无机化学第二十三章 核化学.pptVIP

第二十三章 核化学简介 Introduction to Nuclear Chemistry * 1964年10月16日15时,中国在本国西部地区爆炸了一颗原子弹. 蘑菇云 本章教学要求和内容: 1．了解有关放射性核素和放射性衰变的概念； 2．会正确书写核化学方程式； 3．了解放射性碳-14测定年代法； 4．了解核能和核能利用的基本概念； 5．简单了解人工核反应和超铀元素合成的基本内容。 23.1 放射性核素和放射性衰变 Radioactive nuclide and radioactive decay 23.2 核能和核能利用 Nuclear energy and use of nuclear energy 23.3 人工核反应和超铀元素的合成 Artificial nuclear reaction and syntheses of transuranium elements 23.1 放射性核素和放射性衰变 Radioactive nuclide and radioactive decay 23.1.1 放射性衰变和放射系 Radioactive decay and radioactivity Series 23.1.2 核化学方程、半衰期和放射性活度 Nuclear chemical equation half-time and radioactivity 23.1.3 放射性碳-14纪年 Radiocarbon-14 dating 23.1.1 放射性衰变和放射系 放射性衰变(radioactive decay)是一种过程, 在这种过程中, 原来的核素(母体)或者变为另一种核素(子体), 或者进入另一种能量状态。是随机自发的单体核反应常见的有 a, b, g 三种： 三种粒子在电场中的偏转 辐射造成 的生物 效应 辐射造成的生物效应 辐射会使细胞的生长-调节机制受到伤害，以白血细胞过度生长为特征的白血病可能是由辐射造成的。 核电荷数减少 2 意味着子核在元素周期表中的位置左移 2 格, 叫作α衰变的位移定则。 β衰变的位移定则是，子核在元素周期表中的位置右移 1 格。 放射性衰变 + γ + α衰变 β衰变 + （电子） γ衰变 （高能电子波） Rn 222 86 a 衰变： 或记为： 如 ) He( 4 2 4 A 2 Z A Z a + ? ? ? - - 核 核 Rf Sg 259 104 263 106 ? ? ? a 核 核 4 A 2 Z A Z - - ? ? ? a b 衰变又分为 b-, b+ 及电子俘获三种: b-： A Z+1 核 A Z ? ? ? 核 + b- + V 00 00 V 00 代表中微子，是一种静质量极小的比电子还轻的多的中性粒子。它不存在于核内，而是在b-衰变时同电子一起从核内产生的。 b- 衰变核内一个中子转变为质子，核电荷增加一个单位，而质量数不变。如： b- 即为 14 6 ? ? ? C + b- + V 00 14 7 N b- 衰变基本是中子过多的核所特有的，发生 b- 衰变的一般是这些元素的最重的同位素。 b+ 衰变: 这是放射性原子核放射出正电子和中微子而转变成另一种核的过程。 b+ 衰变是质子过多，中子不足的核所特有的，一般是元素的最轻同位素。 在b+ 衰变过程中，核内一个质子转变成为中子，此时核电荷减少一个单位，而质量数没有变化。质子转变成中子的同时，释放出一个正电子和一个中微子： 19 10 ? ? ? Ne + b+ + V 00 19 9 F b+ 即为 e 0 +1 纯 b+ 衰变要比 b- 衰变少得多，基本上也只是周期表的前一半元素的同位素才具有。 电子俘获： 这是原子核从核外电子壳层（通常是内层特别是K层）中俘获一个电子的过程。结果使核内一个质子变成中子，核的电荷数将因之减少1，同时放出一个中微子。 电子俘获特别是 K 壳层电子俘获，是中子不足的同位素所特有的，大多是周期表前一半元素的轻同位素。如： 7 4 ? ? Be + 3Li +