5.2.1放射性元素的衰变条件 课件（20张PPT）

5.2.1 放射性元素的衰变
在古代，不论是东方还是西方，都有一批人追求“点石成金”之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金。当然，这些炼金术士的希望都破灭了。
思考：真的存在能让一种元素变成另一种元素的过程吗？
一、原子核的衰变
定义：
原子核自发地放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，变成另一种原子核。我们把这种变化称为原子核的衰变。
这种放出α粒子的衰变过程叫作α衰变。
铀238
α粒子
钍234
思考与讨论：尝试用方程表示这个过程？
思考：原子核衰变时，电荷数和质量数有什么变化？
在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和 ；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。大量事实表明，原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。
放出β粒子的衰变叫作β衰变。
β粒子
钍234
思考与讨论：尝试用方程表示这个过程？
镤 234
由于电子的质量比核子的质量小得多，因此，我们可以认为电子的质量数为 0、电荷数为－1，可以把电子表示为 。其衰变方程为：
＋
这样，原子核放出一个电子后，因为其衰变前后电荷数和质量数都守恒，新核的质量数不会改变但其电荷数应当加1。
思考：原子核里没有电子，β 衰变中的电子来自哪里？
β衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子
中子
质子
电子
转化
和
这种转化产生的电子发射到核外，就是β 粒子；与此同时，新核少了一个中子，却增加了一个质子。所以，新核质量数不变，而电荷数增加1。
2个质子
2个中子
+
在放射性元素的原子核中：
α衰变的实质：原子核内少两个质子和两个中子。
放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ射线辐射。
这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。
＋
＋
二、半衰期
定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
意义：表示放射性元素衰变快慢的物理量。
不同的放射性元素，半衰期不同。
例如：
氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天
镭226衰变为氡222的半衰期为1620年
铀238衰变为钍234的半衰期长达4.5×109年
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。例如，一种放射性元素，不管它是以单质的形式存在，还是与其他元素形成化合物，或者对它施加压力、提高温度，都不能改变它的半衰期。这是因为压力、温度或与其他元素的化合等，都不会影响原子核的结构。
放射性元素的衰变
原子核的衰变
半衰期
1.19世纪末，科学家们发现了电子，从而认识到：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的。下列与电子有关的说法中正确的是（　　）
A．电子电荷量的精确测定是在 1909～1913 年间由汤姆孙通过著名的“油滴实验”做出的
B．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子
C．爱因斯坦光电效应方程表明，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．卢瑟福认为电子的轨道半径不是任意的，也就是说，电子的轨道是量子化的
B
2.原子核23892U在天然衰变为82206????????的过程中，所经过的α衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（　　）
A．8、10、22 B．10、22、8
C．22、8、10 D．8、22、10
?
B
3.关于原子核的变化，下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
B．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
C．铀核（23892U）衰变为铅核（23892U）的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变
D．因为在核反应中释放能量，有质量亏损，所以系统只有质量数守恒，能量守恒定律在此不适用
C
4.1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子。发现质子的核反应方程为: ????+714????+11????+????,则X的原子序数和质量数分别为(　　)
A.8和17 B.7和17
C.6和14 D.10和15
?
A
5.碳14是一种半衰期为5730年的放射性同位素。若考古工作者探测到某古木中碳14的含量为原来的1/4,则该古树死亡时间距今大约(　　)
A.22 920年 B.11 460年
C.5 730年 D.2 865年
B
再见