3.1 原子核的组成与核力

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教科版3.1 原子核的组成与核力

核子发生核力作用，这种性质称之为核力的饱和性。
三.核反应
1.定义：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程。 2.卢瑟福发现质子的核反应方程。
14 7
N+ He O+ H
4 2 17 8 1 1
根据核反应方程，反应前后有什么规律 3遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒。
查德威克发现中子的核反应
（2）. 核力是短程力。约在10-15m 数量级时起作用，距离大于 0.8×10-15m时为引力, 距离为10×10-15m 时核力几乎消失，距离小于 0.8×10-15m 时为斥力，因此核子不会融合在一起。（3）. 核力与电荷无关。核力与核子电荷无关。
（4）. 核力具有饱和性。每个核子只跟相邻的
4 2
He+ Be C+ n
9 4 12 6 1 0
例1.已知镭的原子序数是88，原
子核质量数是226.试问：
【规范解答】(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
(1)镭核中有几个质子？几个中
子？
A与质子数Z之差，
即N=A-Z=226-88=138.
B.质子 D.电子
课堂练习 1.三个原子核X、Y、Z，X核放出一
个正电子后变为Y核，Y核与质子发
b 设原子核X的符号为 a X ,则 b a b a 1 b 0 X a Y+ 1 1e
生核反应后生成Z核并放出一个氦核
(4 ).则下面说法正确的是(CD ) 2 He
A.X核比Z核多一个质子
威克用同样的方法，从硼、钠、铝的原子核中
1 打出了质子。 1
H ----质子是原子核的组成部分。

教案-选修3-5-3.1原子核的组成与核力核反应

一、原子核的组成质子，中子二、原子核的表示质量数、电荷数三、原子核的结合核力：强大，短程，电荷无关四、原子核的变化核反应：质量数、电荷数守恒授课题目 3.1 原子核的组成与核力核反应第 1 课时授课时间年月日星期教学目标知识与技能1．知道原子核的组成，知道核子和同位素的概念。

2. 能用原子核的表示方法来表示不同的原子核，记住质子和中子的表示方法。

3. 了解核力的概念，知道核力是强相互作用力。

4. 理解核反应中质量数守恒和电荷数守恒，并且能根据这两条守恒律补全核反应方程式。

过程与方法1. 通过探究核力的存在，培养学生的推理能力。

2. 通过了解质子和中子的发现过程，体会探索未知世界的方法。

情感态度与价值观1. 通过了解核力的成因现在还在探索之中，激发学生的探索热情。

2. 通过学习核反应中质量数和电荷数守恒，体会守恒律的普遍性。

教学重点原子核的组成，核反应方程式的书写教学难点探究核力的存在，理解为什么原子核要有中子来维持核的稳定教学方法讲授法，练习法教学手段多媒体教学设备，ppt板书或板图设计3.1原子核的组成与核力核反应“附中教师要做教育家，不要当教书匠。

”——陈元晖教学过程环节检测内容检测结果及补救措施针对教学重难点的当堂检测反馈教学反思“一课一得、逐点反馈、跟踪纠偏、即时跟进”——探索东师附中朝阳学校“优效”教学模式教学过程环节教师活动学生活动1.引入【提问】何谓玻尔的原子模型？玻尔原子模型建立后，科学家开始思考原子核是否能够再分？这节课我们学习原子核由什么组成，这些成分如何结合在一起，以及原子核如何发生变化？2. 原子核的组成1. 质子，中子，核子的概念质子由卢瑟福发现，他用α粒子轰击氮原子核，发现了氢原子核，即质子。

中子由查德威克（卢瑟福的学生）发现，他用α粒子轰击轻金属铍，然后用得到的射线轰击石蜡，打出了质子。

发现这种射线是一种中性粒子流。

质子和中子统称为核子3. 原子核的表示方法1. 原子核的表示主要由三部分组成：化学元素符号，核质量数（即核子数，位于左上角角标），核电荷数（即质子数，位于左下角角标）。

