Радиоактивность. Строение

1.

Тема урока:

2.

«Науки делятся на
две группы – на
физику и
собирание марок».
Эрнест Резерфорд
(1871-1937)
2

3.

Что означает этот знак?

4.

Сегодня нам всем знакомы слова:
«Радиоактивность, радиация,
радиоактивные элементы,
радиоактивное излучение».
Многие из вас знают, что они
служат человеку: они позволяют
в ряде случаев поставить
правильно диагноз болезни,
лечат опасные заболевания,
повышают урожайность
культурных растений и т.д. Но,
мы знакомы и с обратной
стороной этой «жестокой и
коварной дамы».

5.

• Радиация – это
необычные лучи,
которые глазом не видно
и вообще нельзя никак
почувствовать, но
которые могут даже
через стены проникать и
пронизывать человека.
«Радиация,
радиоактивность»слово латинское,
которое означает
«лучеиспускание».

6.

Сейчас ХХI век, а перед человечеством вновь дилемма: атом и
радиоактивность, радиация, которую он испускает, могут стать
источником благоденствия или гибели всего человечества, угрозы
или надежды. Останемся мы в истории как поколение глупцов или
людей, которые победили болезни и смерть?

7.

2500 лет назад Левкипп и Демокрит
высказали гипотезу о том, что атом –это
мельчайшая , простейшая неделимая частица.

8.

Радиоактивность была
открыта случайно
французским учёным
Анри Беккерелем в 1896
году. Он изучал свечение
солей урана,
предварительно
облучённых солнечным
светом.

9.

• Но однажды Беккеркель
положил на фотопластинку
соль урана, не осветив её
предварительно лучами
солнца, и весь препарат убрал
в тёмный ящик. Через
несколько дней , проявив
фотопластинку, он обнаружил
на ней отпечаток куска
урановой руды.
• Вывод: соли урана
самопроизвольно, без влияния
внешних факторов создают
какое-то излучение. Беккерель
назвал их «урановые» лучи.

10.

Начались интенсивные исследования. Обнаружили, что излучение
урановых солей, кроме действия на фотопластинку, ионизируют
воздух, проникает сквозь тонкие металлические пластинки и это
излучение независит от внешних условий (освещения, давления и
температуры).
Всестороннее изучение этого явление
было произведено Марией и
Пьером Кюри. Им удалось
выделить из урановой руды:
полоний ( 84Ро) и радий ( 88Ra),
торий (90Th).
Радий – редкий элемент: чтобы
получить 1г чистого радия, надо
переработать не менее 5 т
урановой руды.
Явление самопроизвольного
излучения супругами Кюри
было названо
радиоактивностью (1898
год).

11.

12.

Исторические сведения
22 декабря 1895 год: Рентген В.К. (немецкий ученый) поведал миру об икс-
лучах (русские физики назвали их икс лучами)
Французский ученый Анри Пуанкаре заинтересовался этим открытием,
организовал публичную лекцию в Парижской академии наук
Среди присутствующих в зале был Антуан Анри Беккерель, который позже,
1 марта 1896 года открыл явление радиоактивности
1898 год: Мария Складовская-Кюри во Франции и другие ученые
обнаружили излучение тория. Впоследствии было обнаружено, что все
химические элементы с порядковым номером более 83 являются
радиоактивными
18 июля 1898 год: Пьер и Мария Кюри сообщили об открытии нового
металла, который назвали полонием, в честь родины Марии Кюри, его
активность в 400 раз выше активности урана
26 декабря 1898 года супруги сообщили об открытии нового элемента,
похожего по химическим свойствам на барий, его активность в 900 раз

13.

«Ничего не надо
бояться – надо
лишь понять
не известное».

14.

1867 – 1934г.г.
1859 – 1906 гг.
• Научный подвиг Пьера и Марии Кюри был
признан во всём мире ещё при их жизни. В
1903 году совместно с Анри Беккерелем
удостоены Нобелевской премии по
физике.

