物理選修3-5教科版全套講義第三章原子核3-2

2放射性衰變[目標(biāo)定位]1.了解放射性的發(fā)現(xiàn)，知道什么是放射性和天然放射性.2.知道三種射線的種類性質(zhì).3.知道衰變及兩種衰變的規(guī)律，能熟練寫出衰變方程.4.了解半衰期的概念及有關(guān)計(jì)算.一、天然放射現(xiàn)象1．1896年，法國物理學(xué)家享利·貝克勒爾發(fā)現(xiàn)鈾化合物能放出某種射線使密封完好的照相底片感光．后來，物理學(xué)家居里夫婦又相繼發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙和鐳．2．放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象，叫天然放射現(xiàn)象．天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)．3．自然界中多種元素都能自發(fā)地放出射線，原子序數(shù)大于或等于83的元素都具有放射性，較輕的元素有些也具有放射性．二、衰變1．放射性衰變：放射性元素是不穩(wěn)定的，它們會(huì)自發(fā)地蛻變?yōu)榱硪环N元素，同時(shí)放出射線，這種現(xiàn)象為放射性衰變．2．衰變形式：常見的衰變有兩種，放出α粒子的衰變?yōu)棣了プ儯懦靓铝Ｗ拥乃プ優(yōu)棣滤プ?，而γ射線是伴隨α射線或β射線產(chǎn)生的．3．衰變方程舉例：(1)α衰變：eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He，(2)β衰變：eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e.4．原子核衰變前、后電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)均守恒．三、三種射線的性質(zhì)1．α射線是帶正電的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度只有光速的10%，穿透能力弱，一張薄薄的鋁箔或一張紙，都能把它擋?。?．β射線是帶負(fù)電的電子流，它的速度很快，穿透力強(qiáng)，在空氣中可以走幾十米遠(yuǎn)，而碰到幾毫米厚的鋁片就不能穿過了．3．γ射線本質(zhì)上是一種波長極短的電磁波，穿透力極強(qiáng)，能穿過厚的混凝土和鉛板．四、半衰期1．放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，叫做這種元素的半衰期．2．放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自身的因素決定的，跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件沒有關(guān)系．3．半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律．4．衰變定律：N＝N0e－λt，λ稱為衰變常數(shù)，反映放射性元素衰變的快慢．預(yù)習(xí)完成后，請(qǐng)把你疑惑的問題記錄在下面的表格中問題1問題2問題3一、三種射線的本質(zhì)及特點(diǎn)1．α、β、γ三種射線的性質(zhì)、特征比較種類α射線β射線γ射線組成高速氦核流高速電子流光子流(高頻電磁波)帶電荷量2e－e0質(zhì)量4mp(mp＝1.67×10－27kgeq\f(mp,1836)靜止質(zhì)量為零速率0.10.99c貫穿本領(lǐng)最弱用一張紙就能擋住較強(qiáng)能穿透幾毫米的鋁板最強(qiáng)能穿透幾厘米的鉛板電離作用很強(qiáng)較弱很弱2.在電場(chǎng)、磁場(chǎng)中偏轉(zhuǎn)情況的比較(1)在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，α射線偏轉(zhuǎn)較小，β射線偏轉(zhuǎn)較大，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖1甲所示．圖1(2)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，α射線偏轉(zhuǎn)半徑較大，β射線偏轉(zhuǎn)半徑較小，γ射線不偏轉(zhuǎn)，如圖乙所示．【例1】一置于鉛盒中的放射源發(fā)射出的α、β和γ射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)．進(jìn)入電場(chǎng)后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖2所示，則圖中的射線a為________射線，射線b為________射線．圖2答案γβ解析在三種射線中，α射線帶正電，穿透能力最弱，γ射線不帶電，穿透能力最強(qiáng)；β射線帶負(fù)電，穿透能力一般，綜上所述，結(jié)合題意可知，a射線應(yīng)為γ射線，b射線應(yīng)為β射線．借題發(fā)揮三種射線的比較方法：(1)α射線是α、β、γ三種射線中貫穿本領(lǐng)最弱的一種，它穿不過白紙．(2)要知道三種射線的成分，貫穿本領(lǐng)和電離本領(lǐng)．(3)要知道α、β、γ三種射線的本質(zhì)，α、β是實(shí)物粒子，γ射線是電磁波譜中的一員．針對(duì)訓(xùn)練1(多選)天然放射性物質(zhì)的放射線包括三種成分，下列說法正確的是()A．一張厚的黑紙能擋住α射線，但不能擋住β射線和γ射線B．某原子核在放出γ射線后會(huì)變成另一種元素的原子核C．三種射線中對(duì)氣體電離作用最強(qiáng)的是α射線D．β粒子是電子，但不是原來繞核旋轉(zhuǎn)的核外電子答案ACD解析由三種射線的本質(zhì)和特點(diǎn)可知，α射線貫穿本領(lǐng)最弱，一張黑紙都能擋住，而擋不住β射線和γ射線，故A正確；γ射線是伴隨α、β衰變而產(chǎn)生的一種電磁波，不會(huì)使原核變成新核．三種射線中α射線電離作用最強(qiáng)，故C正確；β粒子是電子，來源于原子核，故D正確．