Su tm bi:
www.daihoc.com.vn
V.A.T 12B1 Trang1
CHƯƠNG VII. HẠT NHÂN NGUYÊN TỬ
A. LÍ THUYẾT
Bài 35. TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO CỦA HẠT NHÂN
1. Cấu tạo của hạt nhân:
Hạt nhân được cấu tạo bởi hai loại hạt là proton (mp = 1,00728u; qp = + e) và nơtron(mp = 1,00866u; không mang
điện tích) , gọi chung là nuclon.
Kí hiệu của hạt nhân nguyên tố hóa học X: A
Z
X
Z: ngtử số (số thứ tự trong bảng tuần hoàn
số proton ở hạt nhân
số electron ở vỏ ngtử).
A: Số khối
tổng số nuclon. N = A - Z : Số nơtron
2. Đồng vị: là các hạt nhân có cùng số prôton Z, khác nhau số nơtron.
3. Khối lượng hạt nhân : Khối lượng hạt nhân rất lớn so với khối lựơng của êlectron, vì vậy khối lượng nguyên tử
gần như tập trung toàn bộ ở hạt nhân.
Khối lượng hạt nhân tính ra đơn vị u : 1u = 1,66055.
27
10
kg = 931,5 MeV/
2
c
4. Hệ thức Anh-xtanh : E = m
2
c
Su tm bi:
www.daihoc.com.vn
V.A.T 12B1 Trang2
Bài 36. NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN.PHẢN ỨNG HẠT NHÂN
1. Lực hạt nhân : Lực tương tác giữa các nuclon gọi là lực hạt nhân. Lực hạt nhân không có cùng bản chất với lực
tĩnh điện hay lực hấp dẫn. Lực hạt nhân chỉ phát huy tác dụng trong phạm vi kích thước hạt nhân.
2. Năng lượng liên kết hạt nhân.
- Độ hụt khối : Xét hạt nhân A
Z
X
Khối lượng các nuclon tạo thành 1 hạt nhân X là: m0 = Z
p
m
+ (A – Z)
n
m
Khối lượng của hạt nhân là :
X
m
Khối lượng của một hạt nhân luôn nhỏ hơn tổng khối lượng của các nuclon tạo thành hạt nhân đó. Độ hụt khối:
m
= Z
p
m
+ ( A – Z )
n
m
-
X
m
- Năng lượng liên kết : Năng lượng liên kết của một hạt nhân được tính bằng tích số của độ hụt khối của hạt nhân
với thừa số
2
c
:
2
.
lk
W m c
- Năng lượng kiên kết riêng: là năng lượng liên kết tính cho một nuclon:
lk
W
A
Mức độ bền vững của hạt nhân tùy thuộc vào năng lượng kiên kết riêng, Năng lượng kiên kết riêng càng lớn thì hạt
nhân càng bền vững.
3. Phản ứng hạt nhân: Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi của hạt nhân chia làm 2 loại:
+ Phản ứng hạt nhân tự phát. + Phản ứng hạt nhân kích thích.
4. Các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân.
+ Bảo toàn điện tích. + Bảo toàn số nuclon.
+ Bảo toàn năng lượng toàn phần. + Bảo toàn động lượng.
5. Năng lượng của phản ứng hạt nhân : W= (
tröôùc
m
-
sau
m
).c2
0
W > 0
mtrước > msau : Tỏa năng lượng. W < 0
mtrước < msau : Thu năng lượng
Bài 37. PHÓNG XẠ
1. Hiện tượng phóng xạ: là quá trình phân hủy tự phát của một hạt nhân không bền vững( tự nhiên hay nhân tạo).Quá
trình phân hủy này kèm theo sự tạo ra các hạt và có thể kèm theo sự phát ra các bức xạ địên từ.Hạt nhân tự phân hủy gọi là
hạt nhân mẹ, hạt nhân được tạo thành sau khi phân hủy gọi là hạt nhân con.
BA tia phóng xạ.
