高三物理原子核的组成PPT教学课件

三、原子核的组成
1．原子核的组成
质子
统称核子
中子
10－15m
质子和中子除是否带电的差异以及质量上的微 小差别外，其余性质十分相似，所以统称为核子。
人教版高中物理选修3-5 19.1原子核的组成(共14张PPT)
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三、原子核的组成
2．对核子数、电荷数、质量数的理解 ① 核子数：质子数和中子数之和叫核子数．
第十九章 原子核
1
原子核的组成
一、天然放射现象
1、1896年，法国物理学家贝可勒尔发现，铀 和含铀矿物都能发出看不见的射线，这种射线可以 穿透黑纸使照相底版感光．
钡铀云母
翠砷铜铀矿 斜水钼铀矿
2、玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了 两种放射性更强的新元素，命名为钋、镭。
一、天然放射现象
3、放射性： 物质发射射线的性质叫放射性
3、 γ射线：
γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短， 在10－10 m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚 至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土．
人教版高中物理选修3-5 19.1原子核的组成(共14张PPT)
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二、射线到底是什么
过研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但 是不带电.是中性粒子.
mn 1.6749286 1027 Kg
在对各种原子核进行的实验中，发现质子和中子 是组成原子核的两种基本粒子。
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17、一个人即使已登上顶峰，也仍要 自强不 息。2021/2/282021/2/282021/2/282021/2/28
谢谢观赏
You made my day!
我们，还在路上……
由此式可知s与粒子进入电场的初速度v0成 正比，与粒子的荷质比q/m的平方根成反比.射线 速度约为射线的1/10，而粒子的荷质比比粒 子的荷质比要小的多，所以粒子的竖直方向位 移要大，所以③是射线的轨迹，①是射线的 轨迹.
α粒子带正电，而向A板偏移，因此A板带负 电，B板带正电.
延伸·拓展
【例3】静止在匀强磁场中的某放射性元素的核， 放出一个粒子，其速度方向与磁场方向垂直，测 得粒子和反冲核轨道半径之比R∶r=30∶1，如图 17-2-2所示，
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9、有时候读书是一种巧妙地避开思考 的方法 。2021/2/282021/2/28Sunday, February 28, 2021
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10、阅读一切好书如同和过去最杰出 的人谈 话。2021/2/282021/2/282021/2/282/28/2021 10:37:35 AM
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11、越是没有本领的就越加自命不凡 。2021/2/282021/2/282021/2/28Feb-2128-Feb-21
图17-2-2
延伸·拓展
则（ ） A.粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反 B.反冲核的原子序数为62 C.原来放射性元素的原子序数为62 D.反冲核与α粒子的速度之比为1∶62
延伸·拓展
【解析】本题结合动量守恒、衰变方程、带电粒 子在磁场中的圆周运动等几个知识点综合运用； 由动量守恒得：MV+mv=0，其中MV为反冲核动量， mv为粒子的动量.
要点·疑点·考 点

2．对三种射线的认识 (1)α 射线：实际上就是_氦__原__子__核___，速度可达到光速的110，其__电__离___ 作用强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡 住．
(2)β射线：是高速__电__子__流__，它的速度很大，可达光速的99%，它 的穿透能力较强，电离作用较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚 的___铝__板___．
(3)质量数(A)：原子核的质量等于核内___质__子___和___中__子___的质量 的总和，而质子与中子的质量几乎相等，所以原子核的质量几乎等于单 个核子质量的整数倍，这个倍数叫作原子核的__质__量__数____．
(4)
【答案】质子数 中子数 质子数
4．同位素 具有相同的__质__子__数___而__中__子__数___不同的原子核，在元素周期表中 处于__同__一__位__置___，它们互称为同位素．例如：氢有三种同位素，分别是
本章重点 ①原子核的组成、三种射线 的本质；②衰变的基本性质，原子核的衰变 规律和半衰期；③核力、结合能与平均结合 能，质量亏损和质能方程；④核裂变与核聚 变的理解和释放核能的计算．
本章难点 ①原子核的衰变规律及半衰 期；②质能方程的理解和核能计算； ③计Байду номын сангаас算核裂变与核聚变释放的核能．
1 原子核的组成
11H、21H、31H．
原子核的核子数等于质子数吗？质量数就是原子核的质量吗？ 【答案】原子核的核子数等于质子数与中子数之和．原子核的质量 等于原子中质子和中子的质量之和；质量数是将原子内所有质子和中子 的相对质量取近似整数值相加而得到的数值．
(2023 年北京海淀阶段检测)一个原子核为28130Bi，关于这
原子核的组成