二、原子核的衰變1．原子核放出α粒子或β粒子后，變成另一種原子核，這種現(xiàn)象稱為原子核的衰變．2．α衰變：eq\o\al(A,Z)X→A－4Z－2Y＋eq\o\al(4,2)He原子核進(jìn)行α衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2.α衰變的實(shí)質(zhì)：在放射性元素的原子核中，2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子結(jié)合得比較牢固，有時(shí)會(huì)作為一個(gè)整體從較大的原子核中釋放出來，這就是放射性元素發(fā)生的α衰變現(xiàn)象．3．β衰變：eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A,Z＋1)Y＋eq\o\al(0,－1)e原子核進(jìn)行β衰變時(shí)，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1.β衰變的實(shí)質(zhì)：原子核中的中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子且放出一個(gè)電子即β粒子，使核電荷數(shù)增加1，但β衰變不改變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)，其轉(zhuǎn)化方程為：eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e.4．衰變規(guī)律：衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．5．γ射線是在發(fā)生α或β衰變過程中伴隨而生，且γ粒子是不帶電的粒子，因此γ射線并不影響原子核的核電荷數(shù)，故γ射線不會(huì)改變?cè)卦谥芷诒碇械奈恢茫?．確定衰變次數(shù)的方法設(shè)放射性元素eq\o\al(A,Z)X經(jīng)過n次α衰變和m次β衰變后，變成穩(wěn)定的新元素eq\o\al(A′,Z′)Y，則衰變方程為eq\o\al(A,Z)X→eq\o\al(A′,Z′)Y＋neq\o\al(4,2)He＋meq\o\al(0,－1)e.根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可列方程A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m.【例2】原子核eq\o\al(238,92)U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,90)Th，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,91)Pa，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,92)U.放射性衰變①、②和③依次為()A．α衰變、β衰變和β衰變 B．β衰變、α衰變和β衰變C．β衰變、β衰變和α衰變 D．α衰變、β衰變和α衰變答案A解析根據(jù)衰變反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒特點(diǎn)，eq\o\al(238,92)U核與eq\o\al(234,90)Th核比較可知，衰變①的另一產(chǎn)物為eq\o\al(4,2)He，所以衰變①為α衰變，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；eq\o\al(234,91)Pa核與eq\o\al(234,92)U核比較可知，衰變③的另一產(chǎn)物為eq\o\al(0,－1)e，所以衰變③為β衰變，選項(xiàng)A正確、D錯(cuò)誤．【例3】eq\o\al(238,92)U核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)閑q\o\al(206,82)Pb核，問：(1)一共經(jīng)過幾次α衰變和幾次β衰變？(2)eq\o\al(206,82)Pb與eq\o\al(238,92)U相比，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少？(3)綜合寫出這一衰變過程的方程．答案(1)8次α衰變，6次β衰變(2)10個(gè)；22個(gè)(3)見解析解析(1)設(shè)eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)閑q\o\al(206,82)Pb經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②聯(lián)立①②解得x＝8，y＝6.即一共經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變．(2)由于每發(fā)生一次α衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少2，每發(fā)生一次β衰變中子數(shù)少1，而質(zhì)子數(shù)增加1，故eq\o\al(206,82)Pb較eq\o\al(238,92)U質(zhì)子數(shù)少10，中子數(shù)少22.(3)核反應(yīng)方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(206,82)Pb＋8eq\o\al(4,2)He＋6eq\o\al(0,－1)e.借題發(fā)揮衰變次數(shù)的判斷方法(1)衰變過程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．(2)每發(fā)生一次α衰變質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)均減少2.(3)每發(fā)生一次β衰變中子數(shù)減少1，質(zhì)子數(shù)增加1.