1、原子、分子的奥秘原子、分子的奥秘 2012 01南京外国语学校南京外国语学校 陈方炜陈方炜1一一 . 原子原子 二二 . 分子分子 2第一部分第一部分 . 原子原子一一 . 原子核原子核二二 . 核外电子核外电子三三 . 元素周期律和元素周期表元素周期律和元素周期表3注：注： 12C原子质量的原子质量的 1/12=1.66110-27kg 。原子质量集中在原子核原子质量集中在原子核： 原子符号原子符号 Z-质子数；质子数； N-中子数；中子数； A-质量数质量数A=Z+N质子质子 (1.67310 -27kg)（ 相对质量相对质量 1.007）原子核原子核原子原子 中子中子 (1.67510
2、-27kg)(相对质量相对质量 1.008)核外电子核外电子 (9.10910 -31kg) (质子质量的质子质量的 1/1836) 一一 .原子核原子核4质量亏损：质量亏损：氦原子核是由两个质子和两个中子组氦原子核是由两个质子和两个中子组 成成，其质量之和是：，其质量之和是： 21.007+21.008=4.030； 但是氦原子核的静止质量是但是氦原子核的静止质量是 4.000，比总和，比总和少了少了 0.030, 这个质量差为这个质量差为 质量亏损质量亏损 。失去部分的质量是以失去部分的质量是以 结合能结合能 能量的形式能量的形式释放。释放。5根据爱因斯坦质能公式：根据爱因斯坦质能公式：
3、E = mc2= 0.0301.66110-27(3.0108)2 = 4.510-12J( 1 J = 1/ 1.60210-19 eV )由质子和中子结合生成由质子和中子结合生成 1mol He 核产生的结合能量为：核产生的结合能量为： 6.0210234.510-12 = 2.71012 J/mol。*另有：铁核的质量为另有：铁核的质量为 55.92, 质子和中子质量之和为质子和中子质量之和为 56.45, 质量亏损：质量亏损： 0.53, 放出结合能放出结合能 7. 910-11J。从结合能的大小，可判断原子核结合的紧密程度，结合能从结合能的大小，可判断原子核结合的紧密程度，结合能越大
4、，结合越紧密越大，结合越紧密 。6放射性概念：放射性概念：射线：射线： He核流（带正电的核流（带正电的 粒子）；粒子）；射线：电子流（带负电）；射线：电子流（带负电）；射线：光子流。射线：光子流。氢弹原理：核聚变氢弹原理：核聚变 + + + Q原子弹原理：核裂变原子弹原理：核裂变 + + +3 +Q1千克铀 -235的全部核的裂变将产生 20,000兆瓦小时的能量 (足以让 20兆瓦的发电站运转 1,000小时 )，与燃烧 300万吨煤释放的能量一样多 72011.01我国科学家实现了核动力堆的核燃料铀、钚材料回收，这项我国科学家实现了核动力堆的核燃料铀、钚材料回收，这项技术意味着在我国现有
5、核电规模下，已经探明的铀资源从大约技术意味着在我国现有核电规模下，已经探明的铀资源从大约 能能 用用 50到到70年变成了足够用年变成了足够用 3000年。这项技术的专业名称叫年。这项技术的专业名称叫 “动力堆乏燃料后处动力堆乏燃料后处理技术理技术 ”。核电站发电时、。核电站发电时、 当核燃料维持不了一定的功率的时候需要更当核燃料维持不了一定的功率的时候需要更换，这些被换下来的核燃料叫做换，这些被换下来的核燃料叫做 乏燃料乏燃料 。目前。目前 核电技术核燃料都只燃核电技术核燃料都只燃烧烧 3% 到到 4% ，这时需要把核燃料进行后处理。也就是通过一系列的化学，这时需要把核燃料进行后处理。也就是
6、通过一系列的化学过程，把过程，把 乏燃料乏燃料 制成新的燃料元件、循环利用。制成新的燃料元件、循环利用。原理听起来简单操作却异常艰难，必须对这些有极强核辐射对人体有原理听起来简单操作却异常艰难，必须对这些有极强核辐射对人体有致命伤害的元器件进行剪切、分离、提取、提纯等等，每一步都是难题致命伤害的元器件进行剪切、分离、提取、提纯等等，每一步都是难题。我国科学家经过。我国科学家经过 24年年 的钻研终于突破了全套技术体系。完全是自主设的钻研终于突破了全套技术体系。完全是自主设计、建造、调试、研发制备出了合格的铀产品和钚产品。计、建造、调试、研发制备出了合格的铀产品和钚产品。这将使我国在这项技术具有
7、话语权，甚至还能起到一定的引导作用。这将使我国在这项技术具有话语权，甚至还能起到一定的引导作用。此前法国、英国、俄罗斯、日本、印度等国掌握动力堆乏燃料后处理技此前法国、英国、俄罗斯、日本、印度等国掌握动力堆乏燃料后处理技术，术， 我国进而成为世界上第我国进而成为世界上第 8个拥有快堆技术的国家。个拥有快堆技术的国家。 我国掌握动力堆乏燃料后处理技术我国掌握动力堆乏燃料后处理技术89练习练习 （ 中国化学会中国化学会 2004年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题年全国高中学生化学竞赛（省级赛区）试题 ）2004年年 2月月 2日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到日，俄国杜布纳实验室宣布用核反应得到了两种新元素了两种新元素 X和和 Y。 X是用高能是用高能 48Ca撞击撞击 Am靶得到的靶得到的。经过。经过 100微秒，微秒， X 发生发生 -衰变，得到衰变，得到 Y。然后。然后 Y连续发生连续发生 4次次 -衰变，转变为质量数为衰变，转变为质量数为 268 的第的第 105号元素号元素 Db的同位的同位素。以素。以 X和和 Y的原子序数为新元素的代号（左上角标注该的原子序数为新元素的代号（左上角标注该核素的质量数），写出上述合成新元素核素的质量数），写出上述合成新元素 X和和 Y的核反应方的核反应方程式。程式。10