原子核的构成

原子核的构成一、引言原子核是构成物质的基本单位之一，它的结构和性质对于我们理解物质的本质和化学反应的机理有着重要的意义。

本文将介绍原子核的构成，包括核子、核力、核壳层等内容，以及对于原子核研究中所使用的一些实验技术进行简单介绍。

二、核子原子核是由质子和中子组成的，这些粒子被称为核子。

质子带正电荷，中子不带电荷。

在原子核中，质子和中子都被称为核粒子。

三、核力1. 核力概述原子核内部存在着一种特殊的相互作用力，被称为“核力”。

这种力只存在于极短距离内，并且只在原子核内部起作用。

它是保持原子核稳定的关键因素。

2. 核力类型目前已知存在两种类型的核力：强相互作用力和弱相互作用力。

强相互作用力是保持原子核稳定性最重要的因素之一，而弱相互作用力则在放射性衰变等过程中发挥作用。

四、壳层结构1. 壳层结构概述原子核内部的核子并不是随意排列的，它们遵循着一定的规律排列。

这种规律被称为“壳层结构”。

壳层结构类似于电子在原子中的排布。

2. 壳层结构特点原子核中，每个能级最多容纳2n^2个核子，其中n表示能级编号。

这意味着第一能级最多容纳2个核子，第二能级最多容纳8个核子，第三能级最多容纳18个核子，以此类推。

五、实验技术1. 质谱仪质谱仪是一种用于分离和测量原子或分子中各种粒子质量的仪器。

它可以通过对被测样品进行加速和分离来确定样品中各种粒子的质量。

2. 核磁共振核磁共振是一种通过对样品中原子核磁场进行测量来研究原子核性质的技术。

它可以用于确定原子核自旋、电荷分布等参数。

3. 中性粒子探测器中性粒子探测器是一种用于检测和测量中性粒子（如中子）的仪器。

它可以通过测量中性粒子与探测器之间的相互作用来确定中性粒子的能量、轨迹等参数。

六、结论原子核是构成物质的基本单位之一，它由质子和中子组成，并受到核力的作用保持稳定。

原子核内部存在着壳层结构，类似于电子在原子中的排布。

对于原子核研究中所使用的实验技术包括质谱仪、核磁共振和中性粒子探测器等。

原子核的组成与核力课件

试计算核子之间存在万有引力及库仑斥力
质子间的距离r=1××10-19 c 引力常量G=6.7×10-11m3.kg-1.s-2 静电力常量k=9.0×109N.m2.C-2
原子核的组成与核力
14
核子靠什么力结合成原子核？
原子核的半径约为 10-15m , 只相当原子半径的万分之一。在
原子核是否只是由质子组成呢？
？核的质量
质子质量
核的电量质子电量
核的质量质子质量
> 核的电量质子电量
1920年，卢瑟福预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子。
原子核的组成与核力
5
中子的发现
1932年英国物理学家查德威克用 α粒子轰击铍发现了中子 n。
4 2
He
11
二、核反应
核反应：利用天然反射性的高速粒子或人工加速的粒子去轰击原子核,以产生新的原子核的过程。
核反应方程：用原子核符号描述核反应过程的式子。
发现质子核反应 24He17N 4 187 O11H
发现中子核反应 2 4H e4 9Be 16 2C0 1n
温馨提示
遵循：上标质量数原守子核恒的组成下与标核力电荷数守恒
这么小的空间里带正电的质子与
质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，只有库仑力的10-36。而通常原子核是稳定的,于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起, 此力称为核力。
库仑力
万有
mp
引力
核力
万有引力
核力 mp
库仑力
原子核的组成与核力
15
使核子结合在一起的强相互作用（引力）
质子
中子原子核示意图