針對(duì)訓(xùn)練2eq\o\al(235,92)U經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變，變成eq\o\al(207,82)Pb，則()A．m＝7，n＝3B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9D．m＝14，n＝18答案B解析根據(jù)題意有：235－4m＝207,92－2m＋n＝82，解兩式得m＝7，三、對(duì)半衰期的理解1．對(duì)半衰期的理解：半衰期是表示放射性元素衰變快慢的物理量，同一放射性元素具有的衰變速率一定，不同元素的半衰期不同，有的差別很大．2．半衰期公式N余＝N原e－λt或N余＝N原·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))或m余＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))式中N原、m0表示衰變前的原子數(shù)和質(zhì)量，N余、m余表示衰變后的尚未發(fā)生衰變的原子數(shù)和質(zhì)量，t表示衰變時(shí)間，T表示半衰期．3．適用條件：半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，是對(duì)大量的原子核衰變規(guī)律的總結(jié)，對(duì)于一個(gè)特定的原子核，無法確定其何時(shí)發(fā)生衰變，但可以確定各個(gè)時(shí)刻發(fā)生衰變的概率，即某時(shí)衰變的可能性，因此，半衰期只適用于大量的原子核．【例4】碘131核不穩(wěn)定，會(huì)發(fā)生β衰變，其半衰期為8天．(1)碘131核的衰變方程：eq\o\al(131,53)I→________(衰變后的元素用X表示)．(2)經(jīng)過________天75%的碘131核發(fā)生了衰變．答案(1)eq\o\al(131,54)X＋eq\o\al(0,－1)e(2)16解析(1)根據(jù)衰變過程電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可得衰變方程：eq\o\al(131,53)I→eq\o\al(131,54)X＋eq\o\al(0,－1)e.(2)每經(jīng)1個(gè)半衰期，有半數(shù)原子核發(fā)生衰變，經(jīng)2個(gè)半衰期將剩余eq\f(1,4)，即有75%發(fā)生衰變，即經(jīng)過的時(shí)間為16天．針對(duì)訓(xùn)練3碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有()A.eq\f(m,4)B.eq\f(m,8)C.eq\f(m,16)D.eq\f(m,32)答案C解析由半衰期公式m′＝m(eq\f(1,2))可知，m′＝m(eq\f(1,2))＝eq\f(1,16)m，故選項(xiàng)C正確.三種射線的特性1．(多選)天然放射性元素放出的三種射線的穿透能力實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖3所示，由此可推知()圖3A．②來自于原子核外的電子B．①的電離作用最強(qiáng)，穿透能力最弱C．②的電離作用較強(qiáng)，穿透能力較弱D．③的電離作用最弱，屬于原子核內(nèi)釋放的光子答案BCD解析三種射線的特點(diǎn)：α射線是eq\o\al(4,2)He原子核，電離作用最強(qiáng)，穿透能力最弱；β射線是eq\o\al(0,－1)e，電離作用較強(qiáng)，穿透能力較強(qiáng)；γ射線是光子，不帶電，電離作用最弱，穿透能力最強(qiáng)．三種射線都來自于原子核．故B、C、D正確．2．(多選)圖4中P為放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中的天然放射源，其放出的射線在電場(chǎng)的作用下分成a、b、c三束，以下判斷正確的是()圖4A．a(chǎn)為α射線、b為β射線B．a(chǎn)為β射線、b為γ射線C．b為γ射線、c為α射線D．b為α射線、c為γ射線答案BC解析由題圖可知電場(chǎng)線方向向右，α射線帶正電所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向一致，故α射線向右偏轉(zhuǎn)，即c為α射線；β射線帶負(fù)電所受電場(chǎng)力方向與電場(chǎng)線方向相反，故β射線向左偏轉(zhuǎn)，即a為β射線；γ射線不帶電不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，即b為γ射線．故選項(xiàng)B、C正確．原子核的衰變3．原子核發(fā)生β衰變時(shí)，此β粒子是()A．原子核外的最外層電子B．原子核外的電子躍遷時(shí)放出的光子C．原子核內(nèi)存在著電子D．原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子時(shí)，放射出一個(gè)電子答案D解析因原子核是由帶正電荷的質(zhì)子和不帶電的中子組成的，原子核內(nèi)并不含電子，但在一定條件下，一個(gè)中子可以轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)負(fù)電子，一個(gè)質(zhì)子可以轉(zhuǎn)化成一個(gè)中子和一個(gè)正電子，其轉(zhuǎn)化可用下式表示：eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e，eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(1,0)n＋0＋1e.由上式可看出β粒子(負(fù)電子)是由原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化而來，正電子是由原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化而來．4．