3-1 原子核的组成与核力-【创新设计】2019版同步课堂讲义物理（教科版选修3-5）

1　原子核的组成与核力[来源:学*科*网Z*X*X*K] [目标定位]　1.知道质子、中子的发现.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、质子、中子的发现 1．质子的发现：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核获得了质子．这个实验表明，可以用人工的方法改变原子核，把一种元素变成另一种元素． 2．中子的发现：卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了中子的存在．在实验中，他发现这种射线在磁场中不发生偏转，可见它是中性粒子流．他又测得这种射线的速度不到光速的十分之一，这样就排除了它是γ射线的可能．他还用这种射线轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核和氮核，通过测量被打出的氢核和氮核的速度，推算出这种射线的粒子的质量跟氢核的质量差不多，并把这种粒子叫做中子． 二、原子核的组成 1．原子核的组成：由质子和中子组成，因此它们统称为核子． 2．原子核的电荷数：等于原子核的质子数即原子的原子序数． 3．原子核的质量数：等于质子数和中子数的总和． 4．原子核的符号：X其中X为元素符号，A为原子核的质量数，Z为原子核的电荷数． 5．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，因而互称为同位素，例如氢的同位素H. H、H、 三、核力 1．核力：原子核里的核子间存在着相互作用的核力．核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核． 2．核力特点：(1)核力是强相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多． (2)核力是短程力，作用范围在10－15m之内． (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． 四、核反应方程 1．核反应方程的定义：在核反应中，参与反应的原子核内的核子(质子和中子)将重新排列或发生转化．用原子核的符号来表示核反应过程的式子称为核反应方程． 2．核反应遵从的规律：核反应遵从电荷数守恒和质量数守恒，即核反应方程两边的质量数和质子数均是守恒的．如卢瑟福发现质子的人工核反应方程可表示为：H. O＋N→He＋ 预习完成后，请把你疑惑的问题记录在下面的表格中 问题1[来源:Zxxk.Com] 问题2 问题3 一、原子核的组成 1．原子核中的三个整数 (1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，所以质子数和中子数之和叫核子数． (2)电荷数(Z)：原子核所带电荷总是质子所带电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷数，叫做原子核的电荷数． (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，这个整数叫做原子核的质量数． 2．原子核中的两个等式 (1)核电荷数(Z)＝质子数＝元素的原子序数＝中性原子核外电子数． (2)质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数． 【例1】　已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问： (1)镭核中质子数和中子数分别是多少？ (2)镭核的核电荷数和所带电荷量是多少？ (3)若镭原子呈中性，它核外有多少电子？ 答案　(1)88　138　(2)88　1.41×10－17 C　(3)88 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)镭核的核电荷数和所带电荷量分别是 Z＝88，Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C＝1.41×10－17 C. (3)核外电子数等于核电荷数，故核外电子数为88. 针对训练1　以下说法正确的是(　　) A.Th为钍核，由此可知，钍核的质量数为90，钍核的质子数为234 B.Be为铍核，由此可知，铍核的质量数为9，铍核的中子数为4 C．同一元素的两种同位素具有相同的质量数 D．同一元素的两种同位素具有不同的中子数 答案　D 解析　钍核的质量数为234，质子数为90，所以A错；铍核的质量数为9，中子数为5，所以B错；同位素是指质子数相同而中子数不同，即质量数不同，C错，D对． 二、原子核中质子和中子的比例 1．核子比例关系：较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多． 2．形成原因 (1)若质子与中子成对地人工构建原子核，由于核力是短程力．当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了． (2)若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多． (3)由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时候再增