原子核的组成和核力

1930年，德国科学家玻特和贝克用α粒子轰击轻元素铍核，发觉并未发射出质子，而放出了一种新旳射线．这种射线几乎不能使气体电离，在电场和磁场中也不发生偏转，是不带电旳，射线旳贯穿能力强，他们以为这是γ射线．经检测，射线旳能量在10ＭeV左右，远不小于天然放射物质衰变时发出旳γ射线旳能量．
1931年，约里奥夫妇反复了玻特和贝克旳试验，并用这种未知射线去轰击石蜡。成果竟从中打出能量约5.7 MeV旳质子．这是异常惊人旳新发觉，因为其行为完全不同于γ射线，γ射线只能打出电子而打不出质子，γ光子旳质量近乎０，电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理旳，但质子质量是电子旳1800倍，一颗子弹怎么能撞动一辆汽车呢？假如以为轰击石蜡旳射线是γ射线，那么光子旳能量应达55 MeV，这与实际测得旳射线能量10 MeV相去甚远．这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是γ射线……！可惜旳是，他们擦肩而过，无缘相识。面对55eV与10eV旳矛盾，他们还是十分牵强地解释为其他旳原因，并于1932年１月11日向巴黎科学院提交了试验情况和对未知射线鉴定为γ射线旳结论。
1932年１月底，查得威克得到这一论文，约里奥夫妇旳试验使他心跳，他以为约里奥夫妇旳结论肯定有误，违反能量守恒啊！他敏感到这很可能是导师卢瑟福预言、自己苦苦寻找了23年旳中子。他决定用云室旳措施探测射线旳速度和质量。
他先测出射线旳速度不到光速旳十分之一，排除了是γ射线旳可能，又用弹性碰撞动量守恒旳措施测出不带电粒子旳质量与质子质量差不多。他还根据自旋拟定不带电旳粒子不可能是由质子和电子组合而成，只能是另一种新旳独立粒子，他称之为中子。就这么，仅用了十天时间，成功地证明了这种中性射线就是中子流。他当之无愧地成为“中子之父”，并所以获1935年诺贝尔物理奖。
原子核旳表达:

原子核的组成与核力教案

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。

原子核的组成与核力

• 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？
•想一想
• 由于原子核的质量大体上是质子质量的整数倍，如果原子核只由质子组成，则原子核的质量数应该与质子数相等，因而也与原子核的核电荷数相等。但任意考察两种元素，就知它们的核质量数与核电荷数不等。
• 核力存在于质子之间、中子之间及中子与质子之间，即核子之间。
• 核力是只在2.0×10－15米距离内起作用的短程强相互作用力。由于核子的大小约为0.8×10－15米，故只有相邻的核子之间才有核力作用。
• 核力的本质仍在研究中。
核反应
核反应（nuclear reaction）：是指原子核与原子核，或者原子核与各种粒子（如质子，中子，光子或高能电子）之间的相互作用引起的各种变化。
书写核反应方程应注意: 1、必须遵守质量数、电荷数守恒； 2、核反应方程中的箭头表示核反应进行的方向，不能把箭头写成等号； 3、写核反应方程必须要有实验依据，绝不能毫无根据的编造； 4、书写核反应方程式，应先由已知原子核和已知粒子的质量数和电荷数确定出未知粒子（或者未知核）的质量数和电荷数，然后确定未知粒子（或者未知核）是哪种粒子（或哪种元素）。
1 0
n
表示中子。
α射线粒子轰击铍的核反应方程是：
9 4
Be

4 2
He
01
n
162
C
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
具从有放射相性同元的素质的子原数子和核不中同释的放中出子来数的的原α射子线互就称是两个质子和两个中子结合在一起放出的.

高中物理 3.1原子核的组成与核力课件教科版选修3-5

H
1 1
p
1 0
n
-
0 1e
4 2
H
e
1 1
H
2 1
H
3 1
H
三：核子与核力 1、质子、中子统称为核子。
2、将核子结合在一起的力叫核力。
3、核力特点：近程、强大、与电荷无关
四、核反应核反应：原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程。规律：质量数守恒；电荷数守恒
例如：用a粒子轰击氮核：
17 4N+2 4He 18 7O1 1H
例如：用a粒子轰击铍核
9 4Be+2 4He 16 2C0 1n
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第三章
原子核
第一节：原子核的组成和核力
回顾：电子的发现证明原子是可分的 α粒子散射实验证明了原子具有核式结构为了解释氢原子光谱玻尔提出了玻尔理论
这章开始我们探究原子核的微观结构以及核反应的规律
学习目标
• 1、知道原子核的组成 • 2、知道核符号概念，记住常见核符号 • 3、知道核子概念，核力概念，核力特点 • 4、知道核反应概念及存在的规律
4 2
H
e
一：原子核的组成组 1、卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子 2、查德威克用α粒子轰击铍原子核发现了中子
原子核是由种子和中子组成的
二：核符号
X A核质量数；Z核电荷数，质子数； A
X化学元素符号用N表示中子数： A= Z+ N
Z
例:质子;中子;电子;正电子;α粒子;氕; 氘; 氚
1 1

