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1、第三章原子核1原子核的组成与核力一、原子核的组成一、原子核的组成1.1.组成组成: :质子质子和和_(_(统称为统称为_)_)。(1)1919(1)1919年年, ,卢瑟福用卢瑟福用粒子轰击氮核发现了粒子轰击氮核发现了_。(2)1932(2)1932年年, ,查德威克用查德威克用粒子轰击铍核发现了粒子轰击铍核发现了_。中子中子核子核子质子质子中子中子2.2.原子核的符号原子核的符号: : (1)(1)原子核的电荷数原子核的电荷数( (Z)=_=Z)=_=原子序数原子序数(2)(2)原子核的质量数原子核的质量数(A)=(A)=核子数核子数=_+_=_+_质子数质子数质子数质子数中子数中子数3.3
2、.同位素同位素: :原子序数原子序数( (质子数质子数) )一样而一样而_不同的原子核不同的原子核, ,互称为同位素。互称为同位素。例如例如 是氢的三种同位素。是氢的三种同位素。中子数中子数【判一判判一判】(1)(1)原子核的质量数一定等于电荷数。原子核的质量数一定等于电荷数。( () )(2)(2)质子和中子都带正电。质子和中子都带正电。( () )(3)(3)所有原子核都是由质子和中子组成。所有原子核都是由质子和中子组成。( () )提示提示: :(1)(1)质量数即核子数质量数即核子数, ,电荷数即质子数电荷数即质子数, ,二者不一二者不一定相等定相等,(1),(1)错。错。(2)(2)
3、中子是中性粒子中子是中性粒子, ,不带电不带电,(2),(2)错。错。(3)(3)氢核氢核 ( )( )中没有中子中没有中子,(3),(3)错。错。二、核力及其特点二、核力及其特点1.1.定义定义:_:_之间的相互作用力。之间的相互作用力。2.2.特点特点: :(1)(1)核力是核力是_的一种表现的一种表现, ,在核的线度内在核的线度内, ,核力比库仑力核力比库仑力_。核子核子强相互作用强相互作用大得多大得多(2)(2)核力的核力的_,_,作用范围在作用范围在210210-15-15m m左右。左右。(3)(3)核力的饱和性核力的饱和性: :每个核子只跟每个核子只跟_的核子发生核的核子发生核力
4、作用。力作用。(4)(4)核力与电荷无关核力与电荷无关, ,质子与质子质子与质子, ,质子与中子质子与中子, ,以及以及中子与中子之间的核力是中子与中子之间的核力是_。力程短力程短相邻相邻相等的相等的三、核反响与核反响方程三、核反响与核反响方程1.1.核反响核反响: :原子核在其他粒子的轰击下产生原子核在其他粒子的轰击下产生_的过程。的过程。2.2.核反响方程核反响方程: :用原子核符号描述用原子核符号描述_的式子。的式子。例如例如 新原子核新原子核核反响过程核反响过程【想一想】核反响中遵循哪些守恒规律【想一想】核反响中遵循哪些守恒规律? ?提示提示: :核反响中遵循了四个守恒核反响中遵循了四
5、个守恒: :电荷守恒、质量数守恒、动量守恒和能量守恒。电荷守恒、质量数守恒、动量守恒和能量守恒。知识点一、原子核的组成知识点一、原子核的组成思考探究思考探究: :原子核的表示方法原子核的表示方法( (如下图如下图) )根据图示根据图示, ,思考以下问题思考以下问题: :(1)(1)图中图中X X、A A、Z Z分别代表什么分别代表什么? ?(2)A(2)A和和Z Z有什么关系有什么关系? ?【归纳总结归纳总结】1.1.原子核原子核( (符号符号 ):):2.2.根本关系根本关系: :核电荷数核电荷数= =质子数质子数(Z)=(Z)=元素的原子序数元素的原子序数= =核外电子数。核外电子数。质量
6、数质量数(A)=(A)=核子数核子数= =质子数质子数+ +中子数。中子数。3.3.对核子数、电荷数、质量数的理解对核子数、电荷数、质量数的理解(1)(1)核子数核子数: :质子和中子质量差异非常微小质子和中子质量差异非常微小, ,二者统称为二者统称为核子核子, ,质子数和中子数之和叫核子数。质子数和中子数之和叫核子数。(2)(2)电荷数电荷数(Z):(Z):原子核所带的电荷总是质子电荷的整数原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍倍, ,通常用这个整数表示原子核的电荷量通常用这个整数表示原子核的电荷量, ,叫作原子核叫作原子核的电荷数。的电荷数。(3)(3)质量数质量数(A):(A):原子核的质