从放射性元素的原子核中释放出来的α射线就是两个质子和两个中子结合在一起放出
的 具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称
如:
1 1
H
(氕)
2 1
H
(氘)
3 1
H
(氚)
THANKS
FOR WATCHING
演讲人: XXX
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中子的质量数与质子的相等，
都是1，中子不带电，其电荷
数为零。物理学中用符号 表示中子。
1 0
n
α射线粒子轰击铍的核反应方 程是：
9 4B4 2 e H e 0 1n 16C 2
三、原子核的组成
原子核
质子 中子
1 1
H
质子和中子统称为
1 0
n
原子核的电荷数= 质子数
原子核的质量数= 质子数 + 中子数
原子核只由质子组成的设想能够成立吗？
原子核 示意图
质量数 电荷数
钙Ｃａ ４０ ２０
汞Ｈｇ ２００
８０
在上一世纪的二十年代，卢瑟福依 据原子核的电荷数与质量数的差别，预 见到原子核中应该存在质量与质子相等 的、不带电的粒子，卢瑟福称其为中子。
直到上一世纪的三十年代，另一个 人工核反应，即用放射性元素钋发出的 α射线轰击铍，证实了中子的存在。
二、中子的发现
钋Ｐo
铍Ｂｅ
石蜡
α粒子
不可见粒子
质子
α粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么？
对实验结果的 猜想和思考
钋
铍Ｂｅ
石蜡
α
不可见
质子
粒子
查德威克对实 验结果的分析
钋
铍Ｂｅ
石蜡
α
不可见

第十九章 原子核
第1节 原子核的组成
[学习目标] 1.知道什么是放射性及放射性元素。知道三种 射线的本质及其特征。
2.了解原子核的组成，会正确书写原子核符号。 3.理解同位素的概念。 4.通过对原子核结构模型的探究，体会物理学的研究方 法。
[知识定位] 重点：1.天然放射现象。 2.三种射线的特性及本质。 3.原子核的构成。 难点：1.三种射线的本质特征和区分方法。 2.原子核的组成。
二、射线到底是什么 1．三种射线 在射线经过的空间施加磁场，射线分成三束，其中两束在 磁场中向不同的方向偏转，说明这两束是_带__电__粒__子__流___，另一 束在磁场中_不__偏__转___，说明这一束不带电，这三束射线分别叫 做α射线、β射线、γ射线。
2．三种射线的比较
射线种类 实质 速度
(1)上面的印相纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？ (2)下面的印相纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两 边暗斑的距离之比。
解析：(1)两个暗斑，分别是β、γ射线的痕迹，因这两种射 线穿透性强。
(2)由H＝vt, s＝12at2，a＝qmE，所以sα∶sβ＝5∶184。
答案：(1)2，分别是β、γ射线的痕迹 (2)5∶184
6. 原子核的符号
A Z
X，其中X表示元素的符号，A表示核的_质__量__数___，Z表示
核的_电__荷__数___。
7. 同位素
具有相同_质__子__数___而_中__子__数___不同的原子核，在元素周期
表中处于同一位置，它们互称为同__位__素____。
1．放射性元素发出的射线强度可以人工控制吗？ 提示：不可以。放射性不受人工控制，是天然的。
2．怎样利用电场、磁场判断三种射线的性质？ 提示：让偏转方向和电场方向相同，带正电；β射线偏转方 向和电场方向相反，带负电。让三种射线通过匀强磁场，则γ射 线不偏转，说明不带电；α射线和β射线可根据偏转方向和左手 定则确定带电性质。

人们认识原子 核的结构就是 从天然放射性 开始的。
天然放射现象
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含 铀的矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿 透黑纸使照相底片感光，物质发射射线的性质称为 放射性．具有发射性的元素称为放射性元素．元素 这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象．
钡铀云母
放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子 核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构。那么原 子核内究竟还有什么结构？原子核又是又什么粒子组
成的？这就是下面继续讨论的问题。
原 子 核 的 组 成
1．质子的发现
14 7
N He O H
4 2 17 8 1 1
2．中子的发现
9 4
[后思考] β 射线的本质是高速电子流， 示波器中的阴极射线的本质也是高 速电子流，这两种射线的来源相同吗？
【提示】 不同．阴极射线的电子来源于核外电子，β 射线的电 子来源于原子核．
1896 年，法国物理学家贝可勒尔，研究铀和含铀的矿物，发现 天然放射现象． 探讨：为什么说天然放射现象的发现使人们认识到原子核具有 内部结构？
三种射线的比较法 1． 知道三种射线带电的性质， α 射线带正电、 β 射线带负电、 γ 射线不带电．α、β 是实物粒子，而 γ 射线是光子流，属于电磁 波的一种． 2．在电场或磁场中，通过其受力及运动轨迹半径的大小来 判断 α 和 β 射线，由于 γ 射线不带电，故运动轨迹仍为直线． 3．α 射线穿透能力较弱，β 射线穿透能力较强，γ 射线穿透 能力最强．
纸就能把它挡住．
高速电子流 ，它速度很大，可达光速的 99%， (2)β 射线：是____________ 电离 能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透 它的穿透能力较强，______ 铝板 ． 几毫米厚的______ 电磁波 ，波长很短，在 10 (3)γ 射线：呈电中性，是能量很高的_______