15.

• В честь супругов Кюри был назван
искусственно полученный химический
элемент с порядковым номером
96 – кюрий Cm.

16.

В чём суть явления радиоактивности? Каков
её внутренний механизм? И в чём её
истинная причина?
Вот что хотел понять прежде всего Резерфорд
– английский физик (1871 – 1937гг).
• Он поставил
классический
опыт,
позволяющий
обнаружить
сложный состав
радиоактивного
излучения.

17.

Состав излучения:
• Препарат радия
помещали на дно узкого
канала в куске свинца.
Против канала
находилась
фотопластинка. После
проявления
фотопластинки
обнаруживалось одно
тёмное пятно, точно
напротив канала.

18.

Опыты Резерфорда
Фотопластинка
Пучок радиоактивного излучения, выходящий через узкое отверстие в сосуде
Толстостенный свинцовый сосуд с крупицей радия на дне
После проявления на фотопластинке возникало три пятна
Три пучка радиоактивных излучений: альфа,
бета, гамма
Магнит, источник сильного магнитного поля,
которое действует на пучок радиоактивного
излучения
В 1899 году Эрнестом Резерфордом было доказано, что радиоактивное
излучения радия неоднородно.

19.

Состав излучения:
В магнитном поле пучок
распадался на три
пучка. Две
составляющие
первичного потока
отклонялись в
противоположные
стороны. Это
указывало на наличие
у этих излучений
электрических
зарядов
противоположных
знаков. Третья
составляющая не
отклонялась
магнитным полем.

20.

Состав излучения:
Положительно
заряженный компонент
получил название:
альфа-лучей –
α.
Отрицательно
заряженный - беталучей – β.
Нейтральный – гамма –
лучей – γ.

21.

Эти три вида излучения очень сильно отличаются друг
от друга по проникающей способности, т.е. по тому,
насколько интенсивно они поглощаются различными
веществами.

22.

Радиоактивное излучение
Вид
излучения
Природа
излучения
Проникающая способность
Альфа –
излучение
Ядра атомов
гелия
Слой бумаги толщиной 0,1 мм
для излучения непрозрачен
Бета –
излучение
Электроны
Задерживается алюминиевой
пластиной толщиной несколько
мм
Гамма излучение
Коротковолновое
электромагнитное
излучение
Проникающая способность
больше, чем у рентгеновского
излучения.
Способно проходить через слой
свинца толщиной
5 – 10 см

23.

Радиоактивность.
Альфа-, бета- и гамма-излучения
- частица – ядро атома гелия.
- лучи обладают наименьшей проникающей
способностью. Слой бумаги толщиной около 0,1 мм для
них уже не прозрачен. Слабо отклоняются в магнитном
поле.
У - частицы на каждый из двух элементарных зарядов
приходится две атомные единицы массы. Резерфорд
доказал, что при радиоактивном a - распаде образуется
гелий.

24.

α - частица
Полностью ионизированный атом
химического элемента гелия
4
2
He

25.

β - частицы представляют собой
электроны, движущиеся со скоростями,
очень близкими к скорости света. Они
сильно отклоняются как в магнитном, так и
в электрическом поле.
β – лучи гораздо меньше поглощаются
при прохождении через вещество.
Алюминиевая пластинка полностью их
задерживает только при толщине в
несколько миллиметров.

26.

β - частица
Представляет собой
- электрон
0
1
e

27.

- лучи представляют собой
электромагнитные волны. По своим
свойствам очень сильно напоминают
рентгеновские, но только их проникающая
способность гораздо больше, чем у
рентгеновских лучей. Не отклоняются
магнитным полем. Обладают наибольшей
проникающей способностью. Слой свинца
толщиной в 1 см не является для них
непреодолимой преградой. При прохождении
– лучей через такой слой свинца их
интенсивность убывает лишь вдвое.

28.

29.

