第一节原子核的组成
教学目标：
（一）知识与技能
1、了解天然放射现象及其规律。
2、知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。
3、知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。
（二）过程与方法
1、通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。
2、通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。
（三）情感、态度与价值观
1、树立正确的、严谨的科学研究态度。
2、树立辨证唯物主义的科学观和世界观。
教学重点：
天然放射现象及其规律，原子核的组成。
教学难点：
知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。
教学方法：
教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：
投影片，多媒体辅助教学设备
教学过程：
（一）引入新课
教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！
我们已经知道，原子是由原子核与核外电子组成的。原子核内部是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？
学生思考讨论。
教师：人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。
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。
居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po），另一种命名为镭（Ra）。
（二）新课教学
1、天然放射现象
讲述：
（1）物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象。具有放射性的元素称为放射性元素。
（2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82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。2、射线到底是什么
教师：那这些射线到底是什么呢？这就激发着人们去寻求
答案：把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小
孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现
射线如图所示：（投影）
思考与讨论：
（1）你认为将出现什么情况？为什么会有这样的情况？
（2）如果α射线，β射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。
（3）如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？
学生分组讨论，回答问题。
（1）射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。
（2）根据左手定则，可以判断α射线是正电荷，β射线是负电荷。
（3）带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也
能判断三种射线的带电性质，如图所示。
教师：我们已经研究了这三种射线的带电性质，那么这些射线还有哪些性质呢？请同学们阅读课文后填写表格。
学生看书，进行总结。
总结：
（1）实验发现：元素具有放射性是由原子核本身的因素决定的，跟原子所处的物理或化学状态无关。不管该元素是以单质的形式存在，还是和其他元素形成化合物，或者对它施加压力，或者升高它的温度，它都具有放射性。
（2）三种射线都是高速运动的粒子，能量很高，都来自于原子核内部，这也使我们认识到原子核蕴藏有巨大的核能，原子核内也有其复杂的结构。
3、原子核的组成
提问：
（1）质子：由谁发现的？怎样发现的？
（2）中子：发现的原因是什么？是由谁发现的？
（3）原子核的电荷数是不是电荷量？
（4）原子荷的质量数是不是质量？
学生看书，然后回答问题：
（1）卢瑟福用 粒子轰击氮核，发现质子。
（2）查德威克发现中子。发现原因：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子。
（3）不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。
（4）原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。
总结：
（1）质子带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等，271.672623110p m kg -=?
中子不带电，271.674928610n m kg -=?
（2）数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。
（3）原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数
（4）原子核的质量数=核子数=质子数+中子数
（5）符号A Z X 表示原子核，X ：元素符号；A ：核的质量数；Z ：核电荷数 思考：
一种铀原子核的质量数是235，问：它的核子数，质子数和中子数分别是多少？
4、同位素
讲述：
（1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。
（2）性质：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，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。
提问：列举一些元素的同位素？
学生回答：氢有三种同位素：氕（通常所说的氢），氘（也叫重氢），氚（也
叫超重氢），符号分别是：1231
11,,H H H 。 碳有两种同位素，符号分别是12
1466,C C 。
（三）课堂小结
让学生自己总结本节课所学内容并与同学交流。
（四）布置作业
1、完成“问题与练习”中的题目。
2、认真阅读课后的“科学足迹”。
