2 放射性衰變,一、天然放射性 1.定義:物質(zhì)能_放出射線(xiàn)的現(xiàn)象。 2.放射性:物質(zhì)放出_的性質(zhì)。 3.放射性元素:具有_的元素。 4.人們發(fā)現(xiàn)比鉍(原子序數(shù)為_(kāi))重的元素都是具 有_的。,自發(fā)地,射線(xiàn),放射性,4.83,放射性,【想一想】天然放射現(xiàn)象說(shuō)明了什么? 提示:說(shuō)明一些原子核是不穩(wěn)定的,同時(shí)也說(shuō)明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。,二、衰變 1.放射性衰變:放射性元素是_的,它們會(huì)自發(fā) 地蛻變?yōu)榱硪环N元素,同時(shí)放出射線(xiàn)的現(xiàn)象。 2.衰變形式:常見(jiàn)的衰變有兩種,放出粒子的衰變 為_(kāi),放出粒子的衰變叫_,而_ 是伴隨射線(xiàn)或射線(xiàn)產(chǎn)生的。,不穩(wěn)定,衰變,衰變,射線(xiàn),3.放射線(xiàn)的本質(zhì):,很強(qiáng),電磁波,最大,鉛板,4.衰變規(guī)律: (1)衰變: (2)衰變: 在衰變過(guò)程中,電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)_。,都守恒,【判一判】 (1)放射性原子核發(fā)生一次衰變,質(zhì)子數(shù)增 加1。() (2)一次衰變可以同時(shí)產(chǎn)生射線(xiàn)和射線(xiàn)。() (3)衰變產(chǎn)生的三種射線(xiàn)都是從原子核釋放出來(lái) 的。(),提示:(1)因?yàn)樯渚€(xiàn)是高速電子流,衰變時(shí)電荷數(shù)守恒,故質(zhì)子數(shù)增加1,(1)正確。 (2)一次衰變只能產(chǎn)生射線(xiàn)和射線(xiàn)中的一種,(2)錯(cuò)。 (3)衰變是發(fā)生在原子核內(nèi)的現(xiàn)象,(3)正確。,三、半衰期 1.定義:放射性元素衰變減少至_所需 的時(shí)間。 2.影響因素: 元素半衰期的長(zhǎng)短由原子核_因素決定,跟原子 所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單 質(zhì)、化合物)_。,原有數(shù)目一半,自身,無(wú)關(guān),【想一想】半衰期是指一個(gè)放射性原子核衰變到穩(wěn)定核所經(jīng)歷的時(shí)間嗎? 提示:半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念,是對(duì)大量原子核衰變規(guī)律的總結(jié),對(duì)于單個(gè)原子核,半衰期是沒(méi)有意義的。,知識(shí)點(diǎn)一、對(duì)三種射線(xiàn)的認(rèn)識(shí) 思考探究: 放射性元素放出的射線(xiàn),在電場(chǎng)中分成a、b、c三束,如圖所示。,根據(jù)以上信息,思考以下問(wèn)題: (1)a、b、c三種射線(xiàn)分別帶何種電荷? (2)如果不用電場(chǎng),還可以用什么方法判斷三種射線(xiàn)的帶電性質(zhì)?,【歸納總結(jié)】 1.衰變方程通式: 衰變: 衰變:,2.實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):元素具有放射性是由原子核本身的因素決定的,跟原子所處的物理或化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)。不管該元素是以單質(zhì)的形式存在,還是和其他元素形成化合物,或者對(duì)它施加壓力,或者升高它的溫度,它都具有放射性。,3.三種射線(xiàn)都是高速運(yùn)動(dòng)的粒子,能量很高,都來(lái)自于原子核內(nèi)部,這也使我們認(rèn)識(shí)到原子核蘊(yùn)藏有巨大的核能,原子核內(nèi)也有極其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。,【特別提醒】 元素的放射性是由元素的原子核決定的。射線(xiàn)是從元素的原子核中放出的,如射線(xiàn)中的電子不是原子核外面的電子躍遷出來(lái)形成的。放射現(xiàn)象說(shuō)明了原子核是具有結(jié)構(gòu)的。,【典例探究】 【典例】關(guān)于天然放射現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的 是() A.射線(xiàn)是由氦原子核衰變產(chǎn)生 B.射線(xiàn)是由原子核外電子電離產(chǎn)生 C.射線(xiàn)是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生 D.通過(guò)化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性,【思路點(diǎn)撥】解答本題首先要明確天然放射現(xiàn)象中三種射線(xiàn)的產(chǎn)生機(jī)理,另外還要知道影響天然放射現(xiàn)象的因素。,【正確解答】選D。射線(xiàn)是在衰變中產(chǎn)生的,本質(zhì)是氦核,A錯(cuò)誤;射線(xiàn)是在衰變中產(chǎn)生的,本質(zhì)是高速電子流,B錯(cuò)誤;射線(xiàn)是發(fā)生衰變和衰變時(shí)原子核發(fā)生能級(jí)躍遷而產(chǎn)生的電磁波,C錯(cuò)誤;物質(zhì)的放射性由原子核內(nèi)部自身的因素決定,與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無(wú)關(guān),D正確。