Радиоактивные превращения атомных ядер

Радиоактивные превращения атомных ядер

Цели: Знакомство с химическими реакциями радиоактивных превращений атомных ядер, введение понятий «массовое число» и «зарядовое число», знакомство с законом сохранения массового числа и заряда, углубление понятия «радиоактивности», отработка навыков решения химических реакций.

1. Актуализация знаний.

• В чем заключается явление радиоактивности?
• Какая модель атома была предложена Э. Резерфордом?
• Какая часть атома имеет положительный заряд согласно модели Резерфорда?

2. Новый материал.

• 1) 1903г. – Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди обнаружили, что радий в процессе α -распада превращается в другой химический элемент – радон. Они отличаются по своим физическим и химическим свойствам. Радий – металл, а радон – инертный газ.
• 2) Дальнейшие опыты показали, что и при β -распаде происходит превращение одного химического элемента в другой.

2. Новый материал.

• 3) После того, как Э. Резерфорд в 1911г. предложил ядерную модель атома (положительно заряженное ядро и движущиеся вокруг него электроны), стало очевидным, что именно ядро претерпевает изменения при радиоактивных превращениях.
• 4) Реакция α -распада ядро атома радия с превращением его в ядро атома радона записывается так:

2 . Новый материал.

2. Новый материал.

• Здесь в левой части стоит ядро атома радия, а в правой части – сумма ядер атомов радона и гелия ( α -частица).
• 4) Число, стоящее перед буквенным обозначением ядра сверху, называется массовым числом , а снизу – зарядовым числом (или атомным номером).

2. Новый материал.

• 5) Массовое число ядра атома данного химического элемента с точностью до целых чисел равно числу атомных единиц массы, содержащихся в массе этого ядра.
• 6) Зарядовое число ядра атома данного химического элемента равно числу элементарных электрических зарядов, содержащихся в заряде этого ядра.

2. Новый материал.

• Можно сказать и так:

Зарядовое число равно заряду ядра, выраженному в элементарных электрических зарядах.

Оба этих числа – массовое и зарядовое – всегда целые и положительные. Они не имеют никакого наименования, поскольку указывают, во сколько раз масса и заряд ядра больше единичных.

2. Новый материал.

У ядра радия:

• Массовое число равно 226,
• Зарядовое число равно 88.

2. Новый материал.

У ядра радона:

• Массовое число равно 222,
• Зарядовое число равно 86.

2. Новый материал.

У α -частицы:

• Массовое число равно 4,
• Зарядовое число равно 2.

2. Новый материал.

Ядро атома радия при излучении им α -частицы теряет приблизительно 4 атомные единицы массы и 2 элементарных заряда, превращаясь в ядро атома радона.

7) В процессе радиоактивного распада выполняются законы сохранения массового числа и заряда .

2. Новый материал.

• Массовое число 226 равно сумме массовых чисел 222 и 4,
• Зарядовое число 88 равно сумме зарядовых чисел 86 и 2.

2. Новый материал.

• 8) Таким образом, из открытий Резерфорда и Содди можно сделать вывод:

1. Ядра атомов имеют сложный состав;

2. Радиоактивность – это способность некоторых атомных ядер самопроизвольно превращаться в другие ядра с испусканием частиц.

2. Новый материал.

9) Далее в записи ядерных реакций будем использовать следующие обозначения:

2. Новый материал.

протон

нейтрон

3. Решение задач.

1) Упр. 43 (1):

Массовое число ядра атома углерода равно 12, зарядовое число равно 6.

Массовое число ядра атома лития равно 6, зарядовое число равно 3.

Массовое число ядра атома кальция равно 40, зарядовое число равно 20.

3. Решение задач.

2) Упр. 43 (3):

Обозначим массовое число ядра атома лития через A 1 , а массовое число ядра атома водорода через A 2 . Тогда:

A 1 =6, A 2 =1.

A 1 /A 2 =6/1=6.

Ответ: в 6 раз.

3. Решение задач.

3) Пользуясь законами сохранения массового числа и заряда, определите массовое число и заряд ядра химического элемента X , образующегося в результате ниже приведенной реакции. Какой это элемент?

3. Решение задач.

Решение:

Обозначим через A – массовое число ядра атома X , через Z – заряд ядра атома X . Тогда по законам сохранения:

27 + 1 = A + 4,

A = 27 + 1 – 4 = 24.

13 + 0 = Z + 2,

Z = 13 + 0 – 2 = 11.

Это изотоп химического элемента натрия.

Ответ:

3. Решение задач.

4) Ниже приведены три уравнения ядерных реакций. Выполняется ли в них закон сохранения массового числа?

3. Решение задач.

• Решение:

а) 6 + 1 = 4 + 3,

б) 27 + 1 = 24 + 4,

в) 2 + 3 = 4 + 1.

Ответ: выполняется во всех уравнениях.