核物理学解析原子核的结构和性质

核物理学解析原子核的结构和性质核物理学是研究原子核结构和性质的学科，它探索了原子核内部的微观世界，为我们理解宇宙的奥秘提供了重要线索。

从早期的实验到现代的理论模型，核物理学家们通过不断深入研究，揭示了原子核的组成、形成和相互作用规律。

一、原子核的组成原子核是原子的中心部分，由质子和中子组成。

质子带有正电荷，中子则不带电荷。

质子和中子统称为核子，而核子的数量就决定了原子核的质量和概貌。

原子核的质量可通过质子和中子的质量之和来计算。

例如，氢原子核只有一个质子，而氘原子核则有一个质子和一个中子。

二、核力的作用原子核内部的核子相互作用由核力调控。

核力是一种非常强大而短程的作用力，它能够克服带电粒子之间的相互排斥力，使得质子和中子能够紧密结合成稳定的原子核。

核力也是一种有吸引性质的相互作用力，使得核子之间能够通过交换介子而发生吸引，从而保持原子核的稳定性。

三、原子核的能级结构原子核中核子的分布可以通过能级结构来描述。

原子的能级结构是由电子组成的，而原子核的能级结构则由核子的运动状态来决定。

核子具有自旋和能量等特性，它们在原子核内以固定的能级分布，类似于电子在原子轨道上分布的方式。

这种能级结构对于理解原子核的结构和性质至关重要。

四、核衰变和核反应核物理学不仅研究原子核的组成和结构，还探索了核衰变和核反应等核变化过程。

核衰变是指原子核自发地放射出射线和粒子，以改变其结构和性质的过程。

核反应则是指两个核子发生碰撞，从而引起核子之间的相互转化。

核衰变和核反应的研究为我们了解放射性物质、核能的利用和宇宙的演化提供了重要的依据。

五、现代核理论模型在核物理学的发展过程中，科学家们提出了多种核理论模型来解释和计算原子核的结构和性质。

其中最著名的是液滴模型和壳模型。

液滴模型将原子核比作一个液滴，通过表面张力和静电排斥力来解释原子核的结合能和形状。

壳模型则类似于电子壳层结构，它将核子视为填充在核壳层中的组织，通过核子的能级分布来描述原子核的结构。

高中物理第三章原子核第1节原子核的组成与核力课件教科版选修3-5.ppt

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

选修3-5-3.1原子核的组成与核力核反应

核反应
阅？恒电荷数守 2. 核反应前后有哪些守恒量？
恒质量不守恒！质能转换！规律
想一想
古时，“炼金术”在世界各地都很流行，其目标之一是将贱金属转化为贵金属。例如，有人想把铅变成黄金，但终究没有实现。（1）用学过的知识解释，为什么他们的想法不能实现？（2）今天能否实现？（3）你认为这种“炼金”方法能盈利吗？
小结
组成表示
原子核
质子、中子质量数、电荷数同位素短程
结合
变化
核力
核反应
强大
电荷无关
质量数、电荷数守恒质能转换
选修3-5 第三章原子核
第1节原子核的组成与核力
原子核的组成
质子
由卢瑟福发现
带正电，电量为一个元电荷
统称为核子
中子
由查德威克发现
不带电，质量与质子非常接近
原子核的表示方法
同位素
质子数相同中子数不同
例：
核力
问题：质子，库伦斥力，为何不散开？特点
阅读教材第37~38 页，回答下列问题：仅在原子核大小范围内存在
核子距离大于0.8*10 m时，表现为引力短程 1. 分组计算两个质子间的万有引力和库伦力大小。
-15
强大
（参数见课本37页）电荷无关
核子距离小于0.8*10-15m时，表现为斥力
2. 桌子与椅子、中子与中子、中子与质子、质子与质子，哪些之间有核力？为什么？ 3. 为什么质子越多的原子往往有更多的中子？