7、量等于核内质子和中子的质原子核的质量等于核内质子和中子的质量的总和量的总和, ,而质子与中子质量几乎相等而质子与中子质量几乎相等, ,所以原子核的所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍质量几乎等于单个核子质量的整数倍, ,这个整数叫作原这个整数叫作原子核的质量数。子核的质量数。【特别提醒】【特别提醒】原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍, ,这个倍这个倍数称为原子核的质量数。因此数称为原子核的质量数。因此, ,质量数就是核子的个数质量数就是核子的个数, ,是一个纯数字是一个纯数字, ,它与质量是不同的。如质子和中子的质它与质量是不同的。如质子和
8、中子的质量数一样均为量数一样均为1,1,但它们的质量不同但它们的质量不同, ,中子的质量比质子中子的质量比质子的质量约大一千八百分之一。的质量约大一千八百分之一。【典例探究】【典例探究】【典例】有【典例】有J J、K K、L L三种原子核三种原子核,J,J、K K的核子数一样的核子数一样,K,K、L L的质子数一样的质子数一样, ,请完成以下表格。请完成以下表格。原子核原子核原子序数原子序数质量数质量数质子数质子数中子数中子数J J9 91818K KZ ZA AL L10101919【思路点拨】解答此题应把握以下两点【思路点拨】解答此题应把握以下两点: :(1)(1)原子核的质子数与原子序数
9、相等。原子核的质子数与原子序数相等。(2)(2)原子核的质量数等于质子数与中子数之和。原子核的质量数等于质子数与中子数之和。【正确解答】因为质子数与原子序数相等【正确解答】因为质子数与原子序数相等, ,故故J J的质子的质子数为数为9,L9,L的质子数为的质子数为10,10,因为质量数等于质子数与中子因为质量数等于质子数与中子数之和数之和, ,所以所以J J、L L的中子数为的中子数为9,9,因因J J、K K核子数一样核子数一样, ,即即质量数一样质量数一样, ,所以所以A=18,A=18,因因K K、L L的质子数一样的质子数一样, ,所以所以Z=10,Z=10,进而得到进而得到K K的质
10、子数为的质子数为10,10,中子数为中子数为8 8。答案答案: :原子核原子核原子原子序数序数质量数质量数质子数质子数中子数中子数J J9 99 9K K1010181810108 8L L10109 9【总结提升】原子内的几个数量关系【总结提升】原子内的几个数量关系(1)(1)原子核的核电荷数原子核的核电荷数= =核内质子数核内质子数= =原子原子( (电中性电中性) )的核的核外电荷数外电荷数= =原子序数。原子序数。(2)(2)原子核的质量数原子核的质量数= =质子数质子数+ +中子数中子数= =核子数。核子数。(3)(3)同位素的核子数同位素的核子数: :同位素的原子核中质子数一定一同
11、位素的原子核中质子数一定一样样, ,中子数不一定一样。中子数不一定一样。【过关训练】【过关训练】1.(1.(多项选择多项选择) )由原子核符号由原子核符号 , ,可知可知( () )A. A. 原子核中有质子原子核中有质子9292个个B. B. 原子核中有电子原子核中有电子9292个个C. C. 原子核中有中子原子核中有中子235235个个D. D. 原子核中有中子原子核中有中子143143个个【解析解析】选选A A、D D。原子核符号为。原子核符号为 ,A,A为核子数为核子数,Z,Z为为质子数质子数, ,可见可见 原子核中核子数是原子核中核子数是235235个个, ,质子数是质子数是9292