第一章 习题答案 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 答：总能量 ()MeV ....c v c m m c E e 92400352151101222 2=??? ??-=-==； 动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=???? ??????--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 答：α粒子的静止质量 ()()()u M m M m e 0026.44940 .9314,244,224,20=?+=≈-= α粒子的质量 g u m m 23220 10128.28186.1295.010026.41-?==-=-=βα 1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？ 答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为 J t cm E 510184.41001184.4?=??=?=?。 () kg c E m 1228521065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M == ()()u .U M ;u .U M 045582236043944235236235==
试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。 答：最后一个中子的结合能 ()()()[]M e V .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==?-+= ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==?-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ?： ()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=?-?+?= ()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=?-?+?= 其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。 1-6当质子在球形核里均匀分布时，原子核的库仑能为 RZZeEc024)1(53πε?= Z 为核电荷数，R 为核半径，0r 取m15105.1?×。试计算C13和N13核的库仑能之差。 答：查表带入公式得ΔΕ=2.935MeV 1-8 利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +??? ??----=--12 312322, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-= ()()()()[]()()A Z B A Z B c m Z A ZM m m Z A ZM n n n ,1.1,111,12+--?---+--+= ()()1,,--=A Z B A Z B 对U 236，144,236,92===N A Z 代入结合能半经验公式，得到
原子核的组成 时间：45分钟 一、选择题(1～6题为单选，7～9题为多选) 1．关于γ射线，下列说法不正确的是( B ) A．它是处于激发态的原子核放射的 B．它是原子内层电子受到激发时产生的 C．它是一种不带电的光子流 D．它是波长极短的电磁波 解析：γ射线是处于激发态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种光子． 2．如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道( A ) A．A为中子，B为质子 B．A为质子，B为中子 C．A为γ射线，B为中子 D．A为中子，B为γ射线 解析：用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流，所以A 为中子，B为质子，所以A正确． 3.32He可以作为核聚变材料(核聚变是利用轻核聚合为较重核释放出巨大能量为人类提供能源)，下列关于32He的叙述正确的是( C ) A.32He与31H互为同位素 B.32He原子核内中子数为2 C.32He原子核外电子数为2 D.32He代表原子核内有2个质子和3个中子的氦原子 解析：32He核内质子数为2，31H核内质子数为1.两者质子数不等，不是同位素，A错误.32 He核内中子数为1，B错误，C正确.32He代表原子核内有2个质子和1个中子的氦原子，D
错误． 4.放射性元素放出的射线，在电场中分成A、B、C三束，如图所示，其中( C ) A．C为氦原子核组成的粒子流 B．B为比X射线波长更长的光子流 C．B为比X射线波长更短的光子流 D．A为高速电子组成的电子流 解析：根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，A射线向电场线方向偏转，应为带正电的粒子组成的射线，所以是α射线；B射线在电场中不偏转，所以是γ射线；C射线在电场中受到与电场方向相反的作用力，应为带负电的粒子，所以是β射线． 5.图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( D ) A．a、b为β粒子的径迹 B．a、b为γ粒子的径迹 C．c、d为α粒子的径迹 D．c、d为β粒子的径迹 解析：γ粒子不带电，不会发生偏转，故B错．由左手定则可判定，a、b粒子带正电，c、d粒子带负电，又知α粒子带正电，β粒子带负电，故A、C均错，D正确． 6．若用x代表一个中性原子的核外电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对234 90Th的原子来说( B ) A．x＝90，y＝90，z＝234 B．x＝90，y＝90，z＝144
原子的构成 教学目标：了解原子的构成。能根据原子组成符号A Z X判断原子的构成。知道元素、核素、同位素的概念。 教学重点：掌握构成原子的粒子间的关系。掌握质量数和A Z X的含义。 教学难点：元素、核素、同位素的概念。 教学过程： 【教师活动】关于原子的构成，我们在初中就已很熟悉。请同学们说出构成原子的粒子有哪些？它们是如何构成原子的？ 【学生活动】构成原子的粒子有质子、中子、电子三种；其中，质子和中子构成了原子的原子核，居于原子中心，电子在核外做高速运动。 【教师活动】板书：一、原子的构成 核内质子 原子核 原子核内中子 核外电子 【教师活动】质子、中子、电子是构成原子的三种粒子，这三种粒子的质量大小带电荷情况等方面有什么差异？请同学们运用教材表1—7中的数据进行比较。 学生活动：可能有多数同学会提出什么是相对质量的问题？ 【教师活动】引导学生阅读课本注释，理解C—12原子的构成以及质子、中子、电子的相对质量的含义。（一个C—12原子的质量是1.9932×10-26Kg,可让学生计算质子、中子、电子的相对质量并与表中的数据比较是否一致。）通过以上数据的比较同学们能得出哪些结论？ 【学生活动】三种微粒的质量都很小，中子和质子的质量基本相等，电子的质量最小；中子不带电荷，质子带正电荷，电子带负电荷，质子和电子的带电量相等…… 【教师活动】追问：原子的质量集中在原子核上还是原子核外？为什么？