原子核物理

原子核物理简介原子核物理是研究原子核的性质、结构和相互作用的科学领域。

原子核是构成原子的中心部分，由质子和中子组成。

在一颗原子核中，质子和中子通过强相互作用相互吸引，形成核力使得核稳定。

原子核物理涉及核衰变、核反应、核聚变、核裂变等现象的研究。

本文将介绍原子核的基本结构、核力的作用机制、核反应的分类以及相关实验研究成果。

原子核结构原子核由质子和中子组成，质子带正电荷，中子不带电荷。

质子数量决定了元素的化学性质，中子数量影响原子核的稳定性。

原子核的大小通常在微米或亚微米级别，密度极高。

原子核的尺寸与质子和中子的结合能有关，经过研究发现原子核的密度不均匀，存在着核壳结构。

核力的作用核力是一种很强的作用力，使得质子和中子在原子核内形成稳定的结构。

核力是一种短程的强相互作用力，作用范围在核内非常短，只有几个费米米。

核力分为强核力和弱核力，强核力主要维持核的结构，弱核力主要参与核衰变等过程。

核力的作用机制一直是原子核物理研究的重要课题之一。

核反应核反应是指原子核发生变化的过程，包括核衰变、核聚变和核裂变等现象。

核反应通常伴随着能量释放或吸收，是核能产生及利用的基础。

核反应可以分为放射性衰变、中子俘获、核裂变和核聚变等不同类型。

核反应的研究对于了解核能的产生、核武器的制造以及医学上的放射性治疗都具有重要意义。

实验研究原子核物理的研究需要借助各种实验手段。

核子加速器是探测原子核结构和性质的重要工具，粒子探测器可以用来探测核反应中产生的粒子。

X射线衍射、中微子探测等技术也被广泛应用于原子核物理研究中。

实验研究成果不仅可以验证理论模型，还能够发现新的物理现象和规律。

结论原子核物理作为研究原子核结构和相互作用的领域，对于核能产生、核武器制造、医学应用等领域都具有重要意义。

通过对核反应、核力的研究，人们能够更深入地了解原子核的奥秘，为人类社会的发展做出贡献。

随着科学技术的不断发展，原子核物理领域的研究将会有更多新的突破和发展。

第三章第1节原子核的组成与核力

1．某种元素的原子核用AZX 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 C．原子核的质子数为 A，中子数为 Z D．原子核的质子数为 A－Z，中子数为 Z
解析：AZX 中，A 为质量数，Z 为质子数；中子数应为 A－Z。答案： B
第1节
原子核的组成与核力
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)核反应只改变核外电子数，不会改变原子核的结构。
()ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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)。
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 mn＝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。

