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第1节原子核结构核心要点突破课堂互动讲练知能优化训练第1节原子核结构课前自主学案课标定位课标定位学习目标：1.了解质子、中子的发现过程，知道原子核的组成．2．理解核子、同位素的概念．3．了解核反应的概念，会书写核反应方程．重点难点：质子、中子的发现和原子核的组成．课前自主学案一、质子的发现1．实验：为探测原子核的结构，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了________2．结论：质子是_________的组成部分．二、中子的发现质子．原子核思考感悟1．卢瑟福依据什么猜想原子核中存在着中子？提示：元素的原子核的质量大体上是质子质量的整数倍，但原子核的电荷数仅仅是质量数的一半或更少一些．三、原子核的组成1．组成：原子核由_______和_______组成，质子和中子统称为______2．原子核的符号：X，其中X表示元素，A表示质量数，Z表示核电荷数．3．基本关系：核电荷数＝质子数＝__________质量数＝质子数＋中子数＝_________4．同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称__________质子中子核子．原子序数核子数同位素．5．核反应与核反应方程(1)核反应：原子核在其他粒子的轰击下产生__________的过程．(2)核反应方程：用原子核符号描述_____________的式子，例如：(3)核反应中的规律：质量数和核电荷数________新原子核核反应过程守恒．42He＋147N―→178O＋11H思考感悟2．原子核的质量数和质量是一回事吗？提示：不是．因为原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数称为原子核的质量数，因此质量数就是核子的个数，是一个纯数字，它与质量是不同的．核心要点突破一、质子和中子的发现1．质子的发现(1)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，结果从氮核中打出了一种粒子，并测定了它的电荷量与质量，知道它是氢原子核，把它叫做质子(p)，后来人们又从其他原子核中打出了质子，故确定质子是原子核的组成部分．(2)质子带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，质子的质量为mp＝1.672623×10－27kg.2．中子的发现(1)卢瑟福的预言1920年卢瑟福提出了一种大胆的猜想：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，并以为这种不带电的中性粒子是由电子进入质子后形成的．(2)查德威克的发现查德威克验证了他的老师卢瑟福12年前的预言，原子核中确实存在着中性的、质量几乎与质子相同的粒子，并把它叫做中子(n)．(3)中子的质量为mn＝1.6749286×10－27kg.即时应用(即时突破，小试牛刀)1．(2011年秦皇岛高二检测)如图3－1－1为卢瑟福发现质子的实验装置，M是显微镜，S是荧光屏，窗口F处装铝箔，氮气从阀门T充入，A是放射源，在观察由质子引起的闪烁之前需进行必要调整的是()图3－1－1A．充入氮气后，调整铝箔厚度，使S上有α粒子引起的闪烁B．充入氮气后，调整铝箔厚度，使S上见不到质子引起的闪烁C．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上能见到质子引起的闪烁D．充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上见不到α粒子引起的闪烁解析：选D.实验目的是观察α粒子轰击氮核产生新核并放出质子，所以实验前应调整铝箔的厚度，恰使α粒子不能透过，但质子仍能透过，故选D.二、原子核的组成及核反应方程1．原子核的组成：由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．(1)质量数：原子核的质量等于核内的质子和中子质量之和，原子核的质量近似等于核子质量的整数倍，通常用这个整数代表原子核的相对质量，叫做原子核的质量数．(2)核电荷数：质子带正电，中子不带电，原子核的电荷数等于质子数.2．同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位素．它们的核外电子数相同，因而有相同的化学性质．3．核反应、核反应方程(1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单箭头方向表示反应方向，不能用等号连接．(2)核反应的生成物一定要以实验为基础，不能只依据电荷数守恒和质量数守恒凭空杜撰生成物．如11H、21H、31H及3115P和3015P等等．(3)书写核反应方程时，应先将已知的原子核和未知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置，然后再根据质量数守恒和电荷数守恒确定未知的原子核或未知粒子的质量数和电荷数，最后根据其电荷数确定是哪种元素或粒子，在适当位置填上它们的符号．即时应用(即时突破，小试牛刀)2．下列关于32He的叙述正确的是()A.32He和31H互为同位素B.32He原子核内中子数为2C.32He原子核电荷数为2D.32He代表原子核内有2个质子和3个中子解析：选C.32He核内质子数为2，31H核内质子数为1，两者质子数不等，不是同位素.32He核内中子数为1，32He原子核电荷数为2，32He代表原子核有2个质子和1个中子．课堂互动讲练原子核的组成例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？(3)若镭原子呈中性，它的核外有几个电子？(4)22888Ra是镭的一种同位素，让22688Ra和22888Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨道半径之比是多少？【精讲精析】(1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数Z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＝1.408×10－17C.(3)原子呈中性时，核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力由磁场力提供，故有qvB＝mv2r，r＝mvqB，因为两种同位素具有相同的核电荷数，即所带电荷量相同，但质量数不同，故r226r228＝226228＝113114.【答案】(1)88138(2)1.408×10－17C(3)88(4)113∶114【方法总结】原子序数＝质子数＝中性原子核外电子数＝核电荷数，质子数＋中子数＝核子数＝质量数．核反应及核反应方程例2完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子的A.105B＋42He―→137N＋()B.94Be＋()―→126C＋10nC.2713Al＋()―→2712Mg＋11HD.147N＋42He―→178O＋()E.23892U―→23490Th＋()F.2311Na＋()―→2411Na＋11H【思路点拨】解此题依据电荷数守恒和质量数守恒规律完成核反应方程及著名的粒子发现史，关键掌握质量数和电荷数守恒，否则在书写核反应方程时容易出错．【自主解答】A.105B＋42He―→137N＋10n.B.94Be＋42He―→126C＋10n，此核反应使查德威克首次发现了中子．C.2713Al＋10n―→2712Mg＋11H.D.147N＋42He―→178O＋11H，此核反应使卢瑟福首次发现了质子．E.23892U―→23490Th＋42He.F.2311Na＋21H―→2411Na＋11H.【答案】见自主解答变式训练某原子核X吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子．由此可知()A．A＝7，Z＝3B．A＝7，Z＝4C．A＝8，Z＝3D．A＝8，Z＝4解析：选A.其核反应方程为AZX＋10n→242He＋0－1e，由核反应方程的质量数守恒和电荷数守恒可知：A＋1＝4×2，Z＝2×2－1，得A＝7，Z＝3.