相对于整个原子来说，原子核外某个电子的质量能否忽略不计？据报道，国外某研究所已发现了114号元素的原子，这种原子的核外共有114个电子，你认为在计算该原子的质量时能否把114个电子都忽略不计？ 【学生活动】通过计算得出能忽略不计的结论。 【教师活动】请学生总结有关原子的质量与质子、中子、电子的质量之间的关系。 【学生活动】原子的质量集中在原子核上，核外电子的质量可以忽略不计，质子和中子的质量基本相等。 【教师活动】请同学们比较一下质子、中子、电子带电荷的情况，能得出什么结论？氢、钠、氯、氩等原子都是显电中性，由此你能得出什么结论？ 【学生活动】中子不带电质子带正电荷电子带负电荷。原子显电中性，说明每种原子中核内的质子数与原子核外的电子数相等。 【教师活动】教师总结：根据刚才同学们的研究，大家已获得一些共同的认识。总结起来主要有以下几点：原子的质量集中在原子核上，原子的质量大小由原子核中的质子数和中子数决定；由于原子显电中性，所以原子核内的质子数与核外的电子数相等。 请学生以小组为单位交流讨论，完成教材第30页的“问题解决”。结束后请学生代表发言，汇报讨论结果。 【学生活动】学生可能会提出问题：什么是质量数？“A Z X”的含义是什么？为什么在“A Z X”中不直接标出中子数和电子数？等等。
第1节原子核的组成与核力 (对应学生用书页码P32) 一、原子核的组成 1．质子的发现 为了探测原子核的结构，1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验，发现了质子。实验表明质子是原子核的组成部分。 2．中子的发现 卢瑟福发现质子后，预想核内还有一种不带电的中性粒子。1932年，查德威克利用α粒子轰击铍时，证明了中子的存在。 3．原子核的组成 (1)组成：原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。 (2)原子核的符号：A Z X，其中X表示元素，A表示质量数，Z表示核电荷数。 (3)基本关系：核电荷数＝质子数＝原子序数 质量数＝质子数＋中子数＝核子数 (4)同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子核互称同位素。如氢的三种同位素氕、氘、氚。 二、核力 1．定义 原子核内相邻核子之间的相互作用力，也称强力。 2．特点 (1)在原子核的线度内，核力比库仑力大得多。 (2)核力是短程力，当两核子中心距离大于核子本身线度时，核力几乎完全消失。 (3)核力与电荷无关，质子与质子、中子与中子、质子与中子之间的核力是相等的。 [特别提醒] 质子越多的原子核需要更多的中子来维持核的稳定，在大而稳定的原子核中，中子数大于质子数。 三、核反应 1．核反应 用一定能量的粒子轰击原子核，改变原子核结构的过程。 2．核反应方程 用原子核符号描述核反应过程的式子。 3．书写方程式的原则 核反应方程必须满足反应前、后质量数和核电荷数都守恒。
1．判断： (1)卢瑟福发现了中子。( ) (2)具有相同质子数而中子数不同的原子核称为同位素。( ) (3)核反应只改变核外电子数，不会改变原子核的结构。( ) 答案：(1)×(2)√(3)× 2．思考：一个铅原子质量数为207，原子序数为82，其核外电子有多少个？中子数又是多少？ 提示：铅的原子序数为82，即一个铅原子中有82个质子，由于原子是电中性的，质子与电子电性相反、电量相同，故核外电子数与核内质子数相同为82个，根据质量数等于质子数与中子数之和的关系，铅原子核的中子数为207－82＝125(个)。 (对应学生用书页码P32) 原子核的结构 1.原子核的组成 (1)原子核是由质子、中子组成的，质子带正电，电荷量e＝＋1.6×10－19 C，质量m＝1.6726231×10－27kg。中子不带电，质量m n＝1.6749286×10－27kg。不同的原子核内质子和中子的个数并不一定相同。 (2)质量数：原子核的质量等于核内的质子和中子质量之和，原子核的质量近似等于质子(或中子)质量的整数倍，通常用这个整数代表原子核的相对质量，叫做原子核的质量数。原子核的质量数等于质子数和中子数之和。 2．同位素 (1)定义：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。 (2)化学性质的决定因素：原子核内的质子数决定了核外电子的数目，也决定了电子在核外分布的情况，进而决定了这种元素的化学性质。 (3)氢的同位素：氕(11H)，氘(21H)，氚(31H)。 元素的化学性质是由原子核外面的电子数决定的，所以同位素具有相同的化学性质，但其物理性质一般是不同的。 1．某种元素的原子核用A Z X表示，下列说法正确的是( ) A．原子核的质子数为Z，中子数为A B．原子核的质子数为Z，中子数为A－Z
《原子核的组成》教案 第一课时 一、教学目标 1．在物理知识方面要求． (1)了解原子核的人工转变．了解它的方法和物理过程． (2)了解质子和中子是如何被发现的． (3)会写核反应方程式． (4)了解原子核的组成，知道核子和同位素的概念． 2．掌握利用能量和动量守恒的思想来分析核反应过程．从而培养学生运用已知规律来分析和解决问题的能力． 3．通过发现质子和中子的历史过程，使学生认识通过物理实验研究和探索微观结构的研究方法及体会科学研究的艰巨性和严谨性． 二、重点、难点分析 1．重点是使学生了解原子核的人工转变和原子核的组成．在原子核的人工转变中发现了质子和中子，它是确定原子核组成的实验基础． 2．用已经学过的能量和动量守恒以及有关的知识来分析核反应过程，是本节的难点．三、教具 1．分析卢瑟福做的“α粒子轰击氮原子核的实验”． 2．讲解约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇做的“用来自铍的射线去轰击石蜡的实验”． 用投影幻灯、投影片． 四、主要教学过程 (一)引入新课 复习提问： 1．什么是天然放射现象？天然放射性元素放射出哪几种射线？这些射线的成分是什么？ 天然放射现象说明原子核存在着复杂的内部结构，为了了解原子核的组成，人们开始寻找研究原子核组成的有效方法，那就是原子核的人工转变． (二)教学过程设计 1．质子的发现． (1)原子核的人工转变． 是指为了了解原子核的组成，人们有目的的用高速粒子去轰击某些元素的原子核，通过对核反应过程及其产生的新粒子的研究，了解原子核的内部结构和粒子的本质及特点．