物理选修3-5 第3章 1 原子核的组成与核力

1．原子核的组成与核力[先填空]1．质子的发现(如图3-1-1所示)图3-1-12．中子的发现(如图3-1-2所示)图3-1-23．原子核的组成由质子和中子组成，它们统称为核子．4．原子核的符号5．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，它们互称同位素．例如，氢有三种同位素，11H、21H、31H.[再判断]1．原子核的核子数等于质子数．(×)2．质量数就是原子核的质量．(×)3．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．(√) [后思考]同一种元素的几种同位素，它们的化学性质相同吗？为什么？【提示】相同．因为同位素具有相同的质子数，所以具有相同的核外电子数，元素的化学性质取决于核外电子，所以同位素的化学性质相同．1．原子核的组成原子核是由质子、中子构成的，质子带正电，中子不带电．不同的原子核内质子和中子的个数并不相同．2．原子核的符号和数量关系(1)符号：A Z X.(2)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．3．同位素原子核内的质子数决定了核外电子的数目，进而也决定了元素的化学性质，同种元素的质子数相同，核外电子数也相同，所以有相同的化学性质，但它们的中子数可以不同，所以它们的物理性质不同．把具有相同质子数、不同中子数的原子核互称为同位素．1．α粒子可以表示为42He，42He中的4为__________，2为________．【解析】根据42He所表示的物理意义，原子核的质子数决定核外电子数，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．原子核的质量数就是核内质子数和中子数之和，即为核内的核子数.42He符号的左下角表示的是质子数或核外电子数，即为2，42He符号左上角表示的是核子数，即为4.【答案】质子数与中子数之和(或质量数)质子数2．下列说法正确的是()【导学号：11010033】A.n m X与n m-1Y互为同位素B.n m X与n-1m Y互为同位素C.n m X与n-2m-2Y中子数相同D.23592U核内有92个质子，235个中子E.23592U核内有92个质子，143个中子【解析】A选项中，X核与Y核的质子数不同，不能互为同位素；B选项中n m X核与n-1m Y核质子数都为m，而质量数不同，则中子数不同，所以互为同位素；C选项中n m X核内中子数为n－m，n-2m-2Y核内中子数为(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中子数相同；23592U核内有143个中子，而不是235个中子．【答案】BCE3．已知镭的原子序数是88，原子核的质量数是226.试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带电荷量是多少？(3)若镭原子呈电中性，它核外有几个电子？(4)22888Ra是镭的一种同位素，让22688Ra和22888Ra以相同速度垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中，它们运动的轨迹半径之比是多少？【解析】因为原子序数与核内质子数、核电荷数、中性原子的核外电子数都是相等的，原子核的质量数等于核内质子数与中子数之和．由此可得：(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)镭核所带电荷量Q＝Ze＝88×1.6×10－19 C≈1.41×10－17 C.(3)镭原子呈电中性，则核外电子数等于质子数，故核外电子数为88.(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Bq v ＝m v 2r ，r ＝m v qB .两种同位素具有相同的核电荷数，但质量数不同，故r 226r 228＝226228＝113114. 【答案】 (1)88 138 (2)1.41×10－17 C (3)88 (4)113∶114原子核的“数”与“量”辨析1．核电荷数与原子核的电荷量是不同的，组成原子核的质子的电荷量都是相同的，所以原子核的电荷量一定是质子电荷量的整数倍，我们把核内的质子数叫核电荷数，而这些质子所带电荷量的总和才是原子核的电荷量．2．原子核的质量数与质量是不同的，也与元素的原子量不同．原子核内质子和中子的总数叫作核的质量数，原子核的质量等于质子和中子的质量的总和．[先填空]1．核力原子核内核子之间的相互作用力．2．核力的特征(1)核力是强力，在原子核内，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．3．原子核的稳定性质子数越多的原子核，就需要有更多的中子来维持核的稳定，在大而稳定的原子核中，中子的数量多于质子．[再判断]1．原子核内的质子间均存在核力和库仑力．(×)2．稳定原子核的质子数总是与中子数相等．(×)3．对质子数较多的原子核，其中的中子数起到增加核力、维系原子核稳定的作用．(√)[后思考]原子核是由中子和质子组成的，在原子核狭小的空间里，带正电的质子为什么能挤在一起而不飞散？【提示】组成原子核的相邻的核子间存在核力．1．原子核中核子比例关系：自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等；对于较重的原子核，中子数大于质子数．越重的原子核，两者相差越多．2．形成原因及原子核的稳定性(1)原子核大到一定程度时，相距较远的质子间的核力非常小，较多的质子聚集在一起的核力不足以平衡它们之间的库仑力，原子核就不稳定了．这时，不再成对地增加质子和中子，而只增加中子，中子与其他核子间没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，有助于维系原子核的稳定性．(2)核力的饱和性：稳定的重原子核里，中子数要比质子数多．由于核力的作用范围是有限的，核力具有饱和性，如果我们继续增大原子核，一些核子间的距离会大到其间根本没有核力的作用，这时即使再增加中子，形成的核也一定是不稳定的．所以，原子核的大小也受到限制．4．关于核力，下列说法中正确的是()【导学号：11010034】A．原子核内每个核子只跟与它们相邻的核子间才有核力作用B．核力既可能是引力，又可能是斥力C．核力对核子做正功，原子核要释放核能D．原子核内的某一核子与其他核子间都有核力作用E．原子核内相距较远的两个核子间没有核力作用，不一定有库仑力作用【解析】核力有时表现为引力，有时表现为斥力，但不是说核力既可能是引力，又可能是斥力，故B错误；核力是短程力，只有在2.0×10－15m左右的范围内起作用，故A正确，D错误；核子结合成原子核时，核力对核子做正功，原子核释放一定的能量，故C正确；原子核内两核子相距较远时没有核力作用，核内质子与中子间不会有库仑力作用，E正确．【答案】ACE5．核子结合成原子核的下列说法中，正确的是()A．原子核内的核子间均存在核力B．原子核内的质子间均存在核力和库仑力C．当n个核子靠近到核力作用的范围而结合为原子核时，其间势能一定减小D．质子数较多的原子核，其中的中子起到增加核力、维系原子核稳定的作用E．原子核内的相邻核子间的核力与核子是否带电无关【解析】由于核力为短程力，只会发生在相邻核子之间，与核子是否带电无关，由此知A、B错误，E正确；当n个核子靠近到核力作用范围内，而距离大于0.8×10－15 m时，核力表现为引力，在此过程中核力必做正功，其间势能必定减小，形成原子核后距离一般不小于0.8×10－15 m，故C正确；质子数较多的原子核由于只有相邻的核子间才有核力，但各个质子间均有很强的库仑斥力，随着质子数的增加，其库仑力增加，对于稳定的原子核，必须存在较多的中子才能维系二者的平衡，故D正确．【答案】CDE(1)核力是强力，只存在于相邻核子之间.(2)核力的存在与核子是否带电及电性无关.(3)原子核的稳定性与核力和库仑力的大小关系有关.[先填空]1．核反应原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．2．核反应方程用原子核符号描述核反应过程的式子．3．核反应规律在核反应中，质量数和电荷数守恒．[再判断]1．卢瑟福发现质子的过程就是原子核的人工转变过程．(√)2．核反应方程只要满足质量数、电荷数守恒可以随便写．(×)[后思考]书写核反应方程时为什么不能用等号连接？【提示】核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单箭头表示反应方向．1．核反应的条件用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变．2．核反应的实质用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变．3．原子核人工转变的三大发现(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应：14N＋42He→178O＋11H7(2)1932年查德威克发现中子的核反应：9Be＋42He→126C＋10n4(3)1934年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应：2713Al＋42 He→3015P＋10n；3015P→3014Si＋01e.4．人工转变核反应与衰变的比较(1)不同点：原子核的人工转变是一种核反应，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理和化学条件的影响．(2)相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒．6．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y y＋147N→x＋178O y＋94Be→z＋126Cx、y和z是3种不同的粒子，下列说法正确的是()A．x为α粒子B．x为质子C．y为α粒子D．y为电子E．z为中子【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可以确定x为质子11H，y为42He即α粒子，z为中子10n.【答案】BCE7．完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的．(1)105B＋42He→137N＋()(2)94Be＋()→126C＋10n(3)2713Al＋()→2712Mg＋11H(4)147N＋42He→178O＋()(5)2311Na＋()→2411Na＋11H(6)2713Al＋42He→10n＋()；3015P→3014Si＋()【解析】(1)105B＋42He→137N＋10n(2)94Be＋42He→126C＋10n由此核反应使查德威克首次发现了中子．(3)2713Al＋10n→2712Mg＋11H(4)147N＋42He→178O＋11H此核反应使卢瑟福首次发现了质子．(5)2311Na＋21H→2411Na＋11H(6)2713Al＋42He→10n＋3015P；30P→3014Si＋0＋1e(正电子)15此核反应使约里奥—居里夫妇首次发现了正电子．【答案】见解析书写核反应方程的四条重要原则(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间用箭头，不能写成等号；(3)能量守恒(中学阶段不作要求)；(4)核反应必须是实验中能够发生的．。

