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1、第三章 原 子 核 1 原子核的組成與核力,一、原子核的組成 1.組成:質(zhì)子和_____(統(tǒng)稱為_____)。 (1)1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了_____。 (2)1932年,查德威克用α粒子轟擊鈹核發(fā)現(xiàn)了_____。,中子,核子,質(zhì)子,中子,2.原子核的符號(hào): (1)原子核的電荷數(shù)(Z)=_______=原子序數(shù) (2)原子核的質(zhì)量數(shù)(A)=核子數(shù)=_______+_______,質(zhì)子數(shù),質(zhì)子數(shù),中子數(shù),3.同位素: 原子序數(shù)(質(zhì)子數(shù))相同而_______不同的原子核, 互稱為同位素。 例如 是氫的三種同位素。,中子數(shù),【判一判】 (1)原子核的質(zhì)量數(shù)一定等于電荷數(shù)。 (
2、) (2)質(zhì)子和中子都帶正電。 ( ) (3)所有原子核都是由質(zhì)子和中子組成。 ( ),提示:(1)質(zhì)量數(shù)即核子數(shù),電荷數(shù)即質(zhì)子數(shù),二者不一定相等,(1)錯(cuò)。 (2)中子是中性粒子,不帶電,(2)錯(cuò)。 (3)氫核 ( )中沒有中子,(3)錯(cuò)。,二、核力及其特點(diǎn) 1.定義:_____之間的相互作用力。 2.特點(diǎn): (1)核力是___________的一種表現(xiàn),在核的線度內(nèi), 核力比庫侖力_______。,核子,強(qiáng)相互作用,大得多,(2)核力的_______,作用范圍在210-15m左右。 (3)核力的飽和性:每個(gè)核子只跟_____的核子發(fā)生核 力作用。 (4)核力與電荷無關(guān),質(zhì)子與質(zhì)子,質(zhì)子與中
3、子,以及 中子與中子之間的核力是_______。,力程短,相鄰,相等的,三、核反應(yīng)與核反應(yīng)方程 1.核反應(yīng):原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生_________ 的過程。 2.核反應(yīng)方程:用原子核符號(hào)描述___________的式子。 例如,新原子核,核反應(yīng)過程,【想一想】核反應(yīng)中遵循哪些守恒規(guī)律? 提示:核反應(yīng)中遵循了四個(gè)守恒: 電荷守恒、質(zhì)量數(shù)守恒、動(dòng)量守恒和能量守恒。,知識(shí)點(diǎn)一、原子核的組成 思考探究: 原子核的表示方法(如圖所示),根據(jù)圖示,思考以下問題: (1)圖中X、A、Z分別代表什么? (2)A和Z有什么關(guān)系?,【歸納總結(jié)】 1.原子核(符號(hào) ):,2.基本關(guān)系: 核電荷數(shù)=質(zhì)子數(shù)(Z
4、)=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)。,3.對(duì)核子數(shù)、電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)的理解 (1)核子數(shù):質(zhì)子和中子質(zhì)量差別非常微小,二者統(tǒng)稱為核子,質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和叫核子數(shù)。 (2)電荷數(shù)(Z):原子核所帶的電荷總是質(zhì)子電荷的整數(shù)倍,通常用這個(gè)整數(shù)表示原子核的電荷量,叫作原子核的電荷數(shù)。,(3)質(zhì)量數(shù)(A):原子核的質(zhì)量等于核內(nèi)質(zhì)子和中子的質(zhì)量的總和,而質(zhì)子與中子質(zhì)量幾乎相等,所以原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍,這個(gè)整數(shù)叫作原子核的質(zhì)量數(shù)。,【特別提醒】 原子核的質(zhì)量幾乎等于單個(gè)核子質(zhì)量的整數(shù)倍,這個(gè)倍數(shù)稱為原子核的質(zhì)量數(shù)。因此,質(zhì)量數(shù)就是核子的個(gè)數(shù),是一個(gè)純數(shù)字
5、,它與質(zhì)量是不同的。如質(zhì)子和中子的質(zhì)量數(shù)相同均為1,但它們的質(zhì)量不同,中子的質(zhì)量比質(zhì)子的質(zhì)量約大一千八百分之一。,【典例探究】 【典例】有J、K、L三種原子核,已知J、K的核子數(shù)相同,K、L的質(zhì)子數(shù)相同,請(qǐng)完成下列表格。,【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn): (1)原子核的質(zhì)子數(shù)與原子序數(shù)相等。 (2)原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和。,【正確解答】因?yàn)橘|(zhì)子數(shù)與原子序數(shù)相等,故J的質(zhì)子數(shù)為9,L的質(zhì)子數(shù)為10,因?yàn)橘|(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和,所以J、L的中子數(shù)為9,因J、K核子數(shù)相同,即質(zhì)量數(shù)相同,所以A=18,因K、L的質(zhì)子數(shù)相同,所以Z=10,進(jìn)而得到K的質(zhì)子數(shù)為10,中子數(shù)為8。,
