1.一个原子和一群原子的区别：一个氢原子只 有一个电子，在某个 时刻电子只能在某一个可能的轨道上，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，可能情况有多种Cn＝
2
n?n－1?
2
，但产生的跃迁只有一种．而如果是大量的氢原
子，这些原子的核外电子跃迁时就会出现所有的可能情况．
2．入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差．两种情况有所区别．
突破训练1 某光电管的阴极为金属钾制成的，它的逸出功为
2.21 eV，如图4是氢原子的能级图，一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是 A．2条 C．5条 答案 B
考点二 原子核和原子核的衰变 1． 衰变规律及实质
(1)两种衰变的比较
衰变类型 衰变方程 AZ( )
B．4条 D．6条
图4
α衰变 X→Z－2Y＋2He A－44AZβ衰变 X→AZ＋1Y＋－1e 02个质子和2个中子结合成一个整衰变实质 体射出 14211H＋20n→2He 中子转化为质子和电子 100n→11H＋－1e 衰变规律 电荷数守恒、质量数守恒 (2)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的．其实质是放射性原子核在发生α衰变或β衰变的过程中，产生的新核由于具有过多的能量(核处于激发态)而辐射出光子． 2． 原子核的人工转变
用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程． 典型核反应：
(1)卢瑟福发现质子的核反应方程为： 7N＋2He→ 8O＋1H. (2)查德威克发现中子的核反应方程为：
94
144171
Be＋2He→ 6C＋0n.
4121
(3)居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：
27133015
301
Al＋42He→15P＋0n. 0P→3014Si＋＋1e.
3． 确定衰变次数的方法
(1)设放射性元素ZX经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Z′Y，则表示该核反应的方程为
AZAA′
X→Z′Y＋n2He＋m－1e
A′4 0
根据电荷数守恒和质量数守恒可列方程
A＝A′＋4n，Z＝Z′＋2n－m
(2)确定衰变次数，因为β衰变对质量数无影响，先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后再根据衰变规律确定β衰变的次数． 4． 半衰期
11t/τ
(1)公式：N余＝N原(2)，m余＝m原(2)t/τ
式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期．
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关．
例2 (2011·海南·19(1))2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重
的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有
131
I和
137
Cs两种放射性核素，它们通过一系列
131
衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映I和
137
137
Cs的
衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).131I和核中的中子数分别是________和________．
1
A．X1―→137 56Ba＋0n
Cs原子
0
B．X2―→131 54Xe＋－1e
C．X3―→ 56Ba＋－1e
1370
D．X4―→ 54Xe＋1p
131
137
1311
解析 根据核反应方程的质量数、电荷数守恒知，I的衰变为选项B,Cs的衰变为选项C,I的中子数为131－53＝78,Cs的中子数为137－55＝82. 答案 B C 78 82
例3 (1)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有
A．是原子核质量减少一半所需的时间 B．是原子核有半数发生衰变所需的时间
( )
131
137
C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减小放射性元素的半衰期 D．可以用来测定地质年代、生物年代等
(2)某考古队发现一古生物骸骨．考古专家根据骸骨中 6C的含量推断出了该生物死亡的
1414年代．已知此骸骨中14730年．该 6C的含量为活着的生物体中 6C的1/4， 6C的半衰期为5
14
生物死亡时距今约________年．
解析 (1)原子核衰变后变成新核，新核与未衰变的核在一起，故半衰期并不是原子核的数量、质量减少一半，A错，B对；衰变快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，常用其测定地质年代、生物年代等，故C错，D对． 1t(2)根据公式m＝m0(2)τ(其中m、m0分别是现在与原来的质量，t为距今的时间，τ为半衰期)
m1t1得m0＝(2)5 730＝4 所以t＝11 460年． 答案 (1)BD (2)11 460
突破训练2 由于放射性元素 93Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用
人工的方法制造后才被发现．已知 93Np经过一系列α衰变和β衰变后变成 83Bi，下列判断中正确的是
209
237
237
209
237
( )
A. 83Bi的原子核比 93Np的原子核少28个中子
237
B.209 83Bi的原子核比 93Np的原子核少18个中子
