人教版高中物理选修3-5：19.2《放射性元素的衰变》导学案（含答案）

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1、19.2放射性元素的衰变【学习目标】1.知道放射性现象的实质是原子核的衰变.2知道两种衰变的规律，能熟练的运用衰变规律写出其核的衰变方程.3.了解半衰期的概念，知道半衰期的统计意义，能利用半衰期描述衰变的速度，并能进行简单的计算.【知识探究】一、原子核的衰变[导学探究]　(1)原子核辐射α射线和β射线后会发生什么变化？　　　(2)原子核衰变过程中符合哪些规律？发生α衰变时，原子核的电荷数和质量数发生了怎样的变化？　　　(3)发生β衰变的原子核的电荷数和质量数发生了怎样的变化？β衰变时的核电荷数为什么会增加？释放的电子从哪里来的？　　[知识梳理]　三种衰变及衰变规

2、律(1)α衰变：X→Y＋________(新核的质量数减少4，电荷数________.)实质：原子核中，2个中子和2个质子结合得比较牢固，有时会作为一个整体从较大的原子核中被释放出来，这就是放射性元素发生的α衰变现象.(2)β衰变：X→　AZ＋1Y＋____________(新核的质量数不变，电荷数________.)实质：原子核中的中子转化成一个质子且放出一个电子即β粒子，使电荷数________，β衰变__________(填“改变”或“不改变”)原子核的质量数，其转化方程为：n→H＋__________.(3)衰变规律：衰变过程遵循__________守恒

3、和__________守恒.(4)γ射线是在α衰变或β衰变过程中伴随而生的，且γ粒子是不带电的粒子，因此γ射线并不影响原子核的电荷数，故γ射线不会改变元素在周期表中的位置.[即学即用]　原子核U经放射性衰变①变为原子核Th，继而经放射性衰变②变为原子核Pa，再经放射性衰变③变为原子核U.放射性衰变①、②和③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衰变二、对半衰期的理解[导学探究]　(1)什么是半衰期？对于某个或选定的几个原子核能根据该种元素的半衰期预测它的衰变时间吗？　　　(2)某放射性元

4、素的半衰期为4天，若有100个这样的原子核，经过4天后还剩50个，这种说法对吗？　　　(3)放射性元素的半衰期由什么决定？能否通过增大压强或提高温度加快某种放射性元素衰变的速度？　　　[知识梳理]　对半衰期的理解：(1)半衰期：放射性元素的原子核有________发生衰变所需的时间.不同的放射性元素，半衰期________.(2)注意以下两点：①对于同一种元素，其半衰期是________的，无论是加温、加压，或是处于单质、化合物状态均不影响元素的半衰期，但不同元素的半衰期________，有的差别很大.②半衰期是一种________规律.对于________的原

5、子核发生衰变才具有实际意义，而对于少量的原子核发生衰变，该统计规律不再适用.(3)半衰期公式N余＝________________，m余＝________________，其中τ为半衰期.[即学即用]　下列关于放射性元素的半衰期的几种说法中正确的是(　　)A.同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长B.把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变C.放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用D.氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核【典例精析】一、衰变方程及衰变次数的计

6、算例1　U核经一系列的衰变后变为Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)Pb与U相比，质子数和中子数各少了多少？(3)综合写出这一衰变过程的方程.　　　　　　　总结提升1.衰变方程的书写：衰变方程用“→”，而不用“＝”表示，因为衰变方程表示的是原子核的变化，而不是原子的变化.2.确定原子核衰变次数的方法与技巧：(1)方法1：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为：X―→Y＋nHe＋m　e根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程：A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.由此可见，确定衰变次数可归结为解一个二元一次方程组.

7、(2)方法2：先由质量数的改变确定α衰变的次数(这是因为β衰变的次数是多少对质量数没有影响)，然后根据衰变规律确定β衰变的次数.针对训练1　(多选)天然放射性元素Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成Pa(铅).下列说法中正确的是(　　)A.衰变的过程共有6次α衰变和4次β衰变B.铅核比钍核少8个质子C.β衰变所放出的电子来自原子核核外轨道D.钍核比铅核多24个中子二、对半衰期的理解及有关计算例2　氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤，它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一.其衰变方程是Rn→Po＋________.已知

8、Rn的半衰期约为3.8天