[目标定位]1.知道原子核的衰变.2.知道两种衰变的规律及实质,并能熟练写出衰变方程.3.理解半衰期的统计意义.一、原子核的衰变1.定义:原子核放出α粒子或β粒子,由于核电荷数变了,它在周期表中的位置就变了,变成另一种原子核,我们把这种变化称为原子核的衰变.原子核衰变时电荷数和质量数都守恒.2.衰变类型(1)α衰变:原子核放出α粒子的衰变,进行α衰变时,质量数减少4,电荷数减少2,23892U的α衰变方程:23892U→23490Th+42He.(2)β衰变:原子核放出β粒子的衰变,进行β衰变时,质量数不变,电荷数增加1,23490Th的β衰变方程:23490Th→23491Pa+0-1e3.衰变规律:电荷数守恒,质量数守恒.【深度思考】原子核是由质子和中子构成的,那么在衰变时,为什么会放出α粒子?β粒子又从何而来?γ射线呢?答案α衰变的实质:在放射性元素的原子核中,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释放出来.β衰变的实质: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,使核电荷数增加1,但β衰变不改变原子核的质量数,其转化方程为:10n―→11H+0-1e.γ射线是在发生α或β衰变过程中伴随产生的,且γ射线是不带电的,因此γ射线并不影响原子核的核电荷数,不会改变元素在周期表中的位置.【例1】(多选)天然放射性元素23290Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后,变成20882Pa(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个中子解析由于β衰变不会引起质量数的减少,故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数为:x=232-2084=6,再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数应满足:2x-y=90-82=8,y=2x-8=4.钍232核中的中子数为232-90=142,铅208核中的中子数为208-82=126,所以钍核比铅核多16个中子,铅核比钍核少8个质子.由于物质的衰变与元素的化学状态无关,所以β衰变所放出的电子来自原子核内,所以选项A、B正确.答案AB【例2】23892U核经一系列的衰变后变为20682Pb核,问:(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变?(2)20682Pb与23892U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.解析(1)设23892U衰变为20682Pb经过x次α衰变和y次β衰变,由质量数守恒和电荷数守恒可得238=206+4x①92=82+2x-y②联立①②解得x=8,y=6.即一共经过8次α衰变和6次β衰变.(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2,每发生一次β衰变中子数少1,而质子数增加1,故20682Pb较23892U质子数少10,中子数少22.(3)衰变方程为23892U→20682Pb+842He+60-1e.答案(1)8次α衰变,6次β衰变(2)10个22个(3)见解析衰变次数的分析计算方法:(1)依据:电荷数和质量数守恒.(2)方法:根据β衰变不改变质量数的特点,可根据反应前、后质量数的变化先确定α衰变的次数,然后计算出电荷数的改变,由其差值可确定β衰变的次数.二、半衰期1.放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间,叫做这种元素的半衰期.2.放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.3.半衰期是一个统计概念,是对大量的原子核衰变规律的总结,对于一个特定的原子核,无法确定其何时发生衰变,但可以确定各个时刻发生衰变的概率,即某时刻衰变的可能性,因此,半衰期只适用于大量的原子核.【例3】(多选)14C发生放射性衰变为14N,半衰期约5700年.已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续减少.现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一.下列说法正确的是()A.该古木的年代距今约5700年B.12C、13C、14C具有相同的中子数C.14C衰变为14N的过程中放出β射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析剩余的碳14占12,表明经过了一个半衰期,A正确;碳14、13、12的质子数相同,质量数不同,中子数不同,B错误;碳14变为氮14,质量数未变,放出的是电子流,即β射线,C正确;半衰期不受外界环境影响,D错误...