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配平简单的核反应方程

核反应方程看起来像密码,直到你发现只有两个总数需要保持不变。

本页内容
  1. 这些符号是什么意思?
  2. 每种衰变发生了什么?
  3. 例题
  4. 要留意的错误
  5. 自我检测
  6. 接下来学什么

要配平核反应方程,就要让上面的数字(核子数)在两边的总和相等,也让下面的数字(质子数,同时代表电荷)在两边的总和相等。这类衰变方程常出现在原子与原子核模型的简短计算题和“补全方程”题中。

先要会区分原子变化与核变化,因为这里只有原子核在变化。

这些符号是什么意思?

原子核用一个符号加两个数来表示:左上角是核子数 A,左下角是质子数 Z。例如铀-238 写作 23892U。

需要认识两种粒子。

  • α 粒子: 42He,即氦核(有些教材写作 42α)。
  • β 粒子(β⁻): 0−1e,来自原子核的高速电子。

每种衰变发生了什么?

α 衰变: 原子核失去 2 个质子和 2 个中子。A 减少 4,Z 减少 2。

β 衰变: 一个中子变成质子和电子,电子离开。A 不变,Z 增加 1。

γ 辐射: A 和 Z 都不变。

例题

写出铀-238,23892U,经 α 衰变的方程,并指出新的原子核。然后对碳-14 的 β 衰变做同样的事。

第 1 部分,α。

起点:23892U → AZX + 42He

上面:238 = A + 4,所以 A = 234。 下面:92 = Z + 2,所以 Z = 90。

Z = 90 是钍。方程是:

23892U → 23490Th + 42He

检查:上面 234 + 4 = 238,下面 90 + 2 = 92。两者都平衡。

第 2 部分,β。

起点:146C → AZX + 0−1e

上面:14 = A + 0,所以 A = 14。 下面:6 = Z + (−1),所以 Z = 7。

Z = 7 是氮。方程是:

146C → 147N + 0−1e

检查:上面 14 + 0 = 14,下面 7 + (−1) = 6。两者都平衡。

要留意的错误

错误答案: 23892U → 23690Th + 42He

学生把两个数字都减了 2,以为“α 粒子有 2 个质子”。

下面的数字对了,上面的数字错了。检查上面:236 + 4 = 240,不是 238。

α 粒子的核子数是 4,因为它含 2 个质子和 2 个中子,所以 A 必须减少 4。避免这个错误的习惯是每次都把上面和下面两个总和都写出来。

自我检测

1. 钋-210 是 21084Po。它放出 α 粒子。写出方程。

显示答案

上面:210 − 4 = 206。下面:84 − 2 = 82,是铅。

21084Po → 20682Pb + 42He

检查:206 + 4 = 210,82 + 2 = 84。

2. 锶-90 是 9038Sr,经 β 衰变。新的原子核是什么?

显示答案

上面仍是 90。下面:38 = Z − 1,所以 Z = 39,是钇。

9038Sr → 9039Y + 0−1e

3. 原子核 X 经 β 衰变变成 147N。X 的核子数和质子数是多少?

显示答案

倒推。上面:A = 14 + 0 = 14。下面:Z = 7 + (−1) = 6。X 是 146C,即碳-14。

接下来学什么

学完方程后,继续学用描述方式比较辐射性质。然后在综合练习中检验自己。

不少同学算对了,却因为符号写得不清楚而丢分。我们的老师可以在线上一对一物理补习中看着你写,当场指出问题。

常见问题

核反应方程两边什么必须相等?

两个总数。上面的数字(核子数)之和两边必须相等,下面的数字(质子数,也就是电荷)之和两边也必须相等。如果两者都平衡,这个方程对所示的衰变就是正确的。

β 粒子在核反应方程中怎么写?

写成电子,核子数为 0、电荷为 −1,上面写 0,下面写 −1。它在原子核内由一个中子变成质子时产生,所以核子数不变,质子数增加 1。

方程中需要写出 γ 吗?

γ 只带走能量,核子数和质子数都不变,所以不影响配平。有些题目为了完整会写出来。你所考年份要求多详细,请查看 Cambridge 0625 最新课程大纲。

更新于:

下一步

如果上面的数字配平了,下面的数字却出错,一对一的老师可以逐行看你的解题过程,纠正背后的习惯。

一小时付费试听课,按所安排老师确认的收费,RM80 起。

补习由家长或监护人安排。用 WhatsApp 把这页发给他们,他们就可以替你咨询。

家长:在这里咨询

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