原子核的組成（教學(xué)課件）（人教版2019選擇性必修第三冊(cè)）

第1節(jié)

原子核的組成第五章

人教版

選擇性必修第三冊(cè)天然放射現(xiàn)象01射線的本質(zhì)02原子核的組成03典例分析04新課導(dǎo)入關(guān)于原子核內(nèi)部信息的研究，最早來(lái)自礦物的天然放射現(xiàn)象。那么，人們是怎樣從破解天然放射現(xiàn)象入手，一步步揭開(kāi)了原子核秘密的呢？棗糕（西瓜）模型核式結(jié)構(gòu)模型量子化軌道電子云對(duì)原子組成和原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過(guò)程天然放射現(xiàn)象PART01

關(guān)于原子核內(nèi)部的信息最早來(lái)自天然放射現(xiàn)象。貝克勒爾，1852－1908，法國(guó)貝克勒爾在實(shí)驗(yàn)室中

1896年，法國(guó)物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)，鈾和含鈾的礦物能夠發(fā)出看不見(jiàn)的射線。這種射線可以穿透黑紙使照相底片感光

。天然放射現(xiàn)象居里夫婦對(duì)最早提出了放射性的概念。發(fā)現(xiàn)并命名兩種新元素：釙（Po）和鐳（Ra）。皮埃爾·居里，1859－1906，法國(guó)物理學(xué)家.瑪麗·居里，1867－1934，法國(guó)籍波蘭裔物理學(xué)家、化學(xué)家.

瑪麗.居里和她的丈夫皮埃爾.居里對(duì)含鈾和含鈾的各種礦石進(jìn)行了深入研究。發(fā)現(xiàn)這種瀝青中含有兩種能夠發(fā)出更強(qiáng)射線的新元素，瑪麗.居里把其中一種元素（為了紀(jì)念她的祖國(guó)波蘭而）命名為釙（Po），另一種元素命名為鐳（Ra）。釙（Po）和鐳（Ra）放射性：物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性。放射性元素：具有放射性的元素稱為放射性元素。天然放射現(xiàn)象：放射性元素自發(fā)地放出射線的現(xiàn)象。

放射性不是少數(shù)幾種元素才有的，研究發(fā)現(xiàn)，原子序數(shù)大于或等于83的所有元素，都能自發(fā)的放出射線，原子序數(shù)小于83的元素，有的也具有放射性．天然放射現(xiàn)象放大了1000倍的鈾礦石鋇鈾云母翠砷銅鈾礦斜水鉬鈾礦鈾鈣石礦在放射性現(xiàn)象中放出的射線是什么東西呢？它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質(zhì)以外，還有些什么性質(zhì)呢？這些射線帶不帶電呢？帶什么電？放射性說(shuō)明了原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)射線到底是什么天然放射性現(xiàn)象【例題】發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的意義在于使人類認(rèn)識(shí)到(

)A．原子具有一定的結(jié)構(gòu)B．原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)C．原子核中含有質(zhì)子D．原子核中含有質(zhì)子和中子B小試牛刀射線的本質(zhì)PART02⑴把放射源鈾、釙或鐳放入用鉛做成的容器中，射線只能從容器的小孔射出，成為細(xì)細(xì)的一束。這三種射線分別叫作α射線、β射線和γ射線。⑵在射線經(jīng)過(guò)的空間施加磁場(chǎng)。①射線分裂成三束；②兩束在磁場(chǎng)中向不同的方向偏轉(zhuǎn)，這說(shuō)明它們是帶電粒子流；且電性相反。③另一束在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明它不帶電。1、研究方法如果α射線、β射線都是帶電粒子流，按照?qǐng)D5.1-1中標(biāo)出的徑跡判斷，它們分別帶什么電荷？如果不用磁場(chǎng)而用電場(chǎng)判斷它們帶電的性質(zhì)，兩個(gè)電極怎樣放置可以使三種射線大致沿圖示的方向偏轉(zhuǎn)？×

×

×

×

××

×

×

×

××

×

×

×

××

×

×

×

×

α射線β射線γ射線正電負(fù)電α射線+β射線－γ射線電場(chǎng)E思考與討論

電離能力貫穿能力速度本質(zhì)0.99C光速c

氦核流高速電子流波長(zhǎng)極短的電磁波（光子）射線使原子中的電子脫離核的束縛成為自由電子，這樣的過(guò)程叫作電離。射線的上述作用叫作電離作用。由于與物質(zhì)中的微粒作用時(shí)會(huì)損失自己的能量，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，用一張紙就能把它擋住。（最弱）最強(qiáng)較弱最弱穿透能力較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，也能穿透幾毫米厚的鋁板。（較弱）甚至能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土（最強(qiáng)）紙鋁α射線β射線γ射線

鉛2、三種射線課本中說(shuō)“γ射線是能量很高的電磁波”。為什么說(shuō)電磁波的光子能量高，它的波長(zhǎng)就短？解析：根據(jù)光子的能量公式