(2)α粒子轰击氮原子核的实验． 1919年，卢瑟福做了用α粒子轰击氮原子核的实验，第一次实现了原子核的人工转变，有了很重要的发现． 实验装置如图1所示(用投影幻灯打出装置的示意图)，容器C中放有放射性物质A，从A射出的α粒子射到铝箔F上，适当选取铝箔的厚度，使α粒子恰好被它完全吸收而不能透过，在F 后面放一荧光屏S，用显微镜M观察荧光屏． 实验现象：当在荧光屏上恰好观察不到闪光后，通过阀门T往容器C里通入氮气，此时卢瑟福从荧光屏S上又观察到了闪光． 实验结论：实验表明，闪光一定是α粒子击中氮核后产生的新粒子透过铝箔引起的． (3)质子的发现． 讨论提问：引导学生用已经学过的知识分析怎样知道新粒子的性质． ①若想知道新粒子的性质，必须测出粒子的什么有关物理量？ 归纳得到：测出粒子的电性、电量、质量和速度等． ②用什么方法可以知道新粒子的电性？ 归纳得到：可将粒子引入电场或磁场中，观察粒子的偏转轨迹． 如图2所示，在匀强电场中粒子的轨道是抛物线，若粒子向下偏转，说明粒子带正电；若向上偏转，说明粒子带负电． 如图3所示，在匀强磁场中粒子的轨道是圆，若粒子向上做圆运动，说明粒子带正电，若粒子向下做圆运动，说明粒子带负电． 实验证明：这个新粒子带正电． ③用什么方法可测出粒子的速度？ 归纳得到：使粒子通过一个正交的电磁场，如图4所示，调节B或E的值，使粒子在正交场中，沿入射方向做匀速直线运动，则可知此时
第一章物质结构元素周期表 一、原子结构 质子（Z个） 原子核注意： 中子（N个）质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N) 1.）原子序数=核电荷数=质子数=原子的核外 电子数 核外电子（Z个） ★熟背前20号元素，熟悉1～20号元素原子核外电子的排布： H He Li Be B C N O F Ne Na Mg Al Si P S Cl Ar K Ca 2.原子核外电子的排布规律：①电子总是尽先排布在能量最低的电子层里；②各电子层最多容纳的电子数是2n2；③最外层电子数不超过8个（K层为最外层不超过2个），次外层不超过18个，倒数第三层电子数不超过32个。 电子层：一（能量最低）二三四五六七对应表示符号： K L M N O P Q 3.元素、核素、同位素 元素：具有相同核电荷数的同一类原子的总称。 核素：具有一定数目的质子和一定数目的中子的一种原子。 同位素：质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子互称为同位素。(对于原子来说) 二、元素周期表 1.编排原则： ①按原子序数递增的顺序从左到右排列 ②将电子层数相同 ．．．．．．的各元素从左到右排成一横行 ．．。（周期序数＝原子的电子层数） ③把最外层电子数相同 ．．．．．．．．的元素按电子层数递增的顺序从上到下排成一纵行 ．．。 主族序数＝原子最外层电子数 2.结构特点： 核外电子层数元素种类 第一周期 1 2种元素 短周期第二周期 2 8种元素 周期第三周期 3 8种元素 元（7个横行）第四周期 4 18种元素 素（7个周期）第五周期 5 18种元素 周长周期第六周期 6 32种元素 期第七周期 7 未填满（已有26种元素） 表主族：ⅠA～ⅦA共7个主族 族副族：ⅢB～ⅦB、ⅠB～ⅡB，共7个副族 （18个纵行）第Ⅷ族：三个纵行，位于ⅦB和ⅠB之间 （16个族）零族：稀有气体 三、化学键
第1节 原子核的组成与核力 学习目标 核心提炼 1.知道质子、中子的发现。 2个发现——质 子、中子的发现 2个概念——核子、核力 2.知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。 3.会写核反应方程。 4.了解原子核里的核子间存在着相互作用的核力。 一、原子核的组成 1.组成：质子和中子(统称为核子)。 (1)1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子。 (2)1932年，查德威克用α粒子轰击铍核发现了中子。 2.原子核的表示方法 3.同位素 原子序数相同而中子数不同的原子核，互称为同位素。 例如：氢有三种同位素，分别是11H 、21H 、3 1H 。 思考判断 (1)质子和中子都不带电，是原子核的组成成分，统称为核子。( ) (2)原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。( ) (3)同位素具有不同的化学性质。( ) (4)原子核内的核子数与它的核电荷数不可能相等。( )
答案(1)×(2)√(3)×(4)× 二、核力 1.定义：核子之间的相互作用力，称为核力，也称强力。 2.核力的特征 (1)在核的线度内，核力比库仑力大得多； (2)核力是短程力，当两核子中心相距大于核子本身线度时，核力几乎完全消失； (3)核力与电荷无关，质子与质子、质子与中子以及中子与中子之间的核力是相等的。 思考判断 (1)原子核中的质子是靠自身的万有引力聚在一起的。() (2)在原子核的线度内，核力比库仑力大得多。() (3)核力与电荷有关，质子与质子、质子与中子之间的核力是不相等的。() (4)只要原子核中的质子数与中子数相等，原子核就可以无限地增大。() 答案(1)×(2)√(3)×(4)× 三、核反应 1.核反应：用一定能量的粒子轰击原子核，改变了核的结构，我们把这样的过程叫做核反应。 2.核反应的实质：以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核(靶核X)，从而促使原子核发生变化，生成了新原子核(Y)，并放出某种粒子。 3.常见的人工转变的核反应有 (1)卢瑟福发现质子：14 7N＋42He―→17 8O＋11H (2)查德威克发现中子：94Be＋42He―→12 6C＋10n (3)居里夫妇人工制造同位素：42He＋2713Al―→10n＋3015P 30 P具有放射性：3015P―→3014Si＋0＋1e。 15 4.遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。 思考判断 (1)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。() (2)核反应过程是不可逆的，核反应方程中只能用单向箭头表示反应方向。()
西南科技大学 原子核物理与辐射探测学1-10章课后习题答案 第一章 习题答案 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 答：总能量 ()MeV ....c v c m mc E e 92400352151101222 2=??? ??-=-==； 动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=???? ??????--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 答：α粒子的静止质量 ()()()u M m M m e 0026.44940 .9314,244,224,20=?+=≈-= α粒子的质量 g u m m 23220 10128.28186.1295.010026.41-?==-=-=βα 1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？ 答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为 J t cm E 510184.41001184.4?=??=?=?。 () kg c E m 12285 21065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M == ()() u .U M ;u .U M 045582236043944235236235==