,【總結(jié)提升】放射性問(wèn)題的解題方法 1.明確原子核衰變的三種射線(xiàn)實(shí)質(zhì): 射線(xiàn)是氦核,射線(xiàn)是電子流。 射線(xiàn)是不帶電的電磁波,穿透能力依次增強(qiáng)。,2.出現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的原因: (1)、射線(xiàn)均是從原子核中放出的帶電粒子。 (2)射線(xiàn)是處于激發(fā)態(tài)的原子核放出的高頻電磁波。 (3)元素的放射性由元素的原子核決定,與外界因素及物質(zhì)所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】 1. 經(jīng)過(guò)m次衰變和n次衰變,變成 則() A.m=7,n=3B.m=7,n=4 C.m=14,n=9D.m=14,n=18 【解析】選B。根據(jù)題意有:235-4m=207,92-2m+n=82,解兩式得m=7,n=4,選項(xiàng)B正確。,2.天然放射性元素放出的三種射線(xiàn)的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖所示,由此可推知(),A.來(lái)自于原子核外的電子 B.的電離作用最強(qiáng),是一種電磁波 C.的電離作用較強(qiáng),是一種電磁波 D.的電離作用最弱,屬于原子核內(nèi)釋放的光子,【解析】選D。在三種射線(xiàn)中,穿透能力由弱到強(qiáng)依次是射線(xiàn)、射線(xiàn)、射線(xiàn).即為射線(xiàn),為射線(xiàn),為射線(xiàn)。三種射線(xiàn)均來(lái)自于原子核,A錯(cuò);射線(xiàn)電離作用最強(qiáng),不是電磁波,B錯(cuò);射線(xiàn)電離作用最弱,它是原子核內(nèi)釋放的光子或者說(shuō)是電磁波,C錯(cuò),D正確。,知識(shí)點(diǎn)二、半衰期的理解與應(yīng)用 思考探究: 在現(xiàn)代考古學(xué)中,從一座古代遺址中挖掘出一塊木片,應(yīng)用“放射性碳14定年法”就可以推測(cè)這座遺址的年代。如果現(xiàn)在有一個(gè)從遠(yuǎn)古居民遺址中挖掘出來(lái)的木片,其碳14的含量只是活體的二分之一。請(qǐng)思考以下問(wèn)題:,(1)如何確定這個(gè)木片大約是多少年前的? (2)這座遠(yuǎn)古居民遺址大約是多少年前的?,【歸納總結(jié)】 1.常用公式:N余=N原 ( )t/,m=M ( )t/。 式中N原、M表示衰變前的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,N余、m表示衰變后尚未發(fā)生衰變的放射性元素的原子數(shù)和質(zhì)量,t表示衰變時(shí)間,表示半衰期。,2.規(guī)律的特征:放射性元素的半衰期是穩(wěn)定的,是由元素的原子核內(nèi)部因素決定,跟原子所處的物理狀態(tài)(如壓強(qiáng)、溫度)或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無(wú)關(guān)。,3.規(guī)律的理解:半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,只對(duì)大量的原子核有意義,對(duì)少數(shù)原子核沒(méi)有意義。某一個(gè)原子核何時(shí)發(fā)生衰變,是不可知的,當(dāng)原子核數(shù)目特別少時(shí),公式不再成立,如10個(gè)原子核經(jīng)過(guò)半衰期剩幾個(gè)?這樣的問(wèn)題無(wú)法處理。 4.規(guī)律的用途:利用天然放射性元素的半衰期可以估測(cè)巖石、化石和文物的年代。,【特別提醒】 每一種元素的半衰期都能反映原子核內(nèi)部的性質(zhì),與所處的外部條件無(wú)關(guān),即不能通過(guò)采用改變壓強(qiáng)、溫度及化學(xué)反應(yīng)來(lái)影響元素的半衰期。,【典例探究】 【典例】14C測(cè)年法是利用14C衰變規(guī)律對(duì)古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方法。若以橫坐標(biāo)t表示時(shí)間,以縱坐標(biāo)m表示任意時(shí)刻14C的質(zhì)量,m0為t=0時(shí)14C的質(zhì)量。下列選項(xiàng)中能正確反映14C衰變規(guī)律的是(),【思路點(diǎn)撥】根據(jù)元素的衰變常用公式確定出m與t的函數(shù)關(guān)系,即可作出判斷。,【正確解答】選C。由衰變規(guī)律公式m=M 可知,m隨時(shí)間t的增大而逐漸減小,而且變化得越來(lái)越慢,故C正確。,【過(guò)關(guān)訓(xùn)練】 1.關(guān)于半衰期,下列說(shuō)法正確的是() A.同種放射性元素在化合物中的半衰期比在單質(zhì)中長(zhǎng) B.升高溫度可以使半衰期縮短 C.氡的半衰期是3.8天,若有4個(gè)氡原子核,經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下1個(gè) D.氡的半衰期是3.8天,4g氡原子核,經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下1g,【解析】選D。