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二、原子核的组成 1．质子的发现(如图所示)
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(√ )
(4)在元素周期表中处在同一位置上，而质量数不同的元素叫同
√
位素。
()
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2．(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正 确的是( )
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(3)γ 射线：呈电中性，是能量很高的电__磁__波__，波长很短，在 10－10 m 以下，它的电__离__作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几 厘米厚的_铅_板__或几十厘米厚的混凝土。
阅读本节教材，回答第 101 页的“问题”，并梳理必要的知识 点。
教材 P101“问题”提示：1896 年贝克勒尔发现了天然放射现象， 随后几年居里夫妇又发现了放射性元素钋、镭。科学家们用磁场和 电场揭示了射线的本质；后来，卢瑟福、查德威克通过实验发现质 子、中子，一步步揭开了原子核的秘密。

[关键一点] 电离就是把原子中的电子剥离原子核束缚
的过程，射线飞行中遇到原子时将部分能量转移给原子中的
电子，电子可以脱离原子核的束缚成为自由电子，这就是射
线的电离作用。
2024/5/22
返8 回
3．原子核的组成 (1)质子的发现：
2024/5/22
返9 回
(2)中子的发现：
2024/5/22
返10 回
－Z＝226－88＝138。
(2)镭核所带电荷量
Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.408×10－17 C。
(3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88。
2024/5/22
返33 回
(4)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力为洛伦兹 力，故有 qvB＝mvr2，r＝mqBv，两种同位素具有相同的核电荷数， 但质量数不同，故
返11 回
[试身手·夯基础]
1．天然放射现象说明
()
A．原子不是单一的基本粒子
B．原子核不是单一的基本粒子
C．原子内部大部分是空的
D．原子是由带正电和带负电的基本粒子组成的
解析：天然放射现象是原子核向外辐射出射线的现象，
这一现象说明原子核有复杂的结构。故正确答案为B。
答案：B
2024/5/22
返12 回
所以，在同样条件下 β 与 α 粒子偏移之比为
xxαβ＝2ee×1/14840×11910090cc22≈38＞1。
2024/5/22
返22 回
(2)在匀强磁场中：γ 射线不发生偏转，仍 做匀速直线运动，α 粒子和 β 粒子沿相反方向 做匀速圆周运动，且在同样条件下，β 粒子 的轨道半径小，α 粒子轨道半径大，如图 19 图19－1－2 －1－2 所示。根据 qvB＝mRv2得 R＝mqBv∝mqv。

工的办法使原子核发生转变）
现中子的核反应）
２、 粒子轰击氮的核实验 （发现质子的核反应）
174N4 2H e187 O1 1H
9 4B e4 2H e162 C0 1n
４、原子核由质子和中子 （统称为核子）组成
５、使核子结合在一起的力 是短程强相互作用力，也称为 核力。
13
原子核的组成与核力
1
１９１９年卢瑟福完成了用α粒子轰击氮原子核的人工核实验，实验装置示意如图。
Ｔ
Ｔ
C
SM
A
F
Ａ：放射性物质 Ｃ：容器 Ｔ：阀门
Ｆ：铝箔
Ｓ：荧光屏 Ｍ：显微镜
2
• 实验步骤及结果： • １、适当选择铝箔的厚度，使荧光屏恰好
不出现闪光 • ２、然后充入氮气,荧光屏出现了闪光
3
• 从实验结果可知，充入氮气后产生了穿透能力 比α粒子更强的新的粒子，这种粒子可以穿透铝箔， 打在荧光屏上，出现了闪光。
钋Ｐo
铍Ｂｅ
石蜡
α粒子
不可见粒子
质子
α粒子轰击铍产生的不可见粒子是什么？
8
查德威克对实 验结果的分析
钋
铍Ｂｅ
石蜡
α
不可见
质子
粒子
查德威克用碰撞中的动
量守恒和能量守恒分析得到
不可见粒子是质量与质子几
乎相等的、不带电的粒子，
它正是卢瑟福预见的中子。
中子的质量数与质子的相等，
都是1，中子不带电，其电荷
数为零。物理学中用符号 表示中子。
• 这些实验表明，由于从不同元素的原子 核中都能打出质子来，因此质子应该是原 子核的组成部分。
• 原子核只由质子组成吗？
5
•想 一 想 • 由于原子核的质量大体上是质子质量的