试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。 答：最后一个中子的结合能 ()()()[]M e V .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==?-+= ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==?-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ?： ()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=?-?+?= ()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=?-?+?= 其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。 1-6当质子在球形核里均匀分布时，原子核的库仑能为 RZZeEc024)1(53πε?= Z 为核电荷数，R 为核半径，0r 取m15105.1?×。试计算C13和N13核的库仑能之差。 答：查表带入公式得ΔΕ=2.935MeV 1-8 利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +??? ??----=--12 312322, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-= ()()()()[]()()A Z B A Z B c m Z A ZM m m Z A ZM n n n ,1.1,111,12+--?---+--+= ()()1,,--=A Z B A Z B 对U 236，144,236,92===N A Z 代入结合能半经验公式，得到
原子核的组成与核力教案 教学目标 1．知道原子核的组成及质子和中子的发现情况,掌握原子核的表示方法及质量数、质子数（核电荷数）、中子数的关系,同位素的概念。 2．知道质子和中子统称为核子,并了解核子间存在核力及核力的性质 3．掌握什么叫核反应并学会书写核反应方程 重点难点 重点：原子核的组成及表示方法、质量数、质子数（核电荷数）、中子数的关系 难点：核反应方程的书写 设计思想 本节主要讲原子核的组成,是这一章的重点,虽然是微观世界的知识,但初中已有了一定的 基础,要求也比较低,所以学生接收起来并不太难,难点主要在核反应方程的书写上。所以这节课主要以识记的思想来设计教学,更多的让学知道是什么。另外通过“实验事实—猜想（预言）—实验验证”的过程,让学生在情感上体验科学家科学探索的艰辛历程。 教学资源多媒体课件 教学设计 【课堂引入】 问题1：前面我们学习了卢瑟福的原子的“核式结构学说”和玻尔的原子模型,知道原子是有结构的,那么组成原子的原子核有没有结构呢？ 【课堂学习】 （一）原子核的组成 1．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。后来又从许多轻元素中打出了质子,质子是原子核的组成部分。 ★卢瑟福预言中子的存在：卢瑟福发现原子核的质量与质子质量不等,但电荷数相同,由此卢瑟福预言在原子核中还在一种中性的粒子。 （2）中子的发现：1932年,查德威克用α粒子轰击铍原子核得到中子（查德威克用实验验证）。（3）核子：原子核是由质子和中子组成的,它们统称为核子。 （4）电荷数：原子核的电荷数等于核内的质子数。 （5）质量数：原子核的质量数就是核内的质子数和中子数之和。 ★基本关系：核电荷数=质子数（Z）=元素的原子序数=核外电子数 质量数（A）=核子数=质子数+中子数 ★原子核的表示方法：A Z X（X是元素符号；A是“核质量数”；Z是“核电荷数”） 2．同位素 （1）同位素：具有相同的质子数而中子数不同的原子核统称为同位素。 问题2：互称为同位素的两原子核质量数一样吗：（不一样） （2）同位素因质子数相同,具有相同的化学性质,因中子数不同,具有不同的物理性质。 ★氢的三种同位素,叫氕、氘、氚,分别用11H、21H、31H表示。 （二）核力 问题3：核内有大量的质子,而质子带正电且距离很小,因此有很大的库仑斥力,为什么它们还
《核力与结合能》 本节教材是在学生已经掌握了原子核是由质子和中子组成的基础上，探究是什么作用使得质子和中子可以有机地组成一个稳定的整体。为此，教材首先安排了“核力与四种基本相互作用”，在教授这部分内容时，注意引导学生《物理必修1》第三章第1节的知识，同时突出
科学家的大胆“猜想”在研究中的作用。再利用核力的性质解释“原子核中质子与中子的比例”时，首先注意读懂教科书图19.5-2所揭示的稳定核中核子的组成情况，再结合核力和电磁里的共同作用，借鉴经典的动力学理论，寻求稳定原子核中核子按不同比例组成的原因。从力的角度认识了原子核后，“结合能”的教学实际上是从能量的角度再次认识原子核，结合能和比结合能的教学，是本节的难点，也是重点，注意结合教科书的例题和教科书图19.5-3讲清楚其物理意义。 【知识与能力目标】 1．知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用； 2．知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小； 3．理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损； 4．知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。 【过程与方法目标】 1．会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能； 2．培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。 【情感态度价值观目标】 1．使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力；2．认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。 【教学重点】 质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。 【教学难点】 结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系 多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。 （一）引入新课 复习提问：氦原子核中有两个质子，质子质量为m p=1.67×10-27kg，带电量为元电荷e=1.6×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍?
