放射性元素的衰变

放射性元素的衰变导入新课同学们听过点石成金的故事或者一种物质变成另一种物质。那么，你们能否举出一两个例子来呢？观看下面的图片，想想这些在现实生活中是真的还是假的。想一想魔术师现场表演魔术孙悟空猪八戒沙僧那些都是假的，那么现实生活中是不是存在真的这种现象呢?有没有真的（科学的）能将一种物质变成另一种物质呢？本节我们将学习有关一种物质变成另一物质的有关的知识。在古代无论是东方还是西方，都有一批人追求“点石成金”之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金。当然，这些炼金术的愿望都破灭了，因为他们不知道一种物质变成另一种物质的根本存在于原子核的变化。不过，类似于“点石成金”的故事一直在自然界进行着，这就是伴随着天然放射现象发生的“衰变”。教学目标1、知识与技能知道放射现象的实质是原子核的衰变知道两种衰变的基本性质，并掌握原子核的衰变规律理解半衰期的概念2、过程与方法能够熟练运用核衰变的规律写出核的衰变方程式能够利用半衰期来进行简单计算（课后自学）3、情感态度与价值观通过传说的引入，对学生进行科学精神与唯物史观的教育。不断的设疑培养学生对科学孜孜不倦的追求，从而引领学生进入一个美妙的微观世界。教学重难点重点原子核的衰变规律及半衰期难点半衰期描述的对象本节导航一、原子核的衰变二、半衰期一、原子核的衰变1、衰变原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。2、实质：真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。3、α衰变铀238核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，核电荷数减少2，变成新核-----钍234核。那这种放出α粒子的衰变叫做α衰变。用衰变方程式来表示：23892U→23490Th+42He4、衰变方程式遵守的规律：（1）质量数守恒（2）核电荷数守恒α衰变规律：AZX→A-4Z-2Y+42He基本粒子的衰变粒子发生α衰变原子发生衰变思考与讨论在α衰变中，新核的质量数与原来的核的质量数有什么关系？相对于原来的核在周期表中的位置，新核在周期表中的位置应当向前移还是向后移？要移动几位？你能概括出α衰变的质量数，核电荷数变化的一般规律吗？5、β衰变原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子10n→11H＋0-1e这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。粒子发生β衰变粒子发生衰变后的运动轨迹6、γ射线的实质γ射线是由于原子核在发生α衰变和β衰变时原子核受激发而产生的光（能量）辐射，通常是伴随α射线和β射线而产生。γ射线的本质是能量。因此，γ射线不能单独发生。当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴有γ辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时有αβ和γ三种射线。二、半衰期放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。例如下图氡元素的衰变图像：观察图像可得：（1）氡每隔3.8天质量就减少一半。（2）用半衰期来表示。（3）大量的氡核。半衰期表示放射性元素的衰变的快慢放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。不同的放射性元素，半衰期不同，甚至差别非常大。例如：氡222衰变为钋218的半衰期是3.8天，镭226衰变为氡222的衰变时间是1620年，铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5×109年。衰变是微观世界里原子核的行为，而微观世界规律的特征之一在于“单个的微观事件是不可预测的”即对于一个特定的氡原子，我们只知道它发生衰变的概率，而不知道它什么时候发生衰变放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的状态和外部条件没有关系。例如，一种放射性元素，不管是以单质的形式存在，还是与其它元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度。都不能改变它的半衰期。这是因为压力、温度、或与其它元素的化合等，都不会影响原子核的结构。动画：三种射线动画：天然放射现象课堂小结1、衰变原子核放出α或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。真实的将一种物质变成另一种物质，原来就是原子核的衰变。2、α衰变放出α粒子的衰变叫做α衰变。3、β衰变当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子10n→11H＋0-1e这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。β衰变的实质是核内少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。4、衰变方程式遵守的规律：（1）质量数守恒（2）核电荷数守恒5、半衰期半衰期表示放射性元素的衰变的快慢放射性元素的原子核，有半数发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期半衰期描述的对象是大量的原子核，不是个别原子核，这是一个统计规律。高考链接1、（2000·上海·2）关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是（）A.α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强。B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力。C.γ射线一般们随着α或β射线产生，它的穿透能力量强。D.γ射线是电磁波，它的穿透能力最弱。C2、（1997·全国·6）在下列核反应方程中,x代表质子的方程是（）A.2713Al+42He→3015P+XB.147N+42He→178O+XC.21H+γ→10n+XD.31H+X→42He+10nB3、（1998·全国·6）天然放射性元素23290Th（钍）经过一系形α衰变和β衰变之后，变成20882Pb（铅）。下列论断中正确的是（）A.铅核比钍核少24个中子B.铅核比钍核少8个质子C.衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变D.衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变CD4、（1999·全国·3）下列说法正确的是（）A.衰变为要经过1次a衰变和1次衰变B.衰变为要经过1次哀变和1次衰变C.衰变为要经过6次。衰变和4次衰变D.衰变为要经过4次a衰变和4次衰变BC课堂练习1、下列核反应方程中正确的是（）A.23892U→23490Th+21HB.94Be+42He→126C+10nC.23490TH→23490Pa+0-1eD.3115P→3014Si+0-1eB2、以下几个原子核反应中，X代表α粒子的反应式是（）A.42He+94Be→126C+XB.21H+31H→10n+XC.23490Th→23491Pa+XD.3015P→3014si+XB3、天然放射现象的发现揭示了（）A.原子不可再分B.原子的核式结构C.原子核还可再分D.原子核由质子和中子组成C4、放射性元素的样品经过6小时后还有1/8没有衰变它的半衰期是（）A.2小时B.1.5小时C.1.17小时D.0.75小时A5、若元素A的半衰期为4天,元素B的半衰期为5天,则相同质量的A和B,经过20天后,剩下的质量之比mA:mB=（）A.30:31B.31:30C.1:2D.2:1C教材习题解答1、解：β衰变的实质是原子核内的中子变成一个质子和一个电子，其化学方程式为：10n→11H＋0-1e2、解：（1）24483Bi→24484Po＋0-1e（2）21084Po→21085At＋0-1e3、（1）23490Th→23088Ra＋42He（2）6629Cu→6227Co＋42He4、解：设α衰变为x次，β衰变为y次核反应方程为23892U→22286Rn＋x42He＋y0-1e根据质量数和电荷数守恒解得x=4，y=2。5、解：根据半衰期的定义剩下的钍为m=132g6、解：根据半衰期的定义可知，经过时间t后剩余的为m=1.25gt=20天。