2. Các dạng tia phóng xạ
Phóng xạ
: tia
là dòng hạt nhân 4
2
He
Phóng xạ
: Tia
là dòng các êlectrôn
0
1
e
Phóng xạ
: Tia
là sóng điện từ. Phóng xạ
: Tia
là dòng các pôzitrôn
0
1
e
3. Chu kì bán rã : là khoảng thời gian để ½ số hạt nhân nguyên tử biến đổi thành hạt nhân khác.
693.02ln
T
: Hằng số phóng xạ(
1
s
)
4. Định luật phóng xạ : Số hạt nhân(khối lượng) phóng xạ giảm theo qui luật hàm số mũ
N = 0
t
N e
= k
N
2
0 m = t
em
.
0= k
m
2
0
N0 , m0 : số hạt nhân và khối lượng ban đầu tại t = 0.
N , m : số hạt nhân và khối lượng còn lại vào thời điểm t.
5. Độ phóng xạ (H) : là đại lượng đặc trưng cho tốc độ phóng xạ của một lượng chất phóng xạ, đo bằng số phân rã
trong 1 giây : H = t
eN
.. 0= t
eH
.
0= k
H
2
0 Đơn vị : Becơren(Bq) : 1Bq = 1 phân rã/s Curi: 1Ci = 3,7.1010Bq
Bài 38. PHẢN ỨNG PHÂN HẠCH
1. Phản ứng phân hạch
Là phản ứng trong đó một hạt nhân nặng vỡ thành hai hạt nhân nhẹ hơn(có số khối trung bình)
n
1
0 + U
235
92
U
236
92 I
139
53 + Y
94
39 + 3( n
1
0) +
.
+ Nơtrron chậm là nơtron có động năng dưới 0,01MeV.
+ Mỗi hạt nhân U
235
92 khi phân rã tỏa năng lượng khoảng 210MeV.
2. Phản ứng phân hạch tỏa năng lượng.
Phản ứng phân hạch là phản ứng tỏa năng lượng, năng lượng đó gọi là năng lượng phân hạch.
3. Phản ứng phân hạch dây chuyền.
- Gỉa sử một lần phân hạch có k nơtron được giải phóng đến kích thích các hạt nhân 235
U
tạo nên những phân hạch
mới. Sau n lần phân hạch liên tiếp, số nơtron giải phóng là
n
k
và kích thích
n
k
phân hạch mới.
- Khi k
1 thì phản ứng phân hoạch dây chuyền được duy trì.
Su tm bi:
www.daihoc.com.vn
V.A.T 12B1 Trang3
- Khối lượng tối thiểu của chất phân hạch để phản ứng phân hạch duy trì gọi là khối lượng tới hạn. Để xảy ra phản ứng
phân hạch thì khối lượng chất phải lớn hơn khối lượng tới hạn.(đây là pứng của boom ngtử).
4. Phản ứng phân hạch khi có điều khiển.
Khi k = 1 thì phản ứng phân hạch dây chuyền tự duy trì và năng lượng phát ra không đổi theo thời gian. Đây là phản
ứng phân hạch có điêu khiển được thực hiện trong các lò phản ứng hạt nhân.
Su tm bi:
www.daihoc.com.vn
V.A.T 12B1 Trang4
Bài 39. PHẢN ỨNG NHIỆT HẠCH
1. Phản ứng nhiệt hạch : là phản ứng trong đó 2 hay nhiều hạt nhân nhẹ tổng hợp lại thành một hạt nhân nặng hơn.
Ví dụ: 2 2 3 1
1 1 2 0
H H He n
+ 4MeV.
2 3 4 1
1 1 2 0
H H He n
+ 17,6MeV
Đặc điểm: + Phản ứng nhiệt hạch là phaûn öùng toả năng lượng.
+ Tính theo mỗi một phản ứng thì phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng ít hơn phản ứng phân
hạch, nhưng tính theo khối lượng nhiên liệu thì phản ứng nhiệt hạch toả ra năng lượng nhiều hơn.
+ Sản phẩm của phản ứng nhiệt hạch sạch hơn ( không có tính phóng xạ)
2. Điều kiện để có phản ứng nhiệt hạch xảy ra:
- Nhiệt độ cao khoảng 100 triệu độ.
