第15.2節(jié) 原子核的組成（解析版）

第十五章原子核15.2原子核的組成??目標導(dǎo)航學(xué)問要點難易度1.盧瑟福發(fā)覺質(zhì)子方程：2.查德威克發(fā)覺中子方程：3.放射性同位素4.居里夫婦人工合成同位素5.人工放射性應(yīng)用：檢測、放療、示蹤★★★★★★★★

★★★??學(xué)問精講一、質(zhì)子的發(fā)覺1.1919年，盧瑟福第一次實現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，用高速α粒子轟擊原子核，使原子核放出了質(zhì)子。2.試驗步驟及結(jié)果：(1)適當選擇鋁箔的厚度，使熒光屏恰好不消滅閃光(2)充入氮氣后，熒光屏消滅了閃光3.發(fā)覺質(zhì)子的核反應(yīng)方程式：例1.盧瑟福通過原子核的人工轉(zhuǎn)變試驗發(fā)覺了質(zhì)子，試驗中利用（）（A）β粒子轟擊氮核 （B）α粒子轟擊氮核（C）α粒子轟擊鈹核 （D）β粒子轟擊鈹核答案：B解析：盧瑟福用高速α粒子轟擊原子核，使原子核放出了質(zhì)子，B正確。二、中子的發(fā)覺1.盧瑟福依據(jù)原子核的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)的差別，預(yù)見到原子核中應(yīng)當存在質(zhì)量與質(zhì)子相等的、不帶電的粒子，盧瑟福稱其為中子。2.1932年，查德威克用放射性元素釙發(fā)出的α射線轟擊鈹，證明白中子的存在。查德威克用碰撞中的動量守恒和能量守恒分析得到不行見粒子是質(zhì)量與質(zhì)子幾乎相等的、不帶電的粒子，它正是盧瑟福預(yù)見的中子。中子的質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子的相等，都是1，中子不帶電，其電荷數(shù)為零。物理學(xué)中用符號表示中子。3.發(fā)覺中子的核反應(yīng)方程式：1．原子核(符號eq\o\al(A,Z)X)2．基本關(guān)系核電荷數(shù)＝質(zhì)子數(shù)(Z)＝元素的原子序數(shù)＝核外電子數(shù)，質(zhì)量數(shù)(A)＝核子數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)。例2.查德威克用α粒子轟擊鈹核，核反應(yīng)方程式是42He+94Be→X+126C，其中X是（ ）（A）質(zhì)子 （B）中子 （C）電子 （D）正電子答案：B解析：該核反應(yīng)方程式是查德威克發(fā)覺中子的方程式，X是中子，B正確。三、同位素1.核子：將質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子。2.同位素：具有相同質(zhì)子數(shù)、不同中子數(shù)的原子核互稱為同位素。例如，、、、都是碳的同位素，自然界中是含量最多，占碳元素總量的98.9%。3.同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但物理性質(zhì)不同。4.放射性同位素：有些同位素具有放射性，稱為放射性同位素。5.原子序數(shù)大于83的自然?元素都具有放射性。例3.在同位素氫、氘，氚的核內(nèi)具有相同的（）（A）核子數(shù) （B）電子數(shù) （C）中子數(shù) （D）質(zhì)子數(shù)答案：D解析：同位素的質(zhì)子數(shù)相同。四、人工放射性（人工合成放射性同位素）1.1932年，美國物理學(xué)家安德森發(fā)覺正電子。正電子的質(zhì)量和電荷量大小與電子相同，但電性與電子相反，正電子的符號是，它是人類發(fā)覺的首個反物質(zhì)基本粒子。2.1934年，居里夫婦用a粒子轟擊鋁后，發(fā)覺了放射性同位素，即人工制得放射性元素核反應(yīng)方程：磷30具有放射性，發(fā)生正電子衰變，衰變方程：磷30是首個人工合成放射性同位素。3.原子序數(shù)超過92的放射性同位素都是通過人工方法獲得的?，F(xiàn)在，利用原子能反應(yīng)堆和粒子加速器生成的同位素已經(jīng)超過2000種，每種元素都有放射性同位素。例4.（多選）關(guān)于放射性同位素，以下說法正確的是（

