人教版选修三5.1 原子核的组成 课件（20张PPT）

(共20张PPT)
5.1原子核的组成
关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢？
人们对原子组成和原子结构的认识过程
量子化轨道
电子云
氢原子核式结构
一、天然放射现象
关于原子核内部的信息最早来自天然放射现象。
贝克勒尔，
1852－1908，法国
1896年3月，贝克勒尔发现，与双氧铀硫酸钾盐放在一起但包在黑纸中的感光底板被感光了。他推测这可能是因为铀盐发出了某种未知的辐射。同年5月，他又发现纯铀金属板也能产生这种辐射，从而确认了天然放射性的发现。
一、天然放射现象
居里夫妇对最早提出了放射性的概念。
发现并命名两种新元素：钋（Po）和镭（Ra）。
皮埃尔·居里，1859－1906，法国物理学家.
玛丽·居里，1867－1934， 法国籍波兰裔物理学家、化学家.
玛丽.居里和她的丈夫皮埃尔.居里对含铀和含铀的各种矿石进行了深入研究。发现这种沥青中含有两种能够发出更强射线的新元素，玛丽.居里把其中一种元素（为了纪念她的祖国波兰而）命名为钋（Po） ，另一种元素命名为镭（Ra） 。
一、天然放射现象
放射性：物质发射射线的性质称为放射性。
放射性元素：具有放射性的元素称为放射性元素。
天然放射现象：放射性元素自发地放出射线的现象。
原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．
钡铀云母
翠砷铜铀矿
斜水钼铀矿
铀钙石矿
放射性说明了原子核具有复杂结构
二、射线的本质
1、研究方法
⑴把放射源铀、钋或镭放入用铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
这三种射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。
⑵在射线经过的空间施加磁场。
①射线分裂成三束；
②两束在磁场中向不同的方向偏转，这说明它们是带电粒子流；且电性相反。
③另一束在磁场中不偏转，说明它不带电。
如果α射线、β射线都是带电粒子流，按照图5.1-1中标出的径迹判断，它们分别带什么电荷？如果不用磁场而用电场判断它们带电的性质，两个电极怎样放置可以使三种射线大致沿图示的方向偏转？
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×
×　×　×　×　×　
α射线
β射线
γ射线
正电
负电
α射线
+
β射线－
γ射线
电场E
二、射线的本质
2、三种射线
射线
射线
射线
电离能力
贯穿能力
速度
本质
0.99C
光速 c
氦核流
高速电子流
波长极短的电磁波（光子）
气体受到电场或热能的作用,就会使中性气体原子中的电子获得足够的能量,以克服原子核对它的引力而成为自自电子,同时中性的原子或分子由于失去了带负电荷的电子而变成带正电荷的正离子。这种使中性的气体分子或原子释放电子形成正离子的过程叫做气体电离,形成的就是电离气体。
由于与物质中的微粒作用时会损失自己的能量，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
很强
较弱
更小
穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。
甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土
纸
铝
α射线
β射线
γ射线
铅
二、射线的本质
3、射线的来源
射线与核外电子无关，它来自原子核。说明原子核内部是有结构的。
单质、化合物
温度、压强
威耳逊云室
由微观粒子构成的射线，肉眼是看不见的。但是，射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，会显示射线的存在。威尔逊云室就是一种常用的射线探测装置。
剑桥卡文迪许实验室陈列的威尔逊云室
二、原子核的组成
1、发现质子
——1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子。
质子：P
电量：e=1.602×10-19C
质量：mp=1.672×10-27kg
戏称：卢打“氮”
卢打“蛋”
后来，人们用同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子，由此断定质子是原子核的组成部分。
原子核是只由质子组成的吗？如果原子核中只有质子，那么，任何一种原子核的质量与电荷量之比，都应该等于质子的质量与电荷量之比。但事实是这样的吗？
如果原子核中内只有质子，则：
实际上：
说明原子核还有其他组成部分
二、原子核的组成
2、发现中子
中子不带电，用n表示，质量与质子质量接近。
卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子。
1932年，卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了这个猜想。
mn＝1.674927471×10-27 kg
mp=1.672×10-27kg
二、原子核的组成
原子核具有结构
天然放射性现象
原子核=质子+中子
原子具有核式结构
α粒子散射实验
原子具有结构
重要实验
结论
原子=原子核+核外电子
原子内部存在电子
阴极射线
核子
3、原子核的组成
mn＝1.674927471×10-27 kg
mp=1.672×10-27kg
质子：P
电量+：e=1.602×10-19C
中子：n
中子质量比质子质量约大千分之一
二、原子核的组成
4、原子核的表示方法
=质子数=原子序数=荷外电子数
⑴核电荷数Z
⑵质量数A
=核子数=质子数+中子数
电荷数
(原子序数）
质量数
原子核的电荷数不是它所带的电荷量，质量数也不是它的质量。
原子核符号（元素符号）
（α粒子）
表示：带2个单位正电荷，即有2个质子和4－2＝2个中子。
氦原子核
铀原子核
电荷数是2，质量数是4。
电荷数是92，质量数是235。
表示：带92个单位正电荷，即有92个质子和235－92＝143个中子。
二、原子核的组成
质子数相同而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。例如，氢有三种同位素，分别叫做氕（也就是通常说的氢）、氘（也叫重氢）、氚（也叫超重氢），符号分别是 。
5、同位素
原子核的质子数决定了核外电子数目，也决定了电子在核外的分布情况，进而决定了这种元素的化学性质。因此，同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，它们就会具有相同的化学性质。
1、天然放射现象
2、射线本质
3、原子核的组成：质子、中子
α射线
β射线
γ射线
⑴核电荷数Z=质子数=原子序数=荷外电子数
⑵质量数A=核子数=质子数+中子数
氦原子核
高速运动的电子流
波长极短的电磁波（光子）
【例题1】如图所示，在某次实验中把放射源放入铅制成的容器中，射线只能从容器的小孔射出.在小孔前Q处放置一张黑纸，在黑纸后P处放置照相机底片，QP之间为垂直纸(非黑纸)面的匀强磁场(图中未画出)，整个装置放在暗室中.实验中发现，在照相机底片的a、b两处被感光(b点正对铅盒的小孔)，则下列有关说法正确的是（ ）
A.天然放射现象说明原子具有复杂的结构
B.QP之间的匀强磁场垂直纸面向里
C.通过分析可知，打到a处的射线为β射线
D.此放射性元素放出的射线中只有α射线和β射线
解析：
C
天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，选项A错误；因黑纸只能挡住α射线，则打到a点的为β射线，打到b点的为γ射线，由左手定则可知，QP之间的匀强磁场垂直纸面向外，选项B错误，C正确；此放射性元素放出的射线中有α射线、β射线和γ射线，选项D错误。
【例题2】已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：
(1)镭核中有几个质子？几个中子？
(2)镭核所带的电荷量是多少？
(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？
解析：
1)镭核中的质子数等于其原子序数，故质子数为88，中子数N等于原子核的质量数A与质子数Z之差，
即N=A-Z=226-88=138.
(2)镭核所带电荷量：
Q=Ze=88×1.6×10-19C
=1.41×10-17C
(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88.