30章-核化学.pptVIP

* 第30章核化学 概念：研究原子核的反应、性质、核反应产物的鉴定和合成制备的一门化学。 核反应：核内质子、中子数目的变化。 核反应的特点： 1、常导致由一种元素变为另一种元素； 2、能量效应比化学反应大得多； 3、元素的核性质不受存在状态的限制。 核反应的类型：放射性衰变、粒子或简单原子核轰击原子核、核裂变、核聚变。 * 30-1 放射性和元素衰变及天然衰变系 30-1-1 放射性 核素：具有一定质子数和中子数的原子。 质量数：核素质子数和中子数之和。 核素符号： M。 同位素：质子数相同中子数不同的各原子互称同位素。 同一元素的多种同位素，化学性质基本相同，核性质却差异较大。 如氢： H(P)、 H(D)、 H(T)。 * P、D是稳定的，称为稳定核素； T不稳定，自发放出β射线，变成氦的同位素： H → He + e(电子流，称为β射线) 放射性：核素自发地放射出射线的性质。 放射性核素：具有放射性的核素。 30-1-2 核衰变 核衰变：放射性核素自发地发生核结构的改变的过程。 核反应方程式(需配平质量数和质子数)。 * 核衰变的类型： 1、α衰变： 释放出α射线。 α射线：α粒子流。 α粒子含两个质子和两个中子。 表示成： α(氦核： He)。 如： U → Th + He α衰变将导致质子数、中子数分别减小2。 * 2、β衰变： 释放出β射线。 β射线：β粒子流。 β粒子含一个单位负电荷，质量接近为0。 表示成： β(电子： e )。 核内中子转变成质子时产生β粒子，即： n → H + e 如： Th → Pa + e β衰变将导致质子数增加1、中子数减小1(质量数不变)。 * 3、正电子衰变 正电子： e。 核中质子转变成中子时产生正电子衰变： H → n + e 如： P → Si + e 释放正电子导致质子数减小1，中子数增加1 (质量数不变) 。 核释放的正电子与核外电子碰撞或湮灭，产生两个能量相等的光子。 * 4、电子俘获(K层俘获) 原子核从核外第1电子层(K)俘获一个电子使质子转变成中子： H + e → n β衰变的逆过程。 如： Be + e → Li 电子俘获导致质子数减小1，中子数增加1 (质量数不变) 。 电子俘获的发生伴随着X射线的产生，每个元素有其特征的X射线。 * 5、γ衰变： 释放出γ射线。 γ射线：波长很短的电磁波(高能光子)。 高能光子不带电，没有静止质量。 表示成： γ。 γ射线常伴随着α射线或β射线一起射出。 γ射线的释放，将导致核的能量降低。 核反应方程式中一般不写出。 注意：同一核素可发生不同形式的衰变。 * 30-1-3 半衰期 半衰期：一种元素衰变到原来一半数量所需的时间。 表达式：T1/2=(ln2)/λ 常见放射性元素的半衰期见书951页表30-1。 30-1-4 天然放射系 放射性核素经过各种衰变方式最终变成稳定核素所经历的过程。 放射性位移规律： a、核素经α衰变将在周期表中向左位移2格。 * b、核素经β衰变将在周期表中向