6、答案:,【總結(jié)提升】原子內(nèi)的幾個(gè)數(shù)量關(guān)系 (1)原子核的核電荷數(shù)=核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=原子(電中性)的核外電荷數(shù)=原子序數(shù)。 (2)原子核的質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=核子數(shù)。 (3)同位素的核子數(shù):同位素的原子核中質(zhì)子數(shù)一定相同,中子數(shù)不一定相同。,【過關(guān)訓(xùn)練】 1.(多選)由原子核符號(hào) ,可知 ( ) A. 原子核中有質(zhì)子92個(gè) B. 原子核中有電子92個(gè) C. 原子核中有中子235個(gè) D. 原子核中有中子143個(gè),【解析】選A、D。原子核符號(hào)為 ,A為核子數(shù),Z為 質(zhì)子數(shù),可見 原子核中核子數(shù)是235個(gè),質(zhì)子數(shù)是 92個(gè),中子數(shù)為235-92=143(個(gè)),故B、C錯(cuò)誤,A、D正 確。,2.根據(jù)
7、 三種同位素的比較,試回答下列問題: (1)三種同位素哪一種粒子是不相同的 ( ) A.質(zhì)子 B.中子 C.電子 (2)三種同位素中,哪一個(gè)質(zhì)量最大?________。 (3)三種同位素的化學(xué)性質(zhì)是否相同?________。,【解析】同位素的質(zhì)子數(shù)相同,中子數(shù)不同.核外電 子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相同,故不相同的是中子。 的質(zhì)量數(shù)分別是16、17、18,故 的質(zhì)量最大。 三種同位素的質(zhì)子數(shù)相同,故化學(xué)性質(zhì)相同。 答案:(1)B (2) (3)相同,知識(shí)點(diǎn)二、核力 思考探究: 原子核的半徑大約為10-15m～10-14m,是原子半徑的10-5 ～10-4倍,如果假設(shè)原子是一座龐大的體育場(chǎng),而原子核
8、只相當(dāng)于體育場(chǎng)中央的一只螞蟻,請(qǐng)思考以下問題: (1)原子核的大小為什么有一定的限制? (2)原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的多少有什么規(guī)律嗎?,【歸納總結(jié)】 1.核力的性質(zhì): (1)核力是四種相互作用中的強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)。 (2)核力是短程力。約在10-15m數(shù)量級(jí)時(shí)起作用,距離大于0.810-15m時(shí)為引力,距離小于0.810-15m時(shí)為斥力,距離為1010-15m時(shí)核力幾乎消失。,(3)核力具有飽和性。核子只對(duì)相鄰的少數(shù)核子產(chǎn)生較強(qiáng)的引力,而不是與核內(nèi)所有核子發(fā)生作用。 (4)核力具有電荷無關(guān)性。核力與核子電荷無關(guān)。,2.核子比例關(guān)系:較輕的原子核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等,但對(duì)于較重
9、的原子核中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù),越重的原子核,兩者相差越多。,3.形成原因: (1)若質(zhì)子與中子成對(duì)地人工構(gòu)建原子核,隨原子核的增大,核子間的距離增大,核力和電磁力都會(huì)減小,但核力減小得更快。所以當(dāng)原子核增大到一定程度時(shí),相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力,這個(gè)原子核就不穩(wěn)定了。,(2)若只增加中子,中子與其他核子沒有庫侖斥力,但有相互吸引的核力,所以有助于維持原子核的穩(wěn)定,所以穩(wěn)定的重原子核中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。 (3)由于核力的作用范圍是有限的,以及核力的飽和性,若再增大原子核,一些核子間的距離會(huì)大到其間根本沒有核力的作用,這時(shí)候再增加中子,形成的核也一定是不穩(wěn)定的。,【特別提醒】