- Mật độ hạt nhân trong plasma phải đủ lớn.
- Thời gian duy trì trạng thái plasma ở nhiệt độ cao 100 triệu độ phải đủ lớn. 3
1614 )1010(.
cm
s
n
3. Năng lượng nhiệt hạch : - Phản ứng nhiệt hạch tỏa ra năng lượng rất lớn.
- Năng lượng nhiệt hạch là nguồn gốc năng lượng của hầu hết các vì sao.
4. Ưu điểm của năng lượng nhiệt hạch: - Nguồn nguyên liệu dồi dào.
- Phản ứng nhiệt hạch không gây ô nhiễm môi trường.
Su tm bi:
www.daihoc.com.vn
V.A.T 12B1 Trang5
A. TRẮC NGHIỆM
BÀI 35, 36. TÍNH CHẤT VÀ CẤU TẠO HẠT NHÂN,
NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT CỦA HẠT NHÂN
1. Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử ?
A. Hạt nhân được cấu tạo từ các nuclôn. B. Có hai loại nuclôn là prôtôn và nơtron.
C. Số prôtôn trong hạt nhân đúng bằng số êlectron trong nguyên tử. D. Số prôtôn trong hạt nhân nhỏ hơn số êlectron trong nguyên tử.
2. Phát biểu nào sau đây là không đúng khi nói về cấu tạo của hạt nhân nguyên tử ?
A. Prôtôn trong hạt nhân mang điện tích +e. B. Nơtron trong hạt nhân mang điện tích –e.
C. Tổng prôtôn và nơtron là gọi là số khối. D. Số prôtôn trong hạt nhân đúng bằng số êlectron trong nguyên tử.
3. Năng lượng liên kết là
A. Toàn bộ năng lượng của nguyên tử gồm động năng và năng lượng nghỉ. B. Năng lượng tỏa ra khi các nuclôn liên kết với nhau tạo thành hạt nhân.
C. Năng lượng toàn phần của nguyên tử tính trung bình trên số nuclôn.ư D. Năng lượng liên kết các êlectron với hạt nhân nguyên tử.
4. Phaùt bieåu naøo sau ñaây laø ñuùng?
A. Haït nhaân nguyeân töû X
A
Zñöôïc caáu taïo goám Z nôtron vaø A proâtoân. B. Haït nhaân nguyeân töû X
A
Z ñöôïc caáu taïo goám Z nôtron
vaø A nôtron.
C. Haït nhaân nguyeân töû X
A
Z ñöôïc caáu taïo goám Z proâtoân vaø (A–Z) nôtron.
D. Haït nhaân nguyeân töû X
A
Z ñöôïc caáu taïo goám Z nôtron vaø (A+Z)
proâtoân.
5. Số nơtron và prôtôn trong hạt nhân nguyên tử 209
83
Bi
là:
A.
209 , 83
n p
B.
83 , 209
n p
C.
126 , 83
n p
D.
83 , 216
n p
6. Hãy chọn câu đúng.
A. Trong ion đơn nguyên tử sổ prôtôn bằng số êlectron. B. Trong hạt nhân số prôtôn bằng số nơtron.
C. Trong hạt nhân số prôtôn bằng hoặc nhỏ hơn số nơtron. D. Lực hạt nhân có bán kính tác dụng nhỏhơn bán kính nguyên tử.
7. Hãy chọn câu đúng.
A. Haït nhaân nguyeân töû ñöôïc caáu taïo töø caùc proâtoân. B. Haït nhaân nguyeân töû ñöôïc caáu taïo töø caùc nôtron.
C. Haït nhaân nguyeân töû ñöôïc caáu taïo töø caùc proâtoân vaø caùc nôtron. D. Haït nhaân nguyeân töû ñöôïc caáu taïo töø caùc proâtoân, nôtron
vaø eâlectron.
