2017-2018学年套餐之物理沪科版选修3-5讲义第4章从原子核到库克4.1.docx

4．1原子核结构探秘

[学习目标]1.知道原子核的组成，会正确书写原子核的符号.2.了解质子和中子的发现过程.3.掌握核反应方程的特点，会书写核反应方程．

一、原子核的组成

[知识梳理]

1．质子的发现

从1917年起，卢瑟福就开始进行α射线轰击氮原子核的实验，并从氮原子核中打出了氢核，这就是质子，用p或eq\o\al(1,1)H表示，质子是原子核的组成部分．

2．中子的发现

(1)卢瑟福的猜想

1920年，卢瑟福提出：原子核内除了质子外，还存在一种质量与质子的质量大体相等但不带电的粒子，并认为这种不带电的中性粒子是由电子进入质子后形成的．

(2)查德威克的发现

1932年，查德威克对α粒子轰击铍的实验进行研究，发现产生的射线是中性粒子流，质量跟质子质量差不多，查德威克将这种粒子称为中子，用n表示．中子也是原子核的组成部分．

3．原子核的组成

(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)：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整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的总和，而质子与中子的质量几乎相等，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)原子核的符号

eq\o\al(A,Z)Xeq\x(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，即元素的原子序数

4．同位素

具有相同质子数而不同中子数的原子核，在元素周期表中处于同一位置，它们互称为同位素．例如：氢有三种同位素，分别是eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H.

[即学即用]判断下列说法的正误．

(1)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子．(×)

(2)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．(√)

(3)同位素具有不同的化学性质．(×)

(4)原子核内的核子数与它的核电荷数不可能相等．(×)

二、核反应方程

[导学探究]核反应的实质是什么？它符合哪些规律？

答案(1)核反应的实质是以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核(靶核X)，从而促使原子核发生变化，生成了新原子核(Y)，并放出某一粒子．

(2)在转变过程中符合质量数和电荷数守恒规律．

[知识梳理]

1．核反应方程定义：

用原子核的符号来表示核反应前后各原子核变化情况的式子．

2．规律：核反应遵守质量守恒定律和电荷守恒定律，即核反应方程两边的质量数和电荷数均是守恒的．

3．核反应的条件：

用α粒子、质子、中子甚至用光子去轰击原子核．

4．原子核人工转变的两大发现

(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程：

eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→＋eq\o\al(1,1)H

(2)1932年查德威克发现中子的核反应方程：

eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n

一、原子核的组成

1．原子核(符合eq\o\al(A,Z)X)

原子核eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(组成\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(质子：p?\o\al(1,1)H?,中子：n?\o\al(1,0)n?)),同位素：质子数相同，中子数不同的原子核))

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．

例1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？(保留三位有效数字)

(3)呈电中性的镭原子，核外有几个电子？

答案(1)88138(2)1.41×10－17C(3)88

解析(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)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.

针对训练1在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为eq\o\al(4,2)He，eq\o\al(4,2)He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eq\o\al(A,Z)X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