）A．放射性同位素與放射性元素一樣，都有肯定的半衰期，衰變規(guī)律一樣B．放射性同位素衰變可生成另一種新元素C．放射性同位素只能是自然?衰變時產(chǎn)生，不能用人工方法制得D．以上說法均不對答案：AB解析：AB．放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化學(xué)因素的影響，衰變后生成新的原子核。故AB正確。CD．放射性同位素自然?衰變可以產(chǎn)生，也可以用人工方法制得，如粒子轟擊鋁核產(chǎn)生放射性同位素磷30，故CD錯誤。五、放射性同位素的應(yīng)用1.檢測：利用射線的穿透力量可以檢查各種產(chǎn)品厚度、密封在容器中的液面高度等。2.放療：放射性同位素放出的射線會致癌，但也用射線對某些癌癥患者進行放射性治療。射線對快速生長的癌細胞有破壞作用，但同時也會破壞周邊的正常細胞。3.示蹤：在某種元素中摻進適量的放射性同位素，放射性同位素會跟隨這種元素一起運動。通過探測放射性同位素放出的射線，就可以知道這種元素的蹤跡，該放射性同位素稱為示蹤原子。??鞏固練習(xí)1．對微觀世界的探究中，下列說法正確的是（）A．密立根最先發(fā)覺了電子B．湯姆孫最先通過油滴試驗測出了電子的比荷C．盧瑟福通過粒子散射試驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D．人們生疏到原子核具有簡單結(jié)構(gòu)是從發(fā)覺質(zhì)子開頭的答案：C解析：A．1897年湯姆孫發(fā)覺電子，A錯誤；B．最先通過油滴試驗測出了電子的比荷的物理學(xué)家是密立根，B錯誤；C．1911年，盧瑟福通過粒子散射試驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，否定了湯姆孫的棗糕式模型，C正確；D．人們生疏到原子核具有簡單結(jié)構(gòu)是從自然?放射現(xiàn)象開頭的，D錯誤。2.盧瑟福發(fā)覺質(zhì)子，并第一次實現(xiàn)原子核人工轉(zhuǎn)變的試驗示意圖是（ ）答案：D解析：A是自然?放射性試驗，B是查德威克發(fā)覺中子試驗，C是α粒子散射試驗，D是盧瑟福發(fā)覺質(zhì)子試驗。BD都是原子核人工轉(zhuǎn)變，但盧瑟福發(fā)覺質(zhì)子試驗先于查德威克發(fā)覺中子試驗，所以D正確。3.第一次發(fā)覺原子核的組成中有質(zhì)子的是（）（A）光電效應(yīng)現(xiàn)象 （B）自然?放射現(xiàn)象（C）α粒子散射試驗 （D）人工轉(zhuǎn)變試驗答案：D解析：第一次發(fā)覺原子核的組成中有質(zhì)子的是盧瑟福用α粒子轟擊氮核，屬于人工轉(zhuǎn)變試驗，D正確。4.在核反應(yīng)方程42He+147N→178O+X中，X是（）（A）電子 （B）光子 （C）質(zhì)子 （D）中子答案：C解析：依據(jù)核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，推斷中X是質(zhì)子，C正確。5.核反應(yīng)方程42He+94Be→126C+AZX中的AZX是（）（A）11H （B）01e（C）0-1e （D）10n答案：D解析：依據(jù)核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，推斷中X是中子，D正確。6．用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程式為，對式中X、a、b的推斷正確的是（）A．X代表中子，a=17，b=1B．X代表正電子，a=17，b=-1C．X代表正電子，a=17，b=1D．X代表質(zhì)子，a=17，b=1答案：C解析：依據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知，因此X可表示為，為正電子，故ABD錯誤，C項正確。7.用中子轟擊，產(chǎn)生和x；具有放射性，它衰變后變成和y，則x和y分別是（）（A）質(zhì)子和α粒子 （B）電子和α粒子（C）α粒子和正電子 （D）α粒子和電子答案：D解析：依據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，x的質(zhì)量數(shù)=27+1=24=4，核電荷數(shù)=13-11=2，所以x是α粒子；y的質(zhì)量數(shù)=24-24=0，核電荷數(shù)=11-12=-1，所以y是電子，D正確。8.在下列四個核反應(yīng)方程中，x表示質(zhì)子的是（）(A) (B)(C) (D)答案：B解析：依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒A中x是正電子，B中x是質(zhì)子，C中x是電子，D中x是中子，B正確。9.如圖所示，由自然?放射性元素釙(Po)放出的射線x1，轟擊鈹(94Be)時會產(chǎn)生粒子流x2，用粒子流x2轟擊石蠟時會打出粒子流x2，經(jīng)爭辯知道（）(A)x1為α粒子，x2為中子(B)x1為α粒子，x3為質(zhì)子(C)x2為質(zhì)子，x3為中子(D)x2為質(zhì)子，x3為光子答案：AB解析：x1是α粒子，x2是發(fā)覺