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1、1第第 2 2 节节 放射性元素的衰变放射性元素的衰变原子核的衰变探新知基础练1衰变定义原子核放出 粒子或 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。2衰变的类型一种是 衰变，另一种是 衰变，而 射线是伴随 衰变或 衰变产生的。3衰变方程 衰变：UTh He；23892234904 2 衰变：ThPae。2349023491014衰变规律电荷数守恒，质量数守恒。辨是非(对的划“” ，错的划“”)1原子核发生 衰变时放出一个电子，说明原子核内有电子。() 2原子核发生 衰变时，新核的质量数减少 4。()释疑难对点练1 衰变和 衰变的实质及规律(1) 衰变的实质：在放射性
2、元素的原子核中，2 个质子和 2 个中子结合得比较紧密，在一定条件下会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射性元素发生的 衰变，其反应式为 2 H2 n He。1 11 04 2(2) 衰变的实质：原子核里虽然没有电子，但是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是 衰变，其反应式为 n He。1 01 101(3) 射线是伴随 衰变或 衰变产生的， 射线不改变原子核的电荷数和质量数。其实质是放射性原子核在发生 衰变或 衰变时，产生的某些新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出 光子。(4)原子核衰变时质量数守恒，但并非质量守恒，核反应过程前、后质量发生变
3、化(质量亏损)而释放出核能，质量与能量相联系。(5)在发生 衰变时，释放的电子具有很大的能量，一定来自于原子核，它是由中子和质子的转化产生的，这表明质子(或中子)也是变化的。2衰变次数的计算方法设放射性元素 X 经过n次 衰变和m次 衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰A ZAZ2变方程为：XYnHeme。A ZAZ4 201根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：AA4n，ZZ2nm。以上两式联立解得：n，mZZ。AA 4AA 2试身手1原子序数大于或等于 83 的所有元素，都能自发地放出射线。这些射线共有三种： 射线、 射线和 射线。下列说法中正确的是( )A原子核每放出一个 粒子，原子序数减少
4、4B原子核每放出一个 粒子，原子序数增加 4C原子核每放出一个 粒子，原子序数减少 1D原子核每放出一个 粒子，原子序数增加 1解析：选 D 发生一次 衰变，核电荷数减少 2，质量数减少 4，原子序数减少 2；发生一次 衰变，核电荷数、原子序数增加 1。故 D 正确。半衰期探新知基础练1半衰期定义大量放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。2决定因素放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。不同的放射性元素，半衰期不同。3应用利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、推断时间。辨是非(对的划“” ，错的划“”)1温度升高，放射性元素的半衰
5、期会减小。()2氡的半衰期为 3.8 天，若取 4 g 氡原子核，经 7.6 天后只剩下 1 g 氡原子核。()释疑难对点练1对半衰期的理解半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰变速率一定，不同元素半衰期不同，有的差别很大。2半衰期公式3N余N原( )t/T，m余m0( )t/T。式中N原、m0表示衰变前的原子数和质量，N余、m余1 21 2表示衰变后的尚未发生衰变的原子数和质量，t表示衰变时间，T表示半衰期。3适用条件半衰期是一个统计概念，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变，但可以确定各个时刻发生衰变的概率，即某时衰变的可能性，
6、因此，半衰期只适用于大量的原子核。试身手2关于半衰期，下面各种说法中正确的是( )A所有放射性元素都有一定的半衰期，半衰期的长短与元素的质量有关B半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间C一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半D放射性元素在高温和高压的情况下，半衰期要变短，但它与其他物质化合后，半衰期要变长解析：选 B 半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，是表明放射性元素原子衰变快慢的物理量，与元素的质量、物理、化学状态，均无关，因为衰变产物大部分仍留在矿石中，所以矿石总质量没有太大的改变，故正确答案为 B。对 衰变和 衰变的实质的正确理
7、解典例 1 U 核经一系列的衰变后变为Pb 核，问：2389220682(1)一共经过几次 衰变或几次 衰变？(2)写出这一衰变过程的方程。思路点拨 由题可知开始原子核为U，最终的原子核为Pb，根据电荷数和质2389220682量数守恒可求得衰变次数从而写出衰变方程。解析 (1)设U 衰变为Pb 经过x次 衰变和y次 衰变。由质量数守恒和2389220682电荷数守恒，可得2382064x92822xy联立解得x8，y6即一共经过 8 次 衰变和 6 次 衰变。(2)核反应方程为：UPb8 He6e。23892206824 201答案 (1)8 6 (2)UPb8 He6e2389220682