原子核是否只是由质子组成呢？ 实际并不是这样，绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的相应比值。
原子核是否只是由质子组成呢？
他这种粒子叫做中子( neutron)。
电子的发现揭示了原子的核式结构模型
他们发现了一种沥青中的含铀物质，根据它的含铀量计算、发出的射线不会太强，但实际测得的射线要强得多。
1900年居里夫妇对铀和含铀的各种矿石 元素符号
是原子核的性质，而不是原子的性质。
利用什么方法可以将天然放射线分离开来，并加以鉴别？
进行了深入研究。他们发现了一种沥青中 质子和中子除了是否带电的差异以及质量上的微小差别外，其余性质十分相似，而且都是原子核的组成成分，所以统称核子。
粒子的速度可以达到光速的1/10。
第八页，共24页。
α射线
物理学家们经过多方面的研究后确认:α射线是高速粒 子流，粒子带正电，电荷量是电子的2倍，质量是氢原子 的4倍，电子质量的7300倍，实际上就是氦原子核。粒 子的速度可以达到光速的1/10。由于α粒子带电质量又比
较大，通过气体时很容易把气体分子中的电子剥离，使气体 带电。由于与物质中的微粒作用时会损失自己的能量，α粒 子的穿透能力较差，在空气中只能前进儿厘米，用一张纸就 能把它挡住。
甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝 土。
第十页，共24页。
三种射线的比较
射线
射线
射线
成分
速度
氦原子核 1/10光速
高速
电子流
接近光速
高能量
电磁波
光速
贯穿能力
弱 较强 很强
电离能力
很强
较弱
更小
第十一页，共24页。
元素的放射性是原子的性质还是原子核 的性质？放射性的发现有何重要意义?

2．α、β、γ三种射线的比较：
三、原子核的组成 1．质子的发现：1919年，卢瑟福用 α粒子轰击氮原子核发 现了质子，质子是 原子核 的组成部分． 2．中子的发现：卢瑟福猜想原子核内存在着一种质量与质 子 相同 ，但 不带电 的粒子，称为中子．查德威克利用云室进 行实验验证了中子 的存在，中子是原子核的组成部分． 3．原子核的组成：原子核由 质子和中子 中子统称为 核子． 组成，质子和
α、β射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作 用，γ射线不偏转，故打在O点的应为γ射线；由于α射线贯穿本 领弱，不能射穿厚纸板，故到达P点的应是β射线；依据β射线的 偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里． 【答案】 C
一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线，由铅盒的小 孔射出 ，在小孔外放一铝箔，铝箔后的空间有一匀强电场．进 入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b 发生了偏转，如图所示．则图中的射线a为__________射线，射 线b为__________射线．
线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线．
4．玛丽· 居里和她的丈夫皮埃尔· 居里发现了两种放性性更 强的新元素，命名为 钋(Po)和镭(Ra)．
二、射线到底是什么 1．三种射线：在射线经过的空间施加磁场，射线分成三 束，其中两束在磁场中向不同的方向偏转，说明这两束是带电 粒子流，另一束在磁场中不偏转，说明这一束不带电，这三束 射线分别叫做α射线、β射线、γ射线．
第 十 九 章
原子核
一
原子核的组成
自 主 预 习
学习目标 1.明白放射性和放射性元素的概 念．
目标解读
重点：三种射线的性质和原
2．能说出原子核的组成，能记住 子核的组成． 三种射线的特性． 3．会正确书写原子核符号. 难点：三种射线的性质.