8. Hạt nhân nguyên tử có 82 prôtôn và 125 nơtron. Hạt nhân nguyên tử này cso ký hiệu:
A. 125
82
Pb
B. 82
125
Pb
C. 82
207
Pb
D. 207
82
Pb
9. Nguyên tử của đồng vị phóng xạ 235
92
U
có:
A. 92 êlectron và tổng số prôtôn và êlectron bằng 235. B. 92 prôtôn và tổng số nơtron và êlectron bằng 235.
C. 92 nơtron và tổng số nơtron và prôtôn bằng 235. D. 92 nơtron và tổng số prôtôn và êlectron bằng 235.
10. Haït nhaân U
238
92 coù caáu taïo goàm: A. 238p vaø 92n. B. 92p vaø 238n. C. 238p vaø 146n. D. 92p vaø 146n.
11. Số Prôtôn 15,9949 gam 16
8
O
là: A.
24
4,82.10
B.
23
6,02310
C.
23
96,34.10
D.
24
14,45.10
12. Hạt nhân nguyên tử được cấu tạo từ: A. các prôtôn. B. các nơtron C. các êlectron. D. các nuclôn.
13. Haït nhaân Co
60
27 coù caáu taïo goàm: A. 33 proâtoân vaø 27 nôtron. B. 27 proâtoân vaø 60 nôtron.
C. 27 proâtoân vaø 33 nôtron. D. 60 proâtoân vaø 27 nôtron.
14. Phaùt bieåu naøo sau ñaây laø ñuùng.
A. Ñoàng vò laø caùc nguyeân töû maø haït nhaân cuûa chuùng coù soá khoái A baèng nhau.
B. Ñoàng vò laø caùc nguyeân töû maø haït nhaân cuûa chuùng coù soá proâtoân baèng nhau, soá nôtron khaùc nhau.
C. Ñoàng vò laø caùc nguyeân töû maø haït nhaân cuûa chuùng coù soá nôtron baèng nhau, soá proâtoân khaùc nhau.
D. Ñoàng vò laø caùc nguyeân töû maø haït nhaân cuûa chuùng coù khoái löôïng baèng nhau.
15. Đồng vị của một nguyên tử đã cho khác nguyên tử đó về:
A. Số hạt nơtron trong hạt nhân và số êlectron trên các quỹ đạo. B. Số hạt prôtôn trong hạt nhân và số êlectron trên các quỹ đạo.
C. Số hạt nơtron trong hạt nhân. D. Số êlectron trên các quỹ đạo.
16. Hãy chọn câu đúng. Các nguyên tử gọi là đồng vị khi:
A. có cùng vị trí trong bảng tuần hoàn. B. hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nơtron khác nhau.
C. hạt nhân chứa cùng số prôtôn Z nhưng có số nuclôn A khác nhau. D. Cả A, B và C đều đúng.
17. Phát biểu nào sau đây là đúng khi nói về hạt nhân đồng vị ?
A. Các hạt nhân đồng vị có cùng số Z nhưng khác nhau sốA. B. Các hạt nhân đồng vị có cùng số A nhưng khác nhau sốZ.
C. Các hạt nhân đồng vị có cùng số nơtron. D. Cả A, B và C đều đúng.
18. Định nghĩa sau đây về đơn vị khối lượng nguyên tử là đúng ?
A. u bằng khối lượng của một nguyên tử 1
1
H
. B. u bằng khối lượng của một hạt nhân nguyên tử 12
6
C
.
C. u bằng
1
2
khối lượng của một hạt nhân nguyên tử 12
6
C
. D. u bằng
1
2
khối lượng của một nguyên tử 12
6
C
.
19. Lực hạt nhân là lực nào sau đây ?
A. Lực điện. B. Lực từ. C. Lực tương tác giữa các nuclôn D. Lực tương tác giữa các thiên hà.
20. Độ hụt khối của hạt nhân có biểu thức:
A. ( )
n p
m A Z m Zm
B. ( )
X n p
m m A Z m Zm
.
C. ( )
n p X
m A Z m Zm m
D.
( )
p n
m Zm A Z m
.
21. Đại lượng nào đặc trưng cho mức độ bền vững của một hạt nhân ?