半衰期由原子核內(nèi)部因素決定,與溫 度和化學(xué)反應(yīng)狀態(tài)無(wú)關(guān),A、B錯(cuò)。半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì) 規(guī)律,對(duì)少數(shù)原子核沒(méi)有意義,C錯(cuò)。由m=M 得 解得m= M= 4g=1g,故D正確。,2.(多選)(2015山東高考)14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約5700年。已知植物存活期間,其體內(nèi)14C與12C的比例不變;生命活動(dòng)結(jié)束后,14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過(guò)測(cè)量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說(shuō)法正確的是(),A.該古木的年代距今約5700年 B.12C、13C、14C具有相同的中子數(shù) C.14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中放出射線(xiàn) D.增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變,【解析】選A、D。剩余的碳14占 ,表明經(jīng)過(guò)了一個(gè)半衰期,A正確;碳14、13、12的質(zhì)子數(shù)相同,質(zhì)量數(shù)不同,中子數(shù)不同,B錯(cuò)誤;碳14變?yōu)榈?4,質(zhì)量數(shù)未變,放出的是電子流,即射線(xiàn),C正確;半衰期不受外界環(huán)境影響,D錯(cuò)誤。,【補(bǔ)償訓(xùn)練】 若已知 的半衰期為5 730年,某骸骨中 的含量 為活著的生物體中 的 ,可推斷該生物死亡距今 約多少年?,【解析】設(shè)古生物骸骨中含有的 原來(lái)的質(zhì)量為M, 現(xiàn)在的質(zhì)量為m,距今的時(shí)間為t。 由m= 解得t=11 460年。 答案:11 460年,【溫馨提示】衰變、衰變規(guī)律的綜合應(yīng)用涉及對(duì)粒子和粒子本質(zhì)的認(rèn)識(shí),還涉及核反應(yīng)方程的書(shū)寫(xiě),是本部分常考查的內(nèi)容之一。,【拓展例題】考查內(nèi)容:衰變、衰變的規(guī)律等知 識(shí)的考查放射性元素 經(jīng)過(guò)_次衰變和 _次衰變變成了穩(wěn)定元素,【思路點(diǎn)撥】解答本題時(shí)可以根據(jù)質(zhì)量數(shù)變化確定衰變次數(shù),根據(jù)電荷數(shù)變化確定衰變次數(shù).,【正確解答】方法一:由于衰變不會(huì)引起質(zhì)量數(shù)的 減少,故可先根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定衰變的次數(shù). 因?yàn)槊窟M(jìn)行一次衰變,質(zhì)量數(shù)減少4,所以衰變的 次數(shù)為:x= 再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來(lái)判斷衰變的次數(shù).6次衰變,電荷數(shù)應(yīng)減少26=12(個(gè)),而每進(jìn)行一次衰變,電荷數(shù)增加1,所以衰變的次數(shù)為:,y=12-(90-82)=4 方法二:設(shè)經(jīng)過(guò)x次衰變、y次衰變,根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得:232=208+4x,90=82+2x-y 兩式聯(lián)立得x=6,y=4. 答案:64,對(duì)衰變本質(zhì)的認(rèn)識(shí) (1)粒子是原子核內(nèi)的2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合在一起發(fā)射出來(lái)的(粒子結(jié)構(gòu)特別穩(wěn)定)。,(2)粒子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)發(fā)射出來(lái) 的,其轉(zhuǎn)化方程為 不是原子核內(nèi)有單獨(dú)存在的電子,更不是由核外電子運(yùn)動(dòng)形成的。 (3)射線(xiàn)是在發(fā)生衰變或衰變時(shí)產(chǎn)生的新原子核處于不穩(wěn)定的高能級(jí)(激發(fā)態(tài))向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子。,【案例展示】原子核發(fā)生衰變時(shí),此粒子 是() A.原子核外的最外層電子 B.原子核外的電子躍遷時(shí)放出的光子 C.原子核內(nèi)存在著的電子 D.原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子時(shí),放射出一個(gè)電子,【正確解答】選D。粒子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為 質(zhì)子時(shí)發(fā)射出來(lái)的,其轉(zhuǎn)化方程為 它不是原子核外的電子躍遷或電離產(chǎn)生的,也不是原子核中存在的電子,故只有D正確。,【易錯(cuò)分析】本題易錯(cuò)選項(xiàng)及錯(cuò)誤原因分析如下:,