文档介绍：稳定性
原子核的稳定性,是指原子核不会自发地改变其质子数、中子数和它的基本性质。按原子核的稳定性可分为稳定原子核和不稳定(或放射性)原子核两类。
1、原子核中的质子数等于和大于84的原子核是不稳定的。即原子序数84以后的元素均为放射性元素。
2、具有少于84个质子的原子核,质子数和中子数均为偶数时,其核稳定。
3、质子数或中子数等于2,8,20,28,50,82,126的原子核特别稳定。这些数称为幻数。质子数和中子数都是幻数,称为双幻数核。
,在Z<20时n/p=1,原子核稳定。随着原子序数增加,n/p值增大,比值越大,稳定性越差。
原子核衰变
不稳定的原子核都会自发地转变成另一种核而同时放出射线,这种变化叫放射性衰变。原子核在衰变过程中放出的射线有三种:α射线、β射线和γ射线.
α射线是α粒子流,它是带正电的氦核。β射线是高速运动的电子流。
β衰变有β+和β-两种。β衰变时除放出正电子或负电子外,还放出中微子或反中微子。β-衰变是原子核内中子转变成质子(留在核内)同时放出一个电子和与电子相联系的反中微子。β+衰变是原子核内中子数较少,质子转变成中子(留在核内),同时放出一个正电子和一个中微子。
γ射线是光子流。通常是在α衰变或β衰变后形成新核时辐射出来的。这是因为放射性母核经上述衰变后,变成处于激发态的子核,子核在跃迁到正常态时,一般辐射出γ光子。
衰变前粒子的电荷总数和质量总数与衰变后所有粒子的电荷总数和质量总数相等
放射性衰变定律
t时刻样品中有N个核,在dt时间内有dN个发生衰变,有
t=0,N=N0,有
上式称为放射性衰变定律。
物理意义为:t时刻,每单位时间衰变的原子核数与该时刻原子核总数的比。越大,衰变越快。<br****惯上常用半衰期来表征放射性元素衰变的快慢。半衰期的定义是:原子核衰变到N=N0/2所需的时间。用T表示。
有时也用平均寿命τ表示衰变的快慢。平均寿命是指每个原子核衰变前存在的时间的平均值。
原子核的寿命为
平均寿命为
放射性活度(也称放射性强度)是指一个放射源,在单位时间内发生的核衰变次数。
在国际单位制中,放射性活度的单位是贝克勒尔(Bq)。1Bq表示每秒发生一次核磁性
电子是一种带电体,正如所有带电体一样,电子旋转时会产生一个磁场,因此,不同的原子往往有不同的磁学特性。
分子轨道理论可以很好地解释分子的磁性问题,例如氧气的顺磁性[16]。
逆磁性
一些物质的原子中电子磁矩互相抵消,合磁矩为零。当受到外加磁场作用时,电子轨道运动会发生变化,而且在与外加磁场的相反方向产生很小的合磁矩。常见的逆磁性金属有Bi、Cu、Ag、Au。
顺磁性
顺磁性物质的主要特点是原子或分子中含有没有完全抵消的电子磁矩,因而具有原子或分子磁矩。但是原子磁矩之间并无强的相互作用(一般为交换作用),因此原子磁矩在热骚动的影响下处于无规(混乱)排列状态,原子磁矩互相抵消而无合磁矩。但是当受到外加磁场作用时,这些原来在热骚动下混乱排列的原子磁矩便同时受到磁场作用使其趋向磁场排列和热骚动作用使其趋向混乱排列,因此总的效果是在外加磁场方向有一定的磁矩分量。这样便使磁化率(磁化强度与磁场强度之比)成为正值,但数值也是很小,一般顺磁物质的磁化率约为十万分之一(10-5),并且随温度的降低而增大。
常见的顺磁性物质有:氧气、一氧化氮、铂。
核性质
放射性
某些物质的原子核能发生衰变,放出我们肉眼看不见也感觉不到的射线,只能用专门的仪器才能探测到的射线。物质的这种性质叫放射性。
衰变
不稳定(即具有放射性)的原子核在放射出粒子及能量后可变得较为稳定,这个过程称为衰变(Radioactive decay)。这些粒子或能量(后者以电磁波方式射出)统称辐射(radiation)。由不稳定原子核发射出来的辐射可以是α粒子、β粒子、γ射线或中子。
放射性核素在衰变过程中,该核素的原子核数目会逐渐减少。衰变至只剩下原来质量一半所需的时间称为该核素的半衰期(half-life)。每种放射性核素都有其特定的半衰期,由几微秒到几百万年不等。
,核衰变是原子核自发产生的变化,它是一个量子跃迁过程,,它发生衰变的精确时刻是不能预知的,但作为一个整体,,它必定正比于当时存在的原子核数目N,显然也正比于时间间隔dt
衰变有3种:α衰变、β衰变和γ衰变。
核裂变(nuclear fission)
核裂变指是一个原子核分裂成几个原子核的