课时一原子核的构成和同位素『导学案』【新授课】 【学习目标】 1．了解原子结构及微粒中质子、电子、中子的计算 2．了解元素、核素、同位素的概念 【课前检测】 1．以下是一些科学家为探索原子结构所作出的重大贡献，请你以连线表示其对应关系。 ①道尔顿a、提出原子由原子核和电子构成 ②汤姆生b、发现原子中存在电子 ③卢瑟福c、提出原子核外电子在一系列稳定的轨道上运动 ④玻尔d、提出原子学说 【新课引入】 原子是构成物质的一种微粒，原子是否可以再分，它是由哪些更小的微粒构成呢？ 相对原子质量定义为“某原子的质量与C-12原子质量的1/12的比”，C-12原子指的是什么？【概念形成】 一、原子的构成 1．原子的构成 ⑴质量关系: ⑵电量关系：中性原子：核电荷数质子数核外电子数 2．质量数 用符号表示。 则得出以下关系：质量数(A) = + 这样，只要知道上述三个数值中的任意两个，就可推算出另一个数值来。 一种氯原子质量数为35，则其中子数为 一种氯原子质子数为17，中子数为20，质量数为 表示方法：【概念运用】 典型习题： 1．下列图①②③原子结构模型中依次符合卢瑟福、道尔顿、汤姆孙的观点的是 （） ①②③ A．①②③B．③①②C．③②①D．②①③ 2．据报导，1994年12月科学家发现了一种新元素，它的原子核内有161个中子，质量数272。该元素的原子序数为（） A．111 B．161 C．272 D．433 3．化学变化中,可能发生改变的是（） A．质子数B．中子数C．核外电子数D．原子核 4、以下互为同位素的是（） A、石墨与金刚石 B、D2和T2 C、CO和CO2 D、35 17 Cl和37 17 Cl 5、根据α粒子散射现象，提出带核的原子结构模型的科学家是（） A．道尔顿B．汤姆生C．卢瑟福D．玻尔 6、有六种微粒，它们分别是X 40 19 ，Y 40 20 ，Z 40 18 ，+] [40 19 Q，+2 40 20 ] [K，M 40 20 ，它们隶属元素的种类（b） A. 2种 B.3种 C.4 种 D.5 种 7、第四层为最外层时，该电子层最多容纳的电子数目是（） A、2个 B、8个 C、18个 D、32个 8、 13 C-NMR(核磁共振)、15N-NMR可用于测定蛋白质、核酸等生物大分子的空间结构，Kurt W üthrich等人为此获得2002年诺贝尔化学奖。下面有关 13 C、15N叙述正确的是（） A、 13 C 与 15 N有相同的中子数 B、 13 C 与C60互为同素异形体 C、 15 N 与 14 N互为同位素 D、 15 N的核外电子数与中子数相同 9、下面所列的电子层中能量最低的是（） A、K层 B、L 层 C、M层 D、N层13、X原子的核电荷数为a，它的阴离子X m－ 与Y原子的阳离子Y n＋ 的电子层结构相同，则Y原子的核电荷数为（） A、a＋m＋n B、a－m－n C、m＋n－a D、m－n－a 10．下列说法正确的是（） A．原子的质量主要集中在原子核中B．稀有气体原子最外层均为8电子稳定结构
2020届高三化学二轮物质结构题型专攻——基态原子核外电子排布【选择基础专练】 1 / 16 【【【【【【2020【【【【【【【【【【【【【【【 ——【【【【【【【【【【【【【【【【【【 1. 下列说法中正确的是( ) A. 电子云图中的小黑点密表示该核外空间的电子多 B. 电子排布式 1s 22s 22p x 2违反了洪特规则 C. 原子序数为7、8、9的三种元素，其第一电离能和电负性均依次增大 D. 元素周期表中Fe 处于ds 区 2. 下列有关化学用语的表示正确的是( ) A. Na +的电子排布图： B. 核内有10个中子的氧原子：?810O C. HClO 的结构式：H ?Cl ?O D. Ca(OH)2悬浊液中的溶解平衡表达式：Ca(OH)2(s)?Ca 2+(aq)+2OH ?(aq) 3. 下面两表分别列出了 CO 和 N 2 的某些性质及相关键能，有关说法不正确的是( ) 表1 分子 熔点/℃ 沸点/℃ 常温时在水 中溶解度 CO ?205.05 ?191.49 2.3mL N 2 ?210.00 ?195.81 1.6mL 表 2 CO C ?O C =O C ≡O 键能(kJ ?mol ?1) 357.7 798.9 1071.9 N 2 N ?N N =N N ≡N 键能(kJ ?mol ?1) 193 418 946 A. CO 与 N 2的价电子总数相等 B. 由表 2 可知，CO 的活泼性不及 N 2
C. 由表 1 可知，CO 的熔沸点高于N2，是因为 CO 分子间作用力大于N2 D. 由表 1 可知，室温时，CO 在水中的溶解性大于N2，是因为 CO 分子有弱极性 4.下列说法正确的是() A. 16O和?18O原子的核外电子排布不相同 B. 含有离子键的化合物一定是离子化合物 C. HF、HCl、HBr、HI的熔沸点逐渐升高 D. 干冰和二氧化硅熔化时所克服微粒间的相互作用相同 5.把CoCl2溶于水后加氨水直接先生成的Co(OH)2沉淀又溶解后，再加氨水，使生成 [Co(NH3)6]Cl2，此时向溶液中通入空气，得到的产物中有一种其组成可以用CoCl3?5NH3表示，Co配位数是6，把分离出的CoCl3?5NH3溶于水后立即加硝酸银溶液，则析出氯化银沉淀。经测定，每1mol CoCl3?5NH3只生成2molAgCl.下列说法错误的是() A. 产物中CoCl3?5NH3的配位体为氨分子和氯离子 B. 通入空气后得到的溶液含有[Co(NH3)5Cl]2+ C. [Co(NH3)6]Cl2中心离子的价电子排布式为3d54s2 D. [Co(NH3)6]Cl2中含有配位键，极性共价键，离子键 6.已知元素X的原子核外次外层电子数为2、价电子数4，其气态氢化合物的密度为 1.16g/L(标准状况)。下列说法不正确的是() A. 基态X原子的价电子排布图为 B. 该化合物分子中含有2个π键，3个σ键 C. 该化合物分子中X原子的杂化方式为sp2杂化 D. 该元素的最高价氧化物的空间构型为直线形 7.下列说法正确的是() A. K原子结构示意图： B. H2O电子式： C. Mg原子的电子排布式：1s22s22p63s23p1 D. Ca2+的电子排布式：1s22s22p63s23p64s2 8.现有四种元素的基态原子的电子排布式如下： ①1s22s22p63s23p4②1s22s22p63s23p3③1s22s22p3④1s22s22p5 则下列有关比较中正确的是() A. 第一电离能：④>③>②>① B. 原子半径：④>③>②>① C. 电负性：④>③>②>① D. 最高正化合价：④>③=②>①