10、(1)核力是短程力,只有相鄰核子間才存在核力。 (2)穩(wěn)定的重原子核里,中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多,由于核力具有飽和性,導(dǎo)致原子核大小也受到限制。,【典例探究】 【典例】對(duì)核子結(jié)合成原子核的下列說法正確的 是 ( ) A.原子核內(nèi)的核子間均存在核力 B.原子核內(nèi)的質(zhì)子間均存在核力和庫侖力 C.穩(wěn)定原子核的質(zhì)子數(shù)總是與中子數(shù)相等 D.對(duì)質(zhì)子數(shù)較多的原子核,其中的中子數(shù)起到增加核力、維持原子核穩(wěn)定的作用,【思路點(diǎn)撥】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn): (1)輕核中質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等,重核中中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)。 (2)由于核力是短程力,原子核的大小有一定的限制。質(zhì)子越多的原子核,需要更多的中子來維持核的穩(wěn)定。,【正
11、確解答】選D。核力是短程力,只會(huì)發(fā)生在相鄰核子之間,由此知A、B錯(cuò)誤;核力只作用于相鄰的核子,隨著質(zhì)子數(shù)增加,為使原子核保持穩(wěn)定,必須靠中子數(shù)的增多來抵消庫侖力的作用,故C錯(cuò)誤,D正確。,【過關(guān)訓(xùn)練】 1.下列說法正確的是 ( ) A.質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)相等的原子核最穩(wěn)定 B.若兩個(gè)核子間的距離為1.210-15m,則它們間的核力表現(xiàn)為引力 C.兩個(gè)核子間的核力一定為引力 D.兩個(gè)質(zhì)子間的核力與庫侖力一定是一對(duì)平衡力,【解析】選B。中等質(zhì)量的原子核最穩(wěn)定,但這些原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不一定相等,A錯(cuò)誤;兩個(gè)核子間的距離0.810-15m
12、時(shí)表現(xiàn)為斥力,B正確,C錯(cuò)誤。一個(gè)質(zhì)子可以受到多個(gè)質(zhì)子對(duì)它的庫侖力作用,而核力只發(fā)生在相鄰的核子間,兩個(gè)質(zhì)子間的核力與庫侖力不一定形成平衡力,D錯(cuò)誤。,2.(多選)關(guān)于原子核中質(zhì)子和中子的說法,正確的 是 ( ) A.原子核中質(zhì)子數(shù)越多越穩(wěn)定 B.在大而穩(wěn)定的原子核中,中子的數(shù)量多于質(zhì)子 C.當(dāng)原子核內(nèi)只有一個(gè)質(zhì)子,沒有中子時(shí),它也能穩(wěn)定存在 D.由于核力的作用范圍是有限的,核力具有飽和性,不可能無節(jié)制地增大原子核而仍穩(wěn)定存在,【解析】選B、C、D。原子核中的質(zhì)子之間存在庫侖斥力,由于庫侖斥力是長(zhǎng)程力,所以質(zhì)子數(shù)越多原子核越不穩(wěn)定,故A錯(cuò)。為了緩解質(zhì)子之間斥力的影響,質(zhì)子越多的原子核,需要有更
13、多的中子來維持核的穩(wěn)定,因此,在大而穩(wěn)定的原子核中,中子的數(shù)量多于質(zhì)子,所以B、D正確;氫原子(氕原子)中無中子,C正確。,【溫馨提示】 互為同位素的原子核,是由于中子不同造成的,它們之間既有區(qū)別,又有相同的地方,同位素的概念是高考中經(jīng)常出現(xiàn)的出題背景。,【拓展例題】考查內(nèi)容:同位素概念的考查 氫有三種同位素,分別是氕( ),氘( ),氚( ), 則 ( ) A.它們的質(zhì)子數(shù)相等 B.它們的核外電子數(shù)相等 C.它們的核子數(shù)相等 D.它們的中子數(shù)相等,【思路點(diǎn)撥】解決本題要掌握好同位素的概念.同位素的特點(diǎn)是具有相同的質(zhì)子數(shù)和不同的中子數(shù). 【正確解答】選A、B.氕、氘、氚的核子數(shù)分別為1、2、3,C錯(cuò)誤;質(zhì)子數(shù)和核外電子數(shù)相同,都為1,A、B正確;中子數(shù)等于核子數(shù)減去質(zhì)子數(shù),故中子數(shù)不相同,D錯(cuò)誤.,正確書寫核反應(yīng)方程 書寫核反應(yīng)方程的原則是: (1)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒。 (2)中間用箭頭表示反應(yīng)進(jìn)行的方向,不能寫成等號(hào)或畫一橫線。,【案例展示】下列核反應(yīng)方程正確的是 ( ),【正確解答】選B。A項(xiàng)中電荷數(shù)不守恒;核反應(yīng)方程中箭頭代表核反應(yīng)的方向,不能用等號(hào),C錯(cuò);D項(xiàng)中不滿足質(zhì)量數(shù)守恒,只有B選項(xiàng)中符合質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,且符合核反應(yīng)方程的進(jìn)行方向。故選B。,【易錯(cuò)分析】本題易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因分析如下:,
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