放射性元素的衰变 (2)

19.2 反射性元素的衰变【重点知识】1．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。

2．α衰变：238 92U→234 90Th ＋42He3．β衰变：234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1e4．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期。

【基本知识】一、原子核的衰变1．定义原子核放出 或 ，则核电荷数变了，变成另一种 ，这种变化称为原子核的衰变。

2．衰变分类(1)α衰变：放出α粒子的衰变。

(2)β衰变：放出β粒子的衰变。

3．衰变方程23892U→23490Th ＋ 23490Th→234 91Pa ＋ 。

4．衰变规律(1)原子核衰变时 和 都守恒。

(2)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辐射。

这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。

二、半衰期1．定义放射性元素的原子核有 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 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 。

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。

【课堂例题】例1、原子核238 92U经放射性衰变①变为原子核234 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核234 92U。

放射性衰变①②③依次为 ( )A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变例2、(多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年。

已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小。

现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。

下列说法正确的是 ( ) A．该古木的年代距今约5 700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变例3、 (多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核放出一个α粒子，其速度方向与磁场方向垂直。

5.2 放射性元素的衰变知识点一、原子核的衰变1．定义：原子核自发地放出或，而变成另一种原子核的变化．2．衰变类型(1)α衰变：U的α衰变方原子核放出α粒子的衰变．进行α衰变时，质量数，电荷数，23892 U→234 90Th＋42.程：23892(2)β衰变：原子核放出β粒子的衰变．进行β 衰变时，质量数，电荷数，234 90Th的β衰变方程：234 90 Th→234 91Pa＋0－1.3．衰变规律：守恒，守恒．原子核衰变的理解知识点二、半衰期1．定义：放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间．2．特点(1)不同的放射性元素，半衰期，甚至差别非常大．(2)放射性元素衰变的快慢是由决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件3．适用条件：半衰期描述的是，不适用于少数原子核的衰变．对半衰期规律的理解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衰变规律N余＝N原12tτ⎛⎫⎪⎝⎭，m余＝m原12tτ⎛⎫⎪⎝⎭式中N原、m原分别表示衰变前的原子核数和质量，N余、m余分别表示衰变后的尚未发生衰变的原子核数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期.影响因素由原子核内部因素决定，跟原子所处的外部条件、化学状态无关半衰期规律是对大量原子核衰变行为作出的统计结果，可以对大量原子核衰变行为进行预测，而单个特定原子核的衰变行为不可预测知识点三、核反应1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生或者发生状态变化的过程．2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程14 7N＋42He→17811. 3．遵循规律：守恒，电荷数守恒．核反应方程条件用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使知识点四、放射性同位素及其应用1．放射性同位素：具有的同位素．2．应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度．(2)放射治疗．(3)培优、保鲜．(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．知识点五、辐射与安全1．人类一直生活在放射性的环境中．2．过量的射线对人体组织有作用．在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止对水源、空气、用具等的污染．[例题1]（2021秋•如皋市校级期末）如图，一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y，在此过程中放射出24He的总个数为（）A．6B．8C．10D．14[例题2]（2021•乙卷）医学治疗中常用放射性核素113In产生γ射线，而113In是由半衰期相对较长的113Sn衰变产生的。

元素周期表中的放射性元素与稳定元素的性质对比元素周期表是化学中最为重要的工具之一，它将元素按照原子序数和元素性质进行了分类和排列。

其中，放射性元素和稳定元素是元素周期表中两类重要的元素。

本文将对这两类元素的性质进行对比，以便更好地理解它们的差异和特点。

一、放射性元素的性质放射性元素指的是具有放射性衰变性质的元素，其原子核不稳定，会通过自发的放射性衰变来变得更加稳定。

放射性元素主要分为三类：α衰变，β衰变和γ衰变。

1. α衰变α衰变是指放射性原子核放出α粒子的过程。

α粒子由两个质子和两个中子组成，相当于一个氦核。

α粒子的产生会导致原子核质量数减少4，原子序数减少2。

典型的α放射性元素有铀、钚等。

2. β衰变β衰变分为β-衰变和β+衰变两种类型。

β-衰变是指放射性原子核发射出一个电子和一个反中微子，导致质子数增加1，中子数减少1。

β+衰变则是放射性原子核发射出一个正电子和一个正中微子，质子数减少1，中子数增加1。

典型的β放射性元素有锶、碘等。

3. γ衰变γ衰变是指放射性原子核在放射性衰变过程中发出γ射线的过程。

γ射线是高能光子，不带电荷，能量很高。

γ射线不会改变原子的质子数和中子数，只起到能量释放的作用。

放射性元素具有以下特点：（1）放射性衰变：放射性元素通过衰变过程不断转变成其他元素。

（2）不稳定性：放射性元素的原子核不稳定，通过衰变来追求更稳定的状态。

（3）辐射性：放射性元素发射射线或粒子能够穿透物质，并对物质及生物体产生辐射影响。

（4）半衰期：放射性元素衰变具有一定的规律性，可以用半衰期来描述放射性元素的衰变速率。

二、稳定元素的性质稳定元素是指元素的原子核非常稳定，不会发生自发的核衰变。

稳定元素主要包括大多数元素，如氢、氧、铁等。

稳定元素具有以下特点：（1）不发生自发的核衰变：稳定元素的原子核结构稳定，不会发生自发的核衰变，能够长时间保持相对稳定的状态。

（2）常见元素：稳定元素是构成物质的基础，常见于日常生活中的各种物质中。

1Z Z －2 2 19.2 放射性元素的衰变学习目标1．知道α和β衰变的规律及实质。

2．理解半衰期的概念。

3．会利用半衰期进行简单的运算。

重点：1．原子核衰变的规律及实质。

2．半衰期的概念及影响因素。

难点：1．衰变的实质。

2．半衰期的概念。

知识点一、原子核的衰变1．定义：原子核放出α或β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。

我们把这种变化称为原子核的衰变。

2．衰变类型：一种是α衰变，另一种是β衰变，而γ射线是伴随α衰变或β衰变产生的。

3．衰变过程：（1）α衰变规律：A X ―→A －4Y ＋4He 。

（2）β衰变规律：A X―→ A Y ＋ 0e 。

Z Z ＋1 －14．衰变方程式遵守的规律：（1）遵守三个守恒：①质量数守恒；②核电荷数守恒；③动量守恒。

（2）任何一种放射性元素只有一种放射性，不能同时既有α放射性又有β放射性（伴随的γ射线除外）。

5．对α衰变和β衰变的实质的正确理解（1）原子核的衰变：原子核放出α粒子或β粒子后就变成了新的原子核，我们把这种变化称为原子核的 衰变。

α粒子、β粒子及γ射线都是从原子核里发射出来的，但不能认为原子核是由这些粒子组成的，原子核是由质子和中子组成的。

（2）α衰变的实质：21n＋21H―→4He，是原子核中的2 个质子和2 个中子结合在一起发射出来的。

0 1 2（3）β衰变的实质：1n―→1H＋0e，是原子核内的一个中子变成一个质子和电子，从而放出高速电子0 1 －1流。

原子核内虽然没有电子，但核内的的质子和中子是可以相互转化的。

当核内的中子转化为质子时同时要产生一个电子。

这个电子从核内释放出来，就形成了β衰变。

β粒子用0e 或0p 表示。

钍234 核的衰变方－1 －1程式：234Th―→234Pa+ 0e。

可以看出新核少了一个中子，却增加了一个质子，并放出一个电子。

90 91 －1衰变前后核电荷数、质量数都守恒，新核的质量数不会改变但核电荷数应加1。