可知，電磁波的光子能量越大，頻率越高，波長(zhǎng)越短想一想元素的放射性是原子的性質(zhì)還是原子核的性質(zhì)？放射性的發(fā)現(xiàn)有何重要意義?實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如果一種元素具有放射性，無(wú)論它是以單質(zhì)存在的，還是以化合物形式存在的，都具有放射性。（即放射性與元素所處的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)）

放射性的強(qiáng)度也不受溫度、外界壓強(qiáng)的影響（即放射性與元素存在的物理狀態(tài)無(wú)關(guān)）。這就說(shuō)明射線與這些電子無(wú)關(guān)，也就是說(shuō)，射線來(lái)自原子核。這說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。思考與討論射線與核外電子無(wú)關(guān)，它來(lái)自原子核。說(shuō)明原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的。單質(zhì)、化合物溫度、壓強(qiáng)原子核3、射線的來(lái)源威耳遜云室

由微觀粒子構(gòu)成的射線，肉眼是看不見(jiàn)的。但是，射線中的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，會(huì)顯示射線的存在。威爾遜云室就是一種常用的射線探測(cè)裝置。

高速β粒子的徑跡又細(xì)又直，低速β粒子的徑跡又短又粗而且是彎曲的。γ射線的電離本領(lǐng)很小，在云室中一般看不到它的徑跡。劍橋卡文迪許實(shí)驗(yàn)室陳列的威爾遜云室拓展學(xué)習(xí)【例題】(多選)在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性惰性氣體氡，而氡會(huì)放射出α、β、γ射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致某些疾病。根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知，下列說(shuō)法中符合實(shí)際情況的是(

)A．α射線的電離本領(lǐng)最強(qiáng)，穿透能力最弱B．γ射線的運(yùn)動(dòng)速度最快，電離本領(lǐng)最弱C．金屬鈾有放射性，二氧化鈾沒(méi)有放射性D．β射線是原子核外電子電離形成的電子流小試牛刀AB小試牛刀【例題】如圖所示，R是一種放射性物質(zhì)，虛線框內(nèi)是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，LL′是厚紙板，MM′是熒光屏，實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在熒光屏的O、P兩點(diǎn)處有亮斑，由此可知磁場(chǎng)的方向、到達(dá)O點(diǎn)的射線種類、到達(dá)P點(diǎn)的射線種類應(yīng)屬于下表中的(

)選項(xiàng)磁場(chǎng)方向到達(dá)O點(diǎn)的射線到達(dá)P點(diǎn)的射線A豎直向上βαB豎直向下αβC垂直紙面向里γβD垂直紙面向外γαC

放射性現(xiàn)象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內(nèi)釋放出來(lái)的，這表明原子核也有內(nèi)部結(jié)構(gòu)。原子核內(nèi)究竟還有什么結(jié)構(gòu)？原子核又是由什么粒子組成的呢？想一想原子核的組成PART03——1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子。質(zhì)子：P電量：e=1.602×10-19C質(zhì)量：mp=1.672×10-27kg戲稱：盧打“氮”

盧打“蛋”

后來(lái)，人們用同樣的方法，從氟、鈉、鋁的原子核中打出了質(zhì)子，由此斷定質(zhì)子是原子核的組成部分。盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程：1、發(fā)現(xiàn)質(zhì)子

原子核是只由質(zhì)子組成的嗎？如果原子核中只有質(zhì)子，那么，任何一種原子核的質(zhì)量與電荷量之比，都應(yīng)該等于質(zhì)子的質(zhì)量與電荷量之比。但事實(shí)是這樣的嗎？如果原子核中內(nèi)只有質(zhì)子，則：實(shí)際上：說(shuō)明原子核還有其他組成部分

1920年，盧瑟福猜想，原子核內(nèi)可能還存在著另一種粒子，它的質(zhì)量與質(zhì)子相同，但是不帶電，他把這種粒子叫作中子(neutron)。1932年，盧瑟福的學(xué)生查德威克用實(shí)驗(yàn)證實(shí)。查德威克思考與討論查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程：中子的質(zhì)量：查德威克mn=1.674927471×10-27

kg2、發(fā)現(xiàn)中子1932年，英國(guó)物理學(xué)家查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，用符號(hào)n表示。研究證明中子的質(zhì)量和質(zhì)子的質(zhì)量非常接近，但是不帶電，是中性粒子。發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和電子是組成原子核的兩種基本粒子。核子mn＝1.674927471×10-27kgmp=1.672×10-27kg質(zhì)子：P電量：e=1.602×10-19C中子：n中子質(zhì)量比質(zhì)子質(zhì)量約大千分之一3、原子核的組成=質(zhì)子數(shù)=原子序數(shù)=荷外電子數(shù)⑴核電荷數(shù)Z⑵質(zhì)量數(shù)A=核子數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)電荷數(shù)(原子序數(shù)）質(zhì)量數(shù)原子核的電荷數(shù)不是它所帶的電荷量，質(zhì)量數(shù)也不是它的質(zhì)量。原子核符號(hào)（元素符號(hào)）