重水堆核電站在發(fā)電的同時(shí)還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239(eq\o\al(239,94)Pu)，這種钚239可由鈾239(eq\o\al(239,92)U)經(jīng)過n次β衰變而產(chǎn)生，則n為()A．2B．239C．145D．92答案A解析β衰變規(guī)律是質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)增加1.eq\o\al(239,94)Pu比eq\o\al(239,92)U質(zhì)子數(shù)增加2，所以發(fā)生2次β衰變，A對(duì)．對(duì)半衰期的理解及計(jì)算5．下列有關(guān)半衰期的說法正確的是()A．放射性元素的半衰期越短，表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時(shí)間越短，衰變速度越快B．放射性元素的樣品不斷衰變，隨著剩下未衰變的原子核的減少，元素半衰期也變長C．把放射性元素放在密封的容器中，可以減慢放射性元素的衰變速度D．降低溫度或增大壓強(qiáng)，讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物，均可減小衰變速度答案A解析放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，它反映了放射性元素衰變速度的快慢，半衰期越短，則衰變?cè)娇?；某種元素的半衰期長短由其本身因素決定，與它所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．6．(多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5700年．已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，14A．該古木的年代距今約5700年B．12C、13C、C．14C衰變?yōu)?4D．增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C答案AC解析因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一，則可知經(jīng)過的時(shí)間為一個(gè)半衰期，即該古木的年代距今約為5700年，選項(xiàng)A正確；12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù)，由于質(zhì)量數(shù)不同，故中子數(shù)不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)核反應(yīng)方程可知，(時(shí)間：60分鐘)題組一天然放射現(xiàn)象及三種射線的性質(zhì)1．下列哪些事實(shí)表明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)()A．α粒子的散射實(shí)驗(yàn) B．天然放射現(xiàn)象C．陰極射線的發(fā)現(xiàn) D．X射線的發(fā)現(xiàn)答案B解析從原子核里放出射線，說明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)．2．(多選)對(duì)天然放射現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．α粒子帶正電，所以α射線一定是從原子核中射出的B．β粒子帶負(fù)電，所以β射線有可能是核外電子C．γ粒子是光子，所以γ射線有可能是由原子發(fā)光產(chǎn)生的D．α射線、β射線、γ射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的答案AD解析α衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)氦核放出的，β衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，然后釋放出電子，γ射線是伴隨α衰變和β衰變而產(chǎn)生的．所以這三種射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的．3．(多選)關(guān)于天然放射性，下列說法正確的是()A．所有元素都可能發(fā)生衰變B．放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D．一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線答案BC解析只有原子序號(hào)超過83的元素才能發(fā)生衰變，選項(xiàng)A錯(cuò)．半衰期由原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)決定，與外界溫度無關(guān)，選項(xiàng)B對(duì)．放射性來自于原子核內(nèi)部，與其形成的化合物無關(guān)，選項(xiàng)C對(duì)．一個(gè)原子核在一次衰變中要么是α衰變、要么是β衰變，同時(shí)伴隨γ射線的產(chǎn)生，選項(xiàng)D錯(cuò)．4．放射性元素放出的射線，在電場(chǎng)中分成A、B、C三束，如圖1所示，其中()圖1A．C為氦原子核組成的粒子流B．B為比X射線波長更長的光子流C．B為比X射線波長更短的光子流D．A為高速電子組成的電子流答案C解析根據(jù)射線在電場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況，可以判斷，A射線向電場(chǎng)線方向偏轉(zhuǎn)，應(yīng)為帶正電的粒子組成的射線，所以是α射線；B射線在電場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn)，所以是γ射線；C射線在電場(chǎng)中受到與電場(chǎng)方向相反的作用力，應(yīng)為帶負(fù)電的粒子，所以是β射線．題組二對(duì)原子核的衰變的理解5．由原子核的衰變可知()A．放射性元素一次衰變就同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線B．