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1、2 放射性衰變,一、天然放射性 1.定義:物質能_______放出射線的現(xiàn)象。 2.放射性:物質放出_____的性質。 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_____)重的元素都是具 有_______的。,自發(fā)地,射線,放射性,4.83,放射性,【想一想】天然放射現(xiàn)象說明了什么? 提示:說明一些原子核是不穩(wěn)定的,同時也說明原子核具有復雜的結構。,二、衰變 1.放射性衰變:放射性元素是_______的,它們會自發(fā) 地蛻變?yōu)榱硪环N元素,同時放出射線的現(xiàn)象。 2.衰變形式:常見的衰變有兩種,放出粒子的衰變 為_______,放出粒子的衰變叫_______,而___

2、____ 是伴隨射線或射線產生的。,不穩(wěn)定,衰變,衰變,射線,3.放射線的本質:,很強,電磁波,最大,鉛板,4.衰變規(guī)律: (1)衰變: (2)衰變: 在衰變過程中,電荷數(shù)和質量數(shù)_______。,都守恒,【判一判】 (1)放射性原子核發(fā)生一次衰變,質子數(shù)增 加1。() (2)一次衰變可以同時產生射線和射線。() (3)衰變產生的三種射線都是從原子核釋放出來 的。(),提示:(1)因為射線是高速電子流,衰變時電荷數(shù)守恒,故質子數(shù)增加1,(1)正確。 (2)一次衰變只能產生射線和射線中的一種,(2)錯。 (3)衰變是發(fā)生在原子核內的現(xiàn)象,(3)正確。,三、半衰期 1.定義:放射性元素衰變減少至_

3、____________所需 的時間。 2.影響因素: 元素半衰期的長短由原子核_____因素決定,跟原子 所處的物理狀態(tài)(如溫度、壓強)或化學狀態(tài)(如單 質、化合物)_____。,原有數(shù)目一半,自身,無關,【想一想】半衰期是指一個放射性原子核衰變到穩(wěn)定核所經歷的時間嗎? 提示:半衰期是一個統(tǒng)計概念,是對大量原子核衰變規(guī)律的總結,對于單個原子核,半衰期是沒有意義的。,知識點一、對三種射線的認識 思考探究: 放射性元素放出的射線,在電場中分成a、b、c三束,如圖所示。,根據(jù)以上信息,思考以下問題: (1)a、b、c三種射線分別帶何種電荷? (2)如果不用電場,還可以用什么方法判斷三種射線的帶電性

4、質?,【歸納總結】 1.衰變方程通式: 衰變: 衰變:,2.實驗發(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狀態(tài)無關。不管該元素是以單質的形式存在,還是和其他元素形成化合物,或者對它施加壓力,或者升高它的溫度,它都具有放射性。,3.三種射線都是高速運動的粒子,能量很高,都來自于原子核內部,這也使我們認識到原子核蘊藏有巨大的核能,原子核內也有極其復雜的結構。,【特別提醒】 元素的放射性是由元素的原子核決定的。射線是從元素的原子核中放出的,如射線中的電子不是原子核外面的電子躍遷出來形成的。放射現(xiàn)象說明了原子核是具有結構的。,【典例探究】 【典例】關于天然放射現(xiàn)象,下列說法

5、正確的 是() A.射線是由氦原子核衰變產生 B.射線是由原子核外電子電離產生 C.射線是由原子核外的內層電子躍遷產生 D.通過化學反應不能改變物質的放射性,【思路點撥】解答本題首先要明確天然放射現(xiàn)象中三種射線的產生機理,另外還要知道影響天然放射現(xiàn)象的因素。,【正確解答】選D。射線是在衰變中產生的,本質是氦核,A錯誤;射線是在衰變中產生的,本質是高速電子流,B錯誤;射線是發(fā)生衰變和衰變時原子核發(fā)生能級躍遷而產生的電磁波,C錯誤;物質的放射性由原子核內部自身的因素決定,與原子所處的化學狀態(tài)和外部條件無關,D正確。,【總結提升】放射性問題的解題方法 1.明確原子核衰變的三種射線實質: 射線是氦核,

6、射線是電子流。 射線是不帶電的電磁波,穿透能力依次增強。,2.出現(xiàn)天然放射現(xiàn)象的原因: (1)、射線均是從原子核中放出的帶電粒子。 (2)射線是處于激發(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,與外界因素及物質所處的狀態(tài)無關。,【過關訓練】 1. 經過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B正確。,2.天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實驗結果如圖所示,由此可推知(),A.來自于原子核外的