8、4 2014(1)写衰变方程的基本原则是质量数守恒和电荷数守恒，依据这两个原则列方程就可确定 衰变和 衰变的次数。(2)计算衰变前后核的质子数和中子数的差值，除了可根据衰变的实质分析外，也可根据质量数、质子数、中子数的关系进行计算。典例 2 “朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆。重水堆核电站在发电的同时，可以生产出可供研制核武器的钚 239(Pu)，这种钚23994239 可由铀 239(U)经过n次 衰变而产生，则n为( )23992A2 B239 C145 D92解析选 A 衰变的规律是质量数不变，质子数增加 1。Pu 比U 质子数增加23994239922，
9、所以发生 2 次 衰变，A 对。对半衰期的理解和计算典例 3 碘 131 核不稳定，会发生 衰变，其半衰期为 8 天。(1)碘 131 核的衰变方程：I_(衰变后的元素用 X 表示)。13153(2)经过_天 75%的碘 131 核发生了衰变。思路点拨 (1)写衰变方程的依据是质量数守恒，电荷数守恒。(2)mm0，m指衰变后剩余的质量，而不是已衰变的质量。(1 2)t T解析 (1)IXe131531315401(2)75%的碘发生了衰变，即 25%的未衰变。即25% 2，共经历了两个半衰期即 16 天。m m01 4(1 2)答案 (1)IXe (2)16131531315401典例 4 1
10、4C 是碳的一种半衰期为 5 730 年的放射性同位素，科学家已发现了曹操墓，若考古工作者探测到其棺木中14C 的含量约为原来的 ，则该古木死亡的时间距今大约为4 5( )(1 2)1 3 0.8A22 900 年 B11 400 年C5 700 年 D1 900 年解析选 D 假设古木死亡时14C 的质量为m0，现在的质量为m，从古木死亡到现在所含14C 经过了n个半衰期，由题意可知：( )n ，所以n ，即古木死亡的时间距今m m01 24 51 35约为 5 730 年1 900 年，D 正确。1 3课堂对点巩固1一个原子核发生衰变时，下列说法中错误的是( )A总质量数保持不变 B核子数
11、保持不变C变化前后质子数保持不变 D总能量保持不变解析：选 C 衰变过程中质量数守恒，又质量数等于核子数，故衰变过程中核子数不变，A、B 正确；发生 衰变时，质子数增加，C 错误；根据能量守恒定律知 D 正确。 2某放射性元素经过 11.4 天有 的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( )7 8A11.4 天 B7.6 天C5.7 天 D3.8 天解析：选 D 半衰期是指有半数原子核发生衰变的时间，根据 ， 3，因为(1 2)t T1 8t Tt11.4 天，所以T天3.8 天。D 正确。11.4 33(多选)三个原子核 X、Y、Z，X 核放出一个正电子后变为 Y 核，Y 核与质子发生核反应后
12、生成 Z 核并放出一个氦核( He)，则下面说法正确的是( )4 2AX 核比 Z 核多一个质子BX 核比 Z 核少一个中子CX 核的质量数比 Z 核质量数多 3 个DX 核与 Z 核的总电荷数是 Y 核电荷数的 2 倍解析：选 CD 设原子核 X 的质量数为x，电荷数为y，依题意写出核反应方程 XYx ye，Y HZ He。根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核 Y 的质量数为x，电荷数0 11 14 2为y1，原子核 Z 的质量数为x3，电荷数为y2。X 核的质子数(y)比 Z 核的质子数(y2)多 2 个，选项 A 错；X 核的中子数(xy)比 Z 核的中子数(xy1)多 1 个，选项
13、B错；X 核的质量数(x)比 Z 核的质量数(x3)多 3 个，选项 C 对；X 核与 Z 核的总电荷数(2y2)是 Y 核的电荷数(y1)的 2 倍，选项 D 对。4放射性元素氡(Rn)经 衰变成为钋(Po)，半衰期约为 3.8 天；但勘测表明，2228621884经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素Rn 的矿石，其原因22286是( )A目前地壳中的Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变222866B在地球形成的初期，地壳中元素Rn 的含量足够高22286C当衰变产物Po 积累到一定量以后，Po 的增加会减慢Rn 的衰变进程218842188422286D.Rn 主要存
14、在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期22286解析：选 A 地壳中Rn 主要来自其他放射性元素的衰变，才会在经过漫长的地质22286年代后继续存在，则 A 正确，B 错误；放射性元素的半衰期与外界环境等因素无关，则C、D 错误。课堂小结 课时跟踪检测十四一、单项选择题1 衰变中放出的电子来自( )A组成原子核的电子B核内质子转化为中子C核内中子转化为质子D原子核外轨道中的电子解析：选 C 组成原子核的核子只有中子及质子，没有电子，故 A 错；B 项违背了电荷数守恒，故 B 错； 衰变是原子核的中子转化为质子时释放电子，而与核外电子无关，D错，C 对。2在存放放射性元素时，若把放射性
15、元素置于大量水中；密封于铅盒中；与轻核元素结合成化合物。则( )A措施可减缓放射性元素衰变B措施可减缓放射性元素衰变C措施可减缓放射性元素衰变D上述措施均无法减缓放射性元素衰变解析：选 D 放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以 A、B、C 错误，D 正确。3原子核U 经放射性衰变变为原子核Th，继而经放射性衰变变为原子核2389223490Pa，再经放射性衰变变为原子核U。放射性衰变、和依次为( )2349123492A 衰变、 衰变、 衰变B 衰变、 衰变、 衰变C 衰变、 衰变、 衰变7D 衰变、 衰变、 衰变解析：选 A UTh，质量数少 4，电荷数少 2，说明为 衰变；Th238922349023490Pa，PaU，质子数分别加 1，质量数不变，说明