第1讲 描述运动的基本概念
2 | 原子核的组成
情境 1919年,卢瑟福用镭放射出的α粒子轰击氮原子核,从氮原子核中打出了一种 新的粒子——质子。以后,人们用同样的方法从氟、钠、铝等原子核中都打出了 质子,由此断定,质子是原子核的组成部分。绝大多数原子核的质量与电荷量之比 都大于质子的相应比值。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。
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第1讲 描述运动的基本概念
1 原子核的组成
1.了解放射性及放射性元素的概念。知道天然放射现象及其规律。 2.理解三种射线的形成及本质,知道三种射线的特点。 3.了解原子核的组成,知道原子核的表示方法,掌握原子序数、核电荷数、质量数 之间的关系。 4.理解同位素的概念。
第1讲 描述运动的基本概念
1 | 天然放射现象 1.放射性 物质发出① 射线 的性质称为放射性,具有放射性的元素称为② 放射性元素 。 2.放射性的发现 (1)1896年,法国物理学家③ 贝克勒尔 发现某些物质具有放射性。 (2)玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素,命名为钋 (Po)、④ 镭(Ra) 。 3.天然放射现象 放射性元素⑤ 自发 地发出射线的现象,叫作天然放射现象,原子序数大于⑥

答案： AD
三、原子核的组成
放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构. 原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？
课堂探究
1. 质子的发现
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，得到了质子。经过研究证明，质子带正电荷，其电量和一个电子的电量相同，它的质量等于一个电子质量的1836倍.进一步研究表明，质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核。
1.(多选)氢有三种同位素,分别是氕H)、氘H)、氚H),则( )A.它们的质子数相等B.若为中性原子,它们的核外电子数相等C.它们的核子数相等D.它们的化学性质相同解析：氕、氘、氚的核子数分别为1、2、3,质子数和中性原子状态核外电子数均相同,都是1,中子数等于核子数减去质子数,故中子数各不相同,A、B正确,C错误;同位素化学性质相同,只是物理性质不同,D正确。
典例精析
解析：已知α粒子带正电,β粒子带负电,γ射线不带电,根据正、负电荷在磁场中运动所受洛伦兹力方向和正、负电荷在电场中所受电场力方向,可知A、B、C、D四幅图中,α、β粒子的偏转方向都是正确的,但偏转的程度需进一步判断。带电粒子在磁场中做匀速圆周运动,其半径r=,将其数据代入,则α粒子与β粒子的半径之比为=370.9,由此可见,A项正确,B项错误;带电粒子垂直进入匀强电场,设初速度为v0,垂直电场线方向位移为x,沿电场线方向位移为y,则有x=v0t,y=t2,消去t可得y=,对某一确定的x值,α、β粒子沿电场线偏转距离之比为=0.027,由此可见,C项错误,D项正确。
质子带正电荷，电荷量与一个电子的电荷量相等。质子的质量为mp= 1.672621898x 10-27 kg .
同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。------质子是原子核的组成部分。

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(4)玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的 新元素，命名为_钋__(_P_o_)_和__镭__(R__a_) ___。
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2．三种射线 (1)α 射线：实际上就是_氦_原__子__核__，速度可达到光速的110，其电 离能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用一__张__纸__就 能把它挡住。 (2)β 射线：是_高__速__电__子__流_，它速度很大，可达光速的 99%，它 的穿透能力较强，_电__离_能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫 米厚的_铝__板_。
中子
中子
原子核
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3．原子核的组成 由_质__子_和_中__子_组成，它们统称为_核__子_。
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阅读本节教材，回答第 101 页的“问题”，并梳理必要的知识 点。

2.阳离子: 核外电子数=核内质子数-所带电荷数
3.阴离子: 核外电子数=核内质子数+所带电荷数
【巩固练习 】
粒子符号 质子数 电子数
S2NH4+ OHAXn+
16 18
11 10
9
10
a
a-n
AYm-
b-m b
原子核的组成习题训练
1. 氧原子的质量数为16，质子数为8，那么它
的中子数是多少？( 8 )
原子核的组成
阅读教材P30，思考下列问题
1.原子是构成物质的一种微粒，原子是否 可以再分？如果原子可以再分，它是有 哪些更小的微粒构成的呢？ 2.相对原子的质量定义为“某原子的质量 与12C原子质量的1/12的比。12C原子指 的是什么原子？
一 .原子的构成
1.原子的结构 原子核
原 子
质子 中子
【巩固练习 】
粒子符号 质子数Z
O
8
Ar
18
Cl
17
H
1
中子数N
10
22
18 0
质量数A
18
40 35 1
A
Z
X
18 8
O
1480Ar
35 17
Cl
1 1
H
【想一想】是不是所有的原子核都是由质子和 中子构成的呢？
◆◆◆ §1-3-2. 原子核的组成◆◆◆
请同学们认真阅读教材P32并分析比较下列每 组微粒的异同：
核外电子
粒子种类 质子 中子
电子
质量/kg 1.673x10-27 1.675x10-27
9.109x10-31
电性 电量/c 正电 1.602x10-19
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