Вывод по изученной теме:
• Явление радиоактивности т.е.
самопроизвольное излучение
веществом: альфа-, бета-,
гамма- излучений послужило
основанием для
предположения о том, что
атомы вещества имеют очень
сложный состав.

30.

1.
2. а
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х
х х
Излучение радиоактивного
вещества исследуется в
магнитном поле.
1.Какие лучи отклоняются
влево?
2.Какие лучи отклоняются
вправо?
3.Какие лучи не
отклоняются?
-
б
+ +
+ +
+ +
+ +
+ +
в
-
-
+
+
+
+
+
Излучение радиоактивного
вещества исследуется в
электрическом поле. Где
отклонение лучей показано
неверно?
1.а
2.б
3.в
4.а и б
5.а и в

31.

Закрепление:
1.
Кто открыл явление радиоактивности?
А) М.Кюри Б) Бор В) Резерфорд
Г) Беккерель
2. Какой заряд имеет: А) альфа- Б) бета- В) гамма –
излучения?
1)
Положительный
2) отрицательный 3) нейтральный 4) нулевой
3. Что собой представляют: А) альфаизлучения?
1)
Поток ядер гелия
энергии.
Б) бета- Г) гамма-
2)поток электронов 3) излучение квантов
4. Кто изучил природу радиоактивности?
А) Беккерель
Б) Бор
В) супруги Кюри
Г) Резерфорд
5. У какого излучения наибольшая проникающая
способность?
А) альфа-излучение Б) гамма-излучение
В) бета-излучение.

32.

Ответы:
1.
Д
2.
А)-1
Б)-2
В)-3
3.
А)-1
Б)-2
В)-3
Оценки:
Если нет ошибок – « 5»
если 1 – ошибка - « 4»
если 2 – 3 ошибки – « 3»
если 4 и более ошибок – «плохо».
4.
Г
5.
Б

33.

Строение
атома

34.

Модели строения атомов

35.

Атом Томсона

36.

Модель Томсона
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Дж. Томсон в 1898 году
предложил модель атома в виде
положительно заряженного шара
радиусом 10-10м, в котором
плавают электроны,
нейтрализующие положительный
заряд.
- электрон
+
Вернуться назад
Вперед

37.

Опыт Резерфорда

38.

39.

Опыт Резерфорда

40.

41.

Схема опыта Резерфорда
K – свинцовый контейнер с радиоактивным веществом
Ф – золотая фольга
Э – экран, покрытый сернистым цинком
M – микроскоп

42.

Рассеяние α-частицы в атоме
Томсона и в атоме Резерфорда
Атом Томсона
1.
Атом Резерфорда
Большинство альфа - частиц отклоняются от
прямолинейного пути на углы не более 1- 20
2. Небольшая часть альфа – частиц испытывала
отклонение на значительно большие углы
3. В среднем одна из 8000 альфа- частиц
рассеивается в направлении, обратном
направлению первоначального движения

43.

Атом Резерфорда
Планетарная
модель

44.

Планетарная модель атома Резерфорда.
электронные орбиты
+
ядро
электрон
10-10м
10-15м

45.

Модели атомов водорода
Водород (H)
Дейтерий (D)
Тритий (T)
Атомы одного элемента, имеющие одинаковое число
протонов, но разное число нейтронов, называются
изотопами.
Химические свойства таких атомов одинаковы,
но они различны по некоторым физическим
свойствам.
В 1961 году изотоп 126С был выбран в качестве
международного стандарта атомной массы.

46.

Планетарная
модель
атома

47.

Строение атома
Атом не несет заряда, он
электрически нейтрален.

48.

Состав ядра атома
• протоны
mp= 1, 6726·10-27 кг ≈ 1 а.е.м.
qp= +1,6·10-19 Кл = │e│
• нейтроны
mn= 1,6749·10-27 кг ≈ 1 а.е.м.
qn= 0

49.

Строение атома
Химический элемент
A – массовое число (масса атома)
Z – зарядовое число (заряд ядра
атома)
A=N+Z
N - количество нейтронов

50.