第一节原子核的组成 教学目标： （一）知识与技能 1、了解天然放射现象及其规律。 2、知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。 3、知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。 （二）过程与方法 1、通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。 2、通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。 （三）情感、态度与价值观 1、树立正确的、严谨的科学研究态度。 2、树立辨证唯物主义的科学观和世界观。 教学重点： 天然放射现象及其规律，原子核的组成。 教学难点： 知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。 教学方法： 教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 教学过程： （一）引入新课 教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！ 我们已经知道，原子是由原子核与核外电子组成的。原子核内部是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？ 学生思考讨论。
教师：人类认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从发现天然放射现象开始的。 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。 居里和居里夫人在贝克勒尔的建议下，对铀和铀的各种矿石进行了深入研究，又发现了发射性更强的新元素。其中一种，为了纪念她的祖国波兰而命名为钋（Po），另一种命名为镭（Ra）。 （二）新课教学 1、天然放射现象 讲述： （1）物质发射射线的性质称为放射性(radioactivity)。元素这种自发的放出射线的现象叫做天然放射现象。具有放射性的元素称为放射性元素。 （2）放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于82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。2、射线到底是什么 教师：那这些射线到底是什么呢？这就激发着人们去寻求 答案：把放射源放入由铅做成的容器中，射线只能从容器的小 孔射出，成为细细的一束。在射线经过的空间施加磁场，发现 射线如图所示：（投影） 思考与讨论： （1）你认为将出现什么情况？为什么会有这样的情况？ （2）如果α射线，β射线都是带电粒子流的话，根据图判断，他们分别带什么电荷。 （3）如果不用磁场判断，还可以用什么方法判断三种射线的带电性质？ 学生分组讨论，回答问题。 （1）射线分成三束，射线在磁场中发生偏转，是受到力的作用。这个力是洛伦兹力，说明其中的两束射线是带电粒子。 （2）根据左手定则，可以判断α射线是正电荷，β射线是负电荷。 （3）带电粒子在电场中要受电场力作用，可以加一偏转电场，也
《原子核》教学设计 【新课标要求】 1．内容标准 （1）知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。 （2）了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。 例1 了解放射性在医学和农业中的应用。 例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。（3）知道核力的性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。 （4）认识原子核的结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究的进展。 （5）知道链式反应的发生条件。了解裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的类型。知道核电站的工作模式。 （6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。 例3 思考核能开发带来的社会问题。 （7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。 例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。 2．活动建议： （1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。 （2）观看有关核能利用的录像片。 （3）举办有关核能利用的科普讲座。 新课程学习 9．1原子核的组成 ★新课标要求 （一）知识与技能 1．了解天然放射现象及其规律。 2．知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。 3．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。
