第1节 原子核的组成与核力

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。()

(3)只要符合质量数守恒，电荷数守恒能写出的核反应方程，都是实际存在的。()

答案(1)√(2)√(3)×

原子核的组成

[要点归纳] 1.原子核(符号A Z X)

原子核⎩⎪⎨⎪⎧大小：很小，半径为10－15～10－14 m

组成⎩⎨⎧质子：电荷量e ＝＋1.6×10－19

C

质量m p

＝1.672 623 1×10－27

kg 中子：电荷量e ＝0

质量m n

＝1.674 928 6×10－27

kg

同位素：质子数相同、中子数不同的原子核

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.对核子数、电荷数、质量数的理解

(1)核子数：质子和中子质量差别非常微小，二者统称为核子，质子数和中子数之和叫核子数。

(2)电荷数(Z )：原子核所带的电荷总是质子电荷的整数倍，通常用这个整数表示原子核的电荷量，叫作原子核的电荷数。

(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，这个整数叫作原子核的质量数。

特别提醒 原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个倍数称为原子核的质量数。因此，质量数就是核子的个数，是一个纯数字，它与质量是不同的。如质子和中子的质量数相同均为1，但它们的质量不同，中子的质量比质子的质量约大一千八百分之一。 [精典示例]

[例1] 据报道，俄科学家成功合成了具有极强放射性的117号新元素，该元素目前尚未被命名，是在实验室人工创造的最新的超重元素。新元素有两种同位素，

其中一种有176个中子，而另一种有177个中子，则：

(1)该元素两种同位素的原子核的核电荷数各为多少？原子的核外电子数各为多少？

(2)该元素两种同位素的原子核的质量数各为多少？

(3)若用X表示117号元素的元素符号，该元素的两种同位素用原子核符号如何表示？

审题指导解答本题应注意以下三点：

(1)原子核的质子数与原子序数相等。

(2)原子呈中性，核外电子数等于核内质子数。

(3)原子核的质量数等于质子数与中子数之和。

解析(1)元素的原子序数等于该元素原子核的核电荷数，等于核内质子数。故117号元素的核电荷数和核内质子数均为117，原子呈中性，故核外电子数等于核内质子数，也为117。

(2)原子核的质量数等于质子数与中子数之和，故该元素中子数为176的原子核的质量数为117＋176＝293，中子数为177的原子核的质量数为117＋177＝294。

(3)元素符号一般用A Z X表示，其中A表示质量数，Z表示核电荷数，由前两问可得该元素的两种同位素的原子核符号，中子数为176的原子核的符号为293117X，中子数为177的原子核的符号为294117X。

X294117X

答案(1)均为117均为117(2)293294(3)293

117

[针对训练1] 在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为42He，42He中的4和2分别表示()

A.4为核子数，2为中子数

B.4为质子数和中子数之和，2为质子数

C.4为核外电子数，2为中子数

D.4为中子数，2为质子数

解析根据A Z X所表示的物理意义，原子核的质子数决定核外电子数，原子核的核