C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变 D．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变 答案 BC 解析
237
93
209 83
Bi的中子数为209－83＝126， 93Np的中子数为237－93＝144， 83Bi的原子核
237209
237－209
比Np的原子核少18个中子，A错，B对；衰变过程中共发生了α衰变的次数为4＝7次，β衰变的次数是2×7－(93－83)＝4次，C对，D错． 考点三 核反应类型及核反应方程的书写
类型 衰α衰变 可控性 自发 自发 核反应方程典例 238 234 492U→234 90Th＋2He 变 β衰变 090Th→234 91Pa＋－1e 1717N＋42He→ 8O＋1H 14 人工控制 (卢瑟福发现质子) 42121He＋94Be→ 6C＋0n
人工转变 2713(查德威克发现中子) 301Al＋42He→15P＋0n 约里奥·居里夫妇发现放射 3015P→14Si＋＋1e 300性同位素，同时发现正电子 重核裂变 比较容易进行人工控制 235 235 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n 1136901114489192U＋0n→ 54Xe＋38Sr＋100n 21轻核聚变 除氢弹外无法控制 H＋1H→2He＋0n 341例4 (1)现有三个核反应方程： ①11Na→12Mg＋0－1e；
1141921
②235 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30n； 24
24
③1H＋1H→2He＋0n. 下列说法正确的是
( )
2341
A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变 B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变 C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变 D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变 (2)现有四个核反应： A.1H＋1H→2He＋0n
1891B.235 92U＋0n→X＋36Kr＋30n 2
3
4
1
C.11Na→12Mg＋－1e
9121D.42He＋4Be→ 6C＋0n
2424 0
①________是发现中子的核反应方程，________是研究原子弹的基本核反应方程，________是研究氢弹的基本核反应方程． ②求B中X的质量数和中子数．
24 02351141921解析 (1)2411Na→12Mg＋－1e中Na核释放出β粒子，为β衰变， 92U＋0n→ 56Ba＋36Kr＋30
n为铀核在被中子轰击后，分裂成两个中等质量的核，为裂变．而1H＋1H→2He＋0n为聚变，故C正确．
(2)①人工转变核反应方程的特点：箭头的左边是氦核与常见元素的原子核，箭头的右边也是常见元素的原子核．D是查德威克发现中子的核反应方程，B是裂变反应，是研究原子弹的基本核反应方程，A是聚变反应，是研究氢弹的基本核反应方程． ②由电荷数守恒和质量数守恒可以判定，X质量数为144，电荷数为56，所以中子数为144－56＝88.
2341
答案 (1)C (2)①D B A ②144 88
突破训练3 三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应
后生成Z核并放出一个氦核(2He)，则下面说法正确的是 A．X核比Z核多一个质子 B．X核比Z核少一个中子
C．X核的质量数比Z核的质量数大3
D．X核与Z核的总电荷数是Y核电荷数的2倍 答案 CD
解析 设原子核X的符号为bX，则原子核Y为b－1Y，bX→＋1e＋b－1Y，1H＋b－1Y→2He＋b－2Z，故原子核Z为b－2Z. 考点四 关于核能的计算 1.应用质能方程解题的流程图
（1）根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．
（2）根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”． 2. 利用质能方程计算核能时，不能用质量数代替质量进行计算．
例5 裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核 92U为燃料的反应堆中，当 92U
俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：
235
235
235
4
( )
a aa 0 a1 a4a－3
a－3
92U ＋ 10n→ 139
54Xe ＋ 9438Sr＋ 310n
235．043 9 1.008 7 138.917 8 93.915 4
反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量(以原子质量单位u为单位)．已知 1 u的质量对应的能量为9.3×102 MeV，此裂变反应释放出的能量是______ MeV. 解析 裂变前后的质量亏损是
Δm＝(235.043 9＋1.008 7－138.917 8－93.915 4－3×1.008 7) u＝0.193 3 u. 亏损质量转化为能量ΔE＝Δmc2＝0.193 3×9.3×102 MeV＝1.8×102 MeV. 答案 1.8×102
突破训练4 已知氦原子的质量为MHe u，电子的质量为me u，质子的质量为mp u，中子的质
量为mn u，u为原子质量单位，且由爱因斯坦质能方程E＝mc2可知：1 u对应于931.5 MeV的能量，若取光速c＝3×108 m/s，则两个质子和两个中子聚变成一个氦核，释放的能量为
( )
A．[2(mp＋mn)－MHe]×931.5 MeV