（二）过程与方法 1．通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法。 2．通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。 （三）情感、态度与价值观 1．树立正确的，严谨的科学研究态度。 2．树立辨证唯物主义的科学观和世界观。 ★教学重点 天然放射现象及其规律，原子核的组成。 ★教学难点 知道三种射线的本质，以及如何利用磁场区分它们。 ★教学方法 教师启发、引导，学生讨论、交流。 ★教学用具： 投影片，多媒体辅助教学设备 ★课时安排1 课时 ★教学过程 （一）引入新课 教师：本节课我们来学习新的一章：原子核。本章主要介绍了核物理的一些初步知识，核物理研究的是原子核的组成及其变化规律，是微观世界的现象。让我们走进微观世界，一起探索其中的奥秘！ 我们已经知道，原子由什么微粒组成啊？ 学生回答：原子由原子核与核外电子组成。 点评：由原来的知识引入新课，对新的一章有一个大致的了解。 教师：那原子核内部又是什么结构呢？原子核是否可以再分呢？它是由什么微粒组成？用什么方法来研究原子核呢？ 学生思考讨论。 点评：带着问题学习，激发学习热情
高二（上）化学辅导一 第一节原子结构知识点总结及练习题 【要点精讲】 一.原子结构 1.能级与能层 2.原子轨道 3.原子核外电子排布规律 ⑴构造原理：随着核电荷数递增，大多数元素的电中性基态原子的电子按右图顺序填入核外电子运动轨道（能级），叫做构造原理。
能级交错：由构造原理可知，电子先进入4s轨道，后进入3d轨道，这种现象叫能级交错。 说明：构造原理并不是说4s能级比3d能级能量低（实际上4s能级比3d能级能量高），而是指这样顺序填充电子可以使整个原子的能量最低。也就是说，整个原子的能量不能机械地看做是各电子所处轨道的能量之和。 （2）能量最低原理 现代物质结构理论证实，原子的电子排布遵循构造原理能使整个原子的能量处于最低状态，简称能量最低原理。 构造原理和能量最低原理是从整体角度考虑原子的能量高低，而不局限于某个能级。 （3）泡利（不相容）原理：基态多电子原子中，不可能同时存在4个量子数完全相同的电子。换言之，一个轨道里最多只能容纳两个电子，且电旋方向相反（用“↑↓”表示），这个原理称为泡利（Pauli）原理。 （4）洪特规则：当电子排布在同一能级的不同轨道（能量相同）时，总是优先单独占据一个轨道，而且自旋方向相同，这个规则叫洪特（Hund）规则。比如，p3的轨道式为 或，而不是。 洪特规则特例：当p、d、f轨道填充的电子数为全空、半充满或全充满时，原子处于较稳定的状态。即p0、d0、f0、p3、d5、f7、p6、d10、f14时，是较稳定状态。 前36号元素中，全空状态的有4Be 2s22p0、12Mg 3s23p0、20Ca 4s23d0；半充满状态的有：7N 2s22p3、15P 3s23p3、24Cr 3d54s1、25Mn 3d54s2、33As 4s24p3；全充满状态的有10Ne 2s22p6、18Ar 3s23p6、29Cu 3d104s1、30Zn 3d104s2、36Kr 4s24p6。 4. 基态原子核外电子排布的表示方法 (1)电子排布式 ①用数字在能级符号的右上角表明该能级上排布的电子数，这就是电子排布式，例如K：1s22s22p63s23p64s1。 ②为了避免电子排布式书写过于繁琐，把内层电子达到稀有气体元素原子结构的部分以相应稀有气体的元素符号外加方括号表示，例如K：[Ar]4s1。 (2)电子排布图(轨道表示式) 每个方框或圆圈代表一个原子轨道，每个箭头代表一个电子。 如基态硫原子的轨道表示式为 ↑↓↑ ↓↓↓ ↑↑↑
第一节 原子核结构 新课标要求 1、知识与技能 （1）知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。 2、过程与方法 （1）通过观察，思考，讨论，初步学会探究的方法； （2）通过对知识的理解，培养自学和归纳能力。 3、情感、态度与价值观 （1）树立正确的，严谨的科学研究态度； （2）树立辨证唯物主义的科学观和世界观。 教学重点：原子核的组成。 教学难点：如何利用磁场区分质子与中子 教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。 教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备 教学过程： 1、原子核的组成 问提：质子：由谁发现的？怎样发现的？ 中子：发现的原因是什么？由谁发现的？（卢瑟福用粒子轰击氮核，发现质子。查德威克发现中子。发现原因：如果原子核中只有质子，那么原子核的质量与电荷量之比应等于质子的质量与电荷量之比，但实际却是，绝大多数情况是前者的比值大些，卢瑟福猜想核内还有另一种粒子） 小结： ①质子(proton)带正电荷，电荷量与一个电子所带电荷量相等， 中子(nucleon)不带电， ②数据显示：质子和中子的质量十分接近，统称为核子，组成原子核。 提问：③原子核的电荷数是不是电荷量？④原子荷的质量数是不是质量？ 提示：③不是，原子核所带的电荷量总是质子电荷的整数倍，那这个倍数就叫做原子核的电荷数。 ④原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，那这个倍数叫做原子核的质量数。 小结：③原子核的电荷数=质子数=核外电子数=原子序数 ④原子核的质量数=核子数=质子数+中子数 ⑤ 符号表示原子核，X ：元素符号；A ：核的质量数；Z ：核电荷数 2．同位素(isotope) （1）定义：具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。 （2）性质：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，因而同种元素的同位素具有相同的化学性质。 学生一边听，一边看书。 提问：列举一些元素的同位素？ α271.672623110p m kg -=?271.674928610n m kg -=?A Z X