51.

Выберите правильный ответ. В состав ядра
атома входят следующие частицы:

52.

A=
Z=
A=
Z=
A=
Z=

53.

Число
протонов
Число
электронов
Число
нуклонов
A–Z=N
Число
нейтронов
Нуклонов – 9
Протонов – 4
Нейтронов – 5
Электронов - 4

54.

Структура атома
Планетарная модель – модель
строения
атома,
предложенная
английским физиком Резерфордом,
согласно которой атом так же пуст,
как Солнечная система. В центре
атома ядро, которое заряжено
положительно,
и
в
нем
сосредоточена
практически
вся
масса атома. Ядро элемента с
порядковым Z несет заряд, в Z раз
превышающий элементарный, имеет
размеры, в десятки тысяч раз
меньшие размеров всего атома.
Вокруг
ядра
под
действием
кулоновских
электрических
сил
обращаются Z электронов, так что в
целом атом нейтрален.

55.

Что такое ион?
• Ио́н (др.-греч. ἰόν «идущее») —
электрически заряженная частица
вещества, которая образуется из атома
или молекулы, когда они теряют или,
наоборот, присоединяют один или
несколько электронов.

56.

ПЕРИОДЫ
Периодическая система элементов
Д.И. Менделеева
1
2
ВОДОРОД
ГЕЛИЙ
1
3
ЛИТИЙ
1
2
2
1,00797
4
БЕРИЛЛИЙ
2
3
6,939 2
9,0122 2
5
БОР
6
УГЛЕРОД
4
5
10,811 2
12,0111 2
7
8
АЗОТ
КИСЛОРОД
6
14,0067 2
15,9994
7
2
4,0026
9
10
ФТОР
НЕОН
8
18,9984 2
20,183

57.

Планетарная модель атома
1
ВОДОРОД
1
1,00797
ЯДРО
АТОМ
ИОН +
ИОН –

58.

ВОДОРОД
АТОМ
ЯДРО
Число протонов
Число нейтронов
Заряд ядра
Массовое число
Масса ядра
Np = 1
Nn = 1
Z = +e1
A=1
Мя = 1Мр
ИОН +
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Число электронов =1
Заряд атома
0
Заряд электронов = -е1
Заряд ядра
= +е1
ИОН –
Н+
0
+1
0
+1
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Н2
-1
-2
+1

59.

Планетарная модель атома
2
ГЕЛИЙ
2
4,0026
ЯДРО
АТОМ
ИОН +
ИОН –

60.

ГЕЛИЙ
АТОМ
ЯДРО
Число протонов
Число нейтронов
Заряд ядра
Массовое число
Масса ядра
Np = 2
Nn = 2
Z = +e2
A=4
Мя = 4Мр
ИОН +
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Число электронов =2
Заряд атома
0
Заряд электронов = -е2
Заряд ядра
= +е2
ИОН –
Не+
1
+1
-1
+e2
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Нe3
-1
-3
+e2

61.

Планетарная модель атома
3
1
2
ЛИТИЙ
6,939
ЯДРО
АТОМ
ИОН +
ИОН –

62.

ЛИТИЙ
АТОМ
ЯДРО
Число протонов
Число нейтронов
Заряд ядра
Массовое число
Масса ядра
Np = 3
Nn = 4
Z = +e3
A=7
Мя = 7Мр
ИОН +
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Число электронов = 3
Заряд атома
0
Заряд электронов = -е3
Заряд ядра
= +е3
ИОН –
Li+
2
+1
- e·2
+e·3
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Li4
-1
- e·4
+e·3

63.

Планетарная модель атома
4
БЕРИЛЛИЙ
2
9,0122
2
ЯДРО
АТОМ
ИОН +
ИОН –

64.

