(cuò)誤，C正確。
C
T
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