2018-2019学年高中物理第三章原子核 3.1 原子核的组成与核力优质课件教科版选修3-5

【思路点拨】解答本题应把握以下两点: (1)轻核中质子数与中子数大致相等,重核中中子数大于质子数。 (2)由于核力是短程力,原子核的大小有一定的限制。质子越多的原子核,需要更多的中子来维持核的稳定。
【正确解答】选D。核力是短程力,只会发生在相邻核子之间,由此知A、B错误;核力只作用于相邻的核子,随着质子数增加,为使原子核保持稳定,必须靠中子数的增多来抵消库仑力的作用,故C错误,D正确。
【解析】同位素的质子数相同,中子数不同.核外电
子数与质子数相同,故不相同的是中子。 186O、 187O、 188O
的质量数分别是16、17、18,故1 8
8
O
的质量最大。
三种同位素的质子数相同,故化学性质相同。
答案:(1)B
(2)
1 8
8
O
(3)相同
知识点二、核力思考探究: 原子核的半径大约为10-15m～10-14m,是原子半径的10-5 ～10-4倍,如果假设原子是一座庞大的体育场,而原子核只相当于体育场中央的一只蚂蚁,请思考以下问题: (1)原子核的大小为什么有一定的限制? (2)原子核中的质子数和中子数的多少有什么规律吗?
(2)核力的_力__程__短__,作用范围在2×10-15m左右。 (3)核力的饱和性:每个核子只跟_相__邻__的核子发生核力作用。 (4)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__。
三、核反应与核反应方程 1.核反应:原子核在其他粒子的轰击下产生_新__原__子__核__ 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。例如 4 2H e 1 7 4N 1 7 8 O 1 1 H 。
D.它们的中子数相等