放射性元素發(fā)生β衰變，產(chǎn)生的新核的化學(xué)性質(zhì)不變C．α衰變說明原子核內(nèi)部存在氦核D．放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出γ射線答案D解析原子核發(fā)生衰變時(shí)，一次衰變只能是α衰變或β衰變，而不能同時(shí)發(fā)生α衰變和β衰變，發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級(jí)，要向外以γ射線的形式輻射能量，故一次衰變只可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和γ射線，或β射線和γ射線，A錯(cuò)，D對(duì)；原子核發(fā)生衰變后，核電荷數(shù)發(fā)生了變化，變成了新核，故化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化，B錯(cuò)；原子核內(nèi)的2個(gè)中子和2個(gè)質(zhì)子能十分緊密地結(jié)合在一起，因此在一定條件下它們會(huì)作為一個(gè)整體從較大的原子核中被拋射出來，于是放射性元素發(fā)生了α衰變，C錯(cuò)．6．一個(gè)放射性原子核發(fā)生一次β衰變，則它的()A．質(zhì)子數(shù)減少一個(gè)，中子數(shù)不變B．質(zhì)子數(shù)增加一個(gè)，中子數(shù)不變C．質(zhì)子數(shù)增加一個(gè)，中子數(shù)減少一個(gè)D．質(zhì)子數(shù)減少一個(gè)，中子數(shù)增加一個(gè)答案C解析β衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，故中子減少一個(gè)而質(zhì)子增加一個(gè)．故A、B、D錯(cuò)，C對(duì)．7．原子核X經(jīng)過一次α衰變成原子核Y，原子核Y再經(jīng)一次β衰變變成原子核Z，則下列說法中正確的是()A．核X的中子數(shù)比核Z的中子數(shù)多2B．核X的質(zhì)子數(shù)比核Z的質(zhì)子數(shù)多5C．核Z的質(zhì)子數(shù)比核X的質(zhì)子數(shù)少1D．原子核X的中性原子的電子數(shù)比原子核Y的中性原子的電子數(shù)少1答案C解析根據(jù)衰變規(guī)律，發(fā)生一次α衰變減少兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子，發(fā)生一次β衰變減少一個(gè)中子而增加一個(gè)質(zhì)子．中性原子的電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)．8．鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90(eq\o\al(90,36)Kr)是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90(eq\o\al(90,40)Zr)，這些衰變是()A．1次α衰變，6次β衰變B．4次β衰變C．2次α衰變D．2次α衰變，2次β衰變答案B解析原子核每經(jīng)過一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每經(jīng)過一次β衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變．方法一α衰變的次數(shù)為n＝eq\f(90－90,4)＝0(次)，β衰變的次數(shù)為m＝eq\f(90－90,2)＋40－36＝4(次)．方法二設(shè)氪90(eq\o\al(90,36)Kr)經(jīng)過x次α衰變，y次β衰變后變成鋯90(eq\o\al(90,40)Zr)，由衰變前后的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得4x＋90＝90,2x－y＋40＝36，解得x＝0，y＝4.題組三對(duì)半衰期的理解和計(jì)算9．(多選)關(guān)于放射性元素的半衰期，下列說法正確的是()A．原子核全部衰變所需要的時(shí)間的一半B．原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間C．相對(duì)原子質(zhì)量減少一半所需要的時(shí)間D．元素質(zhì)量減半所需要的時(shí)間答案BD解析放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變時(shí)所需要的時(shí)間叫做這種元素的半衰期，它與原子核全部衰變所需要的時(shí)間的一半不同．放射性元素發(fā)生衰變后成了一種新的原子核，原來的放射性元素原子核的個(gè)數(shù)不斷減少；當(dāng)原子核的個(gè)數(shù)減半時(shí)，該放射性元素的原子核的總質(zhì)量也減半，故選項(xiàng)B、D正確．10．元素釷eq\o\al(234,90)Th的半衰期是24天，那么在經(jīng)過了下列天數(shù)之后的情況是()A．1g釷234經(jīng)過48天將全部衰變B．1g釷234經(jīng)過48天，有0.25g發(fā)生了衰變C．1g釷234經(jīng)過48天，有0.75g發(fā)生了衰變D．在化合物中，釷234的半衰期比24天要短些，1g釷234要完全衰變用不了48天答案C解析放射性元素衰變時(shí)可用下式計(jì)算剩下元素的質(zhì)量m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))n，n是半衰期的個(gè)數(shù)，利用上式計(jì)算可知C正確．11．某放射性元素原為8g，經(jīng)6天時(shí)間已有6g發(fā)生了衰變，此后它再衰變1g，還需幾天？答案3天解析8g放射性元素已衰變了6g，還有2g沒有衰變，現(xiàn)在要求在2g的基礎(chǔ)上再衰變1g，即再衰變一半，故找出元素衰變的半衰期就可得出結(jié)論．由半衰期公式m＝m