（α粒子）表示：帶2個(gè)單位正電荷，即有2個(gè)質(zhì)子和4－2＝2個(gè)中子。氦原子核鈾原子核電荷數(shù)是2，質(zhì)量數(shù)是4。電荷數(shù)是92，質(zhì)量數(shù)是235。表示：帶92個(gè)單位正電荷，即有92個(gè)質(zhì)子和235－92＝143個(gè)中子?！胤?hào)4、原子核的表示方法

質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子核，在元素周期表中處于同一位置，因而互稱同位素。例如，氫有三種同位素，分別叫做氕（也就是通常說(shuō)的氫）、氘（也叫重氫）、氚（也叫超重氫），符號(hào)分別是。

同種元素的原子，質(zhì)子數(shù)相同，核外電子數(shù)也相同，它們就會(huì)具有相同的化學(xué)性質(zhì)。5、同位素同位素：質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同（質(zhì)量數(shù)A當(dāng)然不同），則互為同位素。天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)

1895年末，德國(guó)物理學(xué)家倫琴發(fā)現(xiàn)了一種新的射線——X射線，即倫琴射線。它具有一定的輻射性?？茖W(xué)漫步【例題】盧瑟福預(yù)言原子核內(nèi)除質(zhì)子外還有中子的事實(shí)依據(jù)是(

)A．電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)相等B．絕大多數(shù)原子核的質(zhì)量與電荷量之比都大于質(zhì)子的質(zhì)量與電荷量之比C．原子核的核電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)D．質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相等小試牛刀B【例題】下列說(shuō)法正確的是(

)A.質(zhì)子和中子的質(zhì)量不等，但質(zhì)量數(shù)相等B.質(zhì)子和中子構(gòu)成原子核，原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子和中子的質(zhì)量總和C.同一種元素的原子核有相同的質(zhì)量數(shù)，但中子數(shù)可以不同D.中子不帶電，所以原子核的總電荷量等于質(zhì)子和電子的總電荷量之和A小試牛刀本節(jié)總結(jié)(1)天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核是可以再分的。()(2)α射線、β射線、γ射線都屬于電磁波。()(3)α粒子其實(shí)是高速氦原子核，它具有較高的穿透能力。()(4)溫度越高，放射性元素發(fā)出的射線越強(qiáng)。()(5)原子核的電荷數(shù)就是電荷量。()判一判√

×

×

×

×

典例分析PART04【例題】如圖所示，天然放射性元素放出α、β、γ三種射線，同時(shí)射入互相垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，射入時(shí)速度方向和電場(chǎng)、磁場(chǎng)方向都垂直，進(jìn)入場(chǎng)區(qū)后發(fā)現(xiàn)β射線和γ射線都沿直線前進(jìn)，則α射線(

)A、向右偏

B、向左偏C、直線前進(jìn)

D、無(wú)法判斷A小試牛刀【例題】(多選)天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分，下列說(shuō)法正確的是(

)A、一張厚的黑紙能擋住α射線，但不能擋住β射線和γ射線B、某原子核在放出γ射線后會(huì)變成另一種元素的原子核C、三種射線中對(duì)氣體電離作用最強(qiáng)的是α射線D、β粒子是電子，但不是原來(lái)繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子ACD小試牛刀【例題】如圖所示，在某次實(shí)驗(yàn)中把放射源放入鉛制成的容器中，射線只能從容器的小孔射出.在小孔前Q處放置一張黑紙，在黑紙后P處放置照相機(jī)底片，QP之間為垂直紙(非黑紙)面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)(圖中未畫(huà)出)，整個(gè)裝置放在暗室中.實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，在照相機(jī)底片的a、b兩處被感光(b點(diǎn)正對(duì)鉛盒的小孔)，則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是（）A.天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)B.QP之間的勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直紙面向里C.通過(guò)分析可知，打到a處的射線為β射線D.此放射性元素放出的射線中只有α射線和β射線C小試牛刀

B小試牛刀【例題】(多選)氫有三種同位素，分別是氕(H)、氘(H)、氚(H)，則(

)A.它們的質(zhì)子數(shù)相等B.若為中性原子它們的核外電子數(shù)相等C.它們的核子數(shù)相等D.它們的化學(xué)性質(zhì)相同ABD小試牛刀【例題】已知鐳的原子序數(shù)是88，原子核質(zhì)量數(shù)是226.試問(wèn)：(1)鐳核中有幾個(gè)質(zhì)子？幾個(gè)中子？(2)鐳核所帶的電荷量是多少？(3)呈中性的鐳原子，核外有幾個(gè)