7、電子 B.的電離作用最強,是一種電磁波 C.的電離作用較強,是一種電磁波 D.的電離作用最弱,屬于原子核內釋放的光子,【解析】選D。在三種射線中,穿透能力由弱到強依次是射線、射線、射線.即為射線,為射線,為射線。三種射線均來自于原子核,A錯;射線電離作用最強,不是電磁波,B錯;射線電離作用最弱,它是原子核內釋放的光子或者說是電磁波,C錯,D正確。,知識點二、半衰期的理解與應用 思考探究: 在現(xiàn)代考古學中,從一座古代遺址中挖掘出一塊木片,應用“放射性碳14定年法”就可以推測這座遺址的年代。如果現(xiàn)在有一個從遠古居民遺址中挖掘出來的木片,其碳14的含量只是活體的二分之一。請思考以下問題:,(1)如何

8、確定這個木片大約是多少年前的? (2)這座遠古居民遺址大約是多少年前的?,【歸納總結】 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)和質量,t表示衰變時間,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部因素決定,跟原子所處的物理狀態(tài)(如壓強、溫度)或化學狀態(tài)(如單質、化合物)無關。,3.規(guī)律的理解:半衰期是一個統(tǒng)計規(guī)律,只對大量的原子核有意義,對少數(shù)原子核沒有意義。某一個原子核何時發(fā)生衰變,是不可知的,當原子核數(shù)目特別少時,公式不再成立,如10個原

9、子核經過半衰期剩幾個?這樣的問題無法處理。 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部的性質,與所處的外部條件無關,即不能通過采用改變壓強、溫度及化學反應來影響元素的半衰期。,【典例探究】 【典例】14C測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進行年代測定的方法。若以橫坐標t表示時間,以縱坐標m表示任意時刻14C的質量,m0為t=0時14C的質量。下列選項中能正確反映14C衰變規(guī)律的是(),【思路點撥】根據(jù)元素的衰變常用公式確定出m與t的函數(shù)關系,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隨時間

10、t的增大而逐漸減小,而且變化得越來越慢,故C正確。,【過關訓練】 1.關于半衰期,下列說法正確的是() A.同種放射性元素在化合物中的半衰期比在單質中長 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個氡原子核,經過7.6天就只剩下1個 D.氡的半衰期是3.8天,4g氡原子核,經過7.6天就只剩下1g,【解析】選D。半衰期由原子核內部因素決定,與溫 度和化學反應狀態(tài)無關,A、B錯。半衰期是一個統(tǒng)計 規(guī)律,對少數(shù)原子核沒有意義,C錯。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

11、知植物存活期間,其體內14C與12C的比例不變;生命活動結束后,14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過測量得知,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的過程中放出射線 D.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變,【解析】選A、D。剩余的碳14占 ,表明經過了一個半衰期,A正確;碳14、13、12的質子數(shù)相同,質量數(shù)不同,中子數(shù)不同,B錯誤;碳14變?yōu)榈?4,質量數(shù)未變,放出的是電子流,即射線,C正確;半衰期不受外界環(huán)境影響,D錯誤。,【補償訓練】 若已知 的半衰

12、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】設古生物骸骨中含有的 原來的質量為M, 現(xiàn)在的質量為m,距今的時間為t。 由m= 解得t=11 460年。 答案:11 460年,【溫馨提示】衰變、衰變規(guī)律的綜合應用涉及對粒子和粒子本質的認識,還涉及核反應方程的書寫,是本部分?？疾榈膬热葜?。,【拓展例題】考查內容:衰變、衰變的規(guī)律等知 識的考查放射性元素 經過______次衰變和 ______次衰變變成了穩(wěn)定元素,【思路點撥】解答本題時可以根據(jù)質量數(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:由于衰變不會引起質量數(shù)的

13、 減少,故可先根據(jù)質量數(shù)的減少確定衰變的次數(shù). 因為每進行一次衰變,質量數(shù)減少4,所以衰變的 次數(shù)為:x= 再結合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判斷衰變的次數(shù).6次衰變,電荷數(shù)應減少26=12(個),而每進行一次衰變,電荷數(shù)增加1,所以衰變的次數(shù)為:,y=12-(90-82)=4 方法二:設經過x次衰變、y次衰變,根據(jù)質量數(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,對衰變本質的認識 (1)粒子是原子核內的2個質子和2個中子結合在一起發(fā)射出來的(粒子結構特別穩(wěn)定)。,(2)粒子是原子核內的中子轉化為質子時發(fā)射出來 的,其轉化方程為 不是原子核內有單獨存在的電子,更不是由核外電子運動形成的。 (3)射線是在發(fā)生衰變或衰變時產生的新原子核處于不穩(wěn)定的高能級(激發(fā)態(tài))向低能級躍遷時放出的光子。,【案例展示】原子核發(fā)生衰變時,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放出的光子 C.原子核內存在著的電子 D.原子核內的一個中子變成一個質子時,放射出一個電子,【正確解答】選D。粒子是原子核內的中子轉化為 質子時發(fā)射出來的,其轉化方程為 它不是原子核外的電子躍遷或電離產生的,也不是原子核中存在的電子,故只有D正確。,【易錯分析】本題易錯選項及錯誤原因分析如下:,