БЕРИЛЛИЙ
АТОМ
ЯДРО
Число протонов
Число нейтронов
Заряд ядра
Массовое число
Масса ядра
Np = 4
Nn = 5
Z = +e4
A=9
Мя = 9Мр
ИОН +
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Число электронов = 4
Заряд атома
0
Заряд электронов = -е4
Заряд ядра
= +е4
ИОН –
Ве+
3
+1
- e3
+e4
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Ве5
-1
- e·5
+e·4

65.

Планетарная модель атома
5
3
2
БОР
10,811
ЯДРО
АТОМ
ИОН +
ИОН –

66.

БОР
АТОМ
ЯДРО
Число протонов
Число нейтронов
Заряд ядра
Массовое число
Масса ядра
Np = 4
Nn = 5
Z = +e4
A=9
Мя = 9Мр
ИОН +
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Число электронов = 4
Заряд атома
0
Заряд электронов = -е4
Заряд ядра
= +е4
ИОН –
Ве+
3
+1
- e3
+e4
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Ве5
-1
- e·5
+e·4

67.

Планетарная модель атома
6
УГЛЕРОД
4
2
12,0111
ЯДРО
АТОМ
ИОН +
ИОН –

68.

УГЛЕРОД
АТОМ
ЯДРО
Число протонов
Число нейтронов
Заряд ядра
Массовое число
Масса ядра
Np = 6
Nn = 6
Z = +e6
A = 12
Мя = 12Мр
ИОН +
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Число электронов = 6
Заряд атома
0
Заряд электронов = -е6
Заряд ядра
= +е6
ИОН –
С+
5
+1
- e5
+e6
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
С7
-1
- e7
+e6

69.

Планетарная модель атома
7
5
2
АЗОТ
14,0067
ЯДРО
АТОМ
ИОН +
ИОН –

70.

АЗОТ
АТОМ
ЯДРО
Число протонов
Число нейтронов
Заряд ядра
Массовое число
Масса ядра
Np = 7
Nn = 7
Z = +e7
A = 14
Мя = 14Мр
ИОН +
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Число электронов = 7
Заряд атома
0
Заряд электронов = -е7
Заряд ядра
= +е7
ИОН –
N+
6
+1
- e6
+e7
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
N8
-1
- e8
+e7

71.

Планетарная модель атома
8
6
2
КИСЛОРОД
15,9994
ЯДРО
АТОМ
ИОН +
ИОН –

72.

КИСЛОРОД
АТОМ
ЯДРО
Число протонов
Число нейтронов
Заряд ядра
Массовое число
Масса ядра
Np = 8
Nn = 8
Z = +e8
A = 16
Мя = 16Мр
ИОН +
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Число электронов = 8
Заряд атома
0
Заряд электронов = -е8
Заряд ядра
= +е8
ИОН –
О+
7
+1
- e7
+e8
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
О9
-1
- e9
+e8

73.

Планетарная модель атома
9
7
2
ФТОР
18,9984
ЯДРО
АТОМ
ИОН +
ИОН –

74.

ФТОР
АТОМ
ЯДРО
Число протонов
Число нейтронов
Заряд ядра
Массовое число
Масса ядра
Np = 9
Nn = 10
Z = +e9
A = 19
Мя = 19Мр
ИОН +
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Число электронов = 9
Заряд атома
0
Заряд электронов = -е9
Заряд ядра
= +е9
ИОН –
F+
8
+1
- e8
+e9
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
F10
-1
- e10
+e9

75.

Планетарная модель атома
10
8
2
НЕОН
20,183
ЯДРО
АТОМ
ИОН +
ИОН –

76.

НЕОН
АТОМ
ЯДРО
Число протонов
Число нейтронов
Заряд ядра
Массовое число
Масса ядра
Np = 10
Nn = 10
Z = +e10
A = 20
Мя = 20Мр
ИОН +
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Число электронов =10
Заряд атома
0
Заряд электронов = -е10
Заряд ядра
= +е10
ИОН –
Ne+
9
+1
-e9
+e10
Обозначение
Число электронов
Заряд иона
Суммарный заряд
электронов
Заряд ядра
Ne11
-1
- e11
+e10