5.2 放射性元素的衰变（教学课件）-【上好课】高二物理同步高效课堂（人教版2019选择性必修第三册）

第2节 放射性元 素的衰变 第五章 人教版 选择性必修第三册 原子核的衰变 01 半衰期 02 核反应 03 放射性同位素及其应用 04 CONTENTS 目录 新课导入 在古代，不论是东方还是西方，都有一批人追求“点石成金”之术，他们试图利用化学方法将一些普通的矿石变成黄金。当然，这些炼金术士的希望都破灭了。那么，真的存在能让一种元素变成另一种元素的过程吗？ 原子核的衰变 PART 01 （电子 ） （氦核 ） 放射性衰变后的原子核 ɑ粒子 β粒子 放射性衰变后的原子核 天然放射现象中原子核自发地放出 α 射线或 β 射线，由于核电荷数变了，它在元素周期表中的位置就变了，就变成另一种原子核。 我们把这种变化称为原子核的衰变。 1、衰变 ⑴α衰变 原子核自发放出α粒子而转变为新核的过程叫α衰变。 原子核放出一个α 粒子（ ），质量数减少4，电荷数减少2，就成了一个新原子核的过程 。 2、衰变的种类 衰变的种类 α衰变 β衰变 比如铀238核放出一个α 粒子后，质量数减少4，电荷数减少2，就变成了钍234核。 衰变方程： ɑ粒子 核 核 在α衰变中，新核的质量数与原来的核的质量数有什么关系？相对于原来的核在元素周期表中的位置，新核在元素周期表中的位置应当向前移还是向后移？要移动几位？你能概括出α衰变的质量数、核电荷数变化的一般规律吗？ α衰变的一般方程： 在这个衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。 发生一次α衰变，困为原子序数减小2，所以相对于原来的核在元素周期表中的位置，新核在元素周期表中的位置应当向前移2位。 α衰变过程中质量数守恒，核电荷数守恒。 思考与讨论 ⑵β衰变 原子核自发放出β粒子而转变为新核的过程叫β衰变。 原子核放出一个β 粒子（ ），质量数不变，电荷数增加1，就成了一个新原子核的过程 。 比如 发生α衰变后产生的 也具有放射性，它放出一个β 粒子后质量数没有改变，但电荷数增加了1 ，就变成镤 。 核 β 粒子 核 “电荷数之和”指代数和，因为发生β衰变时，电子的电荷数是－1。 在β衰变中，质量数、核电荷数有什么变化规律？原子核里没有电子，β衰变中的电子来自哪里？ β衰变的一般方程： β衰变过程中质量数守恒，核电荷数守恒。 β衰变过程中，衰变前的质量数等于衰变后的质量数之和；衰变前的电荷数等于衰变后的电荷数之和。 思考与讨论 α衰变的本质 衰变的本质 β衰变的本质 β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子。 α衰变实质是核内的两个质子转化成了一个氦核。 放射性的原子核在发生α衰变、β衰变时产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，并放出γ光子。γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。 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射线辐射。这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β、γ三种射线。 α、β、γ三种射线同时出现 γ射线的产生 化学方程式 核反应方程式 联系 区别 电荷、质量守恒 电荷数、质量数守恒 用符号 用箭头 说明： 1.中间用单箭头，不用等号； 2.是质量数守恒，不是质量守恒; 3.方程及生成物要以实验为基础,不能杜撰。 注意：质量数守恒指衰变前后核子的总数不变，并不是质量不变！ 3、核反应与化学反应 5、一种元素只能发生一种衰变，但在一块放射性物质中可以同时放出α、β 和 γ 三种射线。 2、放射性元素衰变不可能有单独的γ衰变！γ粒子不是带电的粒子，因此γ射线并不影响原子核的核电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表中的位置。 3、元素的放射性与元素存在的状态无关，放射性表明原子核是有内部结构的。 4、衰变后元素的化学性质发生了变化，即：生成了新的原子核！ 1、核反应指的是原子核内部核子数发生相应变化，而化学反应指的是原子核外最外层电子数发生变化，二者存在本质的不同。 知识深化： 【思考】设放射性元素 经过n 次α衰变和 m 次β衰变后，变成稳定的新元素 ，试分析： （1）衰变方程 （2）衰变次数n 和 m 电荷数守恒： 质量数守恒： 解得： 5、衰变次数的计算 【注意】为了确定衰变次数，一般是由质量数的改变先确定α衰变的次数，这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数。 　 α 衰变： β