12、个个, ,中子数为中子数为235-92=143(235-92=143(个个),),故故B B、C C错误错误,A,A、D D正正确。确。2.2.根据根据 三种同位素的比较三种同位素的比较, ,试答复以下问题试答复以下问题: :(1)(1)三种同位素哪一种粒子是不一样的三种同位素哪一种粒子是不一样的( () )(2)(2)三种同位素中三种同位素中, ,哪一个质量最大哪一个质量最大?_?_。(3)(3)三种同位素的化学性质是否一样三种同位素的化学性质是否一样?_?_。子数与质子数一样子数与质子数一样, ,故不一样的是中子。故不一样的是中子。 的质量数分别是的质量数分别是1616、1717、18,1
13、8,故故 的质量最大。的质量最大。三种同位素的质子数一样三种同位素的质子数一样, ,故化学性质一样。故化学性质一样。答案答案:(1)B:(1)B(2) (2) (3)(3)一样一样知识点二、核力知识点二、核力思考探究思考探究: :原子核的半径大约为原子核的半径大约为1010-15-15m m1010-14-14m,m,是原子半径的是原子半径的1010-5-51010-4-4倍倍, ,如果假设原子是一座庞大的体育场如果假设原子是一座庞大的体育场, ,而原子核而原子核只相当于体育场中央的一只蚂蚁只相当于体育场中央的一只蚂蚁, ,请思考以下问题请思考以下问题: :(1)(1)原子核的大小为什么有一定
14、的限制原子核的大小为什么有一定的限制? ?(2)(2)原子核中的质子数和中子数的多少有什么规律吗原子核中的质子数和中子数的多少有什么规律吗? ?【归纳总结归纳总结】1.1.核力的性质核力的性质: :(1)(1)核力是四种相互作用中的强相互作用核力是四种相互作用中的强相互作用( (强力强力) )的一种的一种表现。表现。(2)(2)核力是短程力。约在核力是短程力。约在1010-15-15m m数量级时起作用数量级时起作用, ,距离大距离大于于0.8100.810-15-15m m时为引力时为引力, ,距离小于距离小于0.8100.810-15-15m m时为斥力时为斥力, ,距离为距离为10101
15、010-15-15m m时核力几乎消失。时核力几乎消失。(3)(3)核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力强的引力, ,而不是与核内所有核子发生作用。而不是与核内所有核子发生作用。(4)(4)核力具有电荷无关性。核力与核子电荷无关。核力具有电荷无关性。核力与核子电荷无关。2.2.核子比例关系核子比例关系: :较轻的原子核质子数与中子数大致相较轻的原子核质子数与中子数大致相等等, ,但对于较重的原子核中子数大于质子数但对于较重的原子核中子数大于质子数, ,越重的原越重的原子核子核, ,两者相差越多。两者相差越多。3.3.形成原因形成原因:
16、 :(1)(1)假设质子与中子成对地人工构建原子核假设质子与中子成对地人工构建原子核, ,随原子核随原子核的增大的增大, ,核子间的距离增大核子间的距离增大, ,核力和电磁力都会减小核力和电磁力都会减小, ,但但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时, ,相相距较远的质子间的核力缺乏以平衡它们之间的库仑力距较远的质子间的核力缺乏以平衡它们之间的库仑力, ,这个原子核就不稳定了。这个原子核就不稳定了。(2)(2)假设只增加中子假设只增加中子, ,中子与其他核子没有库仑斥力中子与其他核子没有库仑斥力, ,但但有相互吸引的核力有相互吸引的核力, ,所以有助于维持原子核的稳定所以有助于维持原子核的稳定, ,所所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。以稳定的重原子核中子数要比质子数多。(3)(3)由于核力的作用范围是有限的由于核力的作用范围是有限的, ,以及核力的饱和性以及核力的饱和性, ,假设再增大原子核假设再增大原子核, ,一些核子间的距离会大到其间根本一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用没有核力的作用, ,这时候再增加中子这时候再增加
