核性質(zhì)

2016/10/14 13:41:23

核性質(zhì)

放射性

某些物質(zhì)的原子核能發(fā)生衰變，放出我們?nèi)庋劭床灰娨哺杏X不到的射線，只能用專門的儀器才能探測到的射線。物質(zhì)的這種性質(zhì)叫放射性。

衰變　

不穩(wěn)定(即具有放射性)的原子核在放射出粒子及能量后可變得較為穩(wěn)定，這個過程稱為衰變（Radioactive decay）。這些粒子或能量（后者以電磁波方式射出）統(tǒng)稱輻射（radiation）。由不穩(wěn)定原子核發(fā)射出來的輻射可以是α（氦原子核）粒子、β（電子或正電子）粒子、γ射線或中子。

放射性核素在衰變過程中，該核素的原子核數(shù)目會逐漸減少。衰變至只剩下原來質(zhì)量一半所需的時間稱為該核素的半衰期（half-life）。每種放射性核素都有其特定的半衰期，由幾微秒到幾百萬年不等。

原子核由于放出某種粒子而變?yōu)樾潞说默F(xiàn)象．原子核是一個量子體系，核衰變是原子核自發(fā)產(chǎn)生的變化，它是一個量子躍遷過程，它服從量子統(tǒng)計規(guī)律．對任何一個放射性核素，它發(fā)生衰變的精確時刻是不能預知的，但作為一個整體，衰變的規(guī)律十分明確．若在dt時間間隔內(nèi)發(fā)生核衰變的數(shù)目為dN，它必定正比于當時存在的原子核數(shù)目N，顯然也正比于時間間隔dt

衰變有3種：α衰變 、β衰變和γ衰變。

核裂變（nuclear fission）

核裂變指是一個原子核分裂成幾個原子核的變化，核裂變通常由中子轟擊質(zhì)量數(shù)較大的原子核引起，原子核裂變后會形成兩個質(zhì)量相當?shù)牟糠郑�并放出能量，有時會導致鏈式反應的發(fā)生。

核聚變（nuclear fusion）　

當多個粒子聚集形成更重的原子核時，就會發(fā)生核聚變，例如兩個核之間的高能碰撞。常見的核聚變發(fā)生于氘與氚之間。 核聚變是指由質(zhì)量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變，如太陽發(fā)光發(fā)熱的能量來源。

在太陽的核心，質(zhì)子需要3-10KeV的能量才能夠克服它們之間的相互排斥，也就是庫倫障壁，進而融合起來形成一個新的核。

光譜

主條目：原子軌道

在穩(wěn)定狀態(tài)下，原子中的電子位于離核最近的軌道上，這時的原子就被稱為基態(tài)原子；電子吸收能量后躍遷到更高的軌道上，這時原子就處于激發(fā)態(tài)。由于原子的軌道是量子化的，因此原子的能量發(fā)生變化時，會吸收（放出）特定的能量，產(chǎn)生不同的光譜圖像，古斯塔夫·羅伯特·基爾霍夫（Gustav Robert Kirchhoff）和羅伯特·威廉·本生（Robert Wilhelm Bunson）最早應用這一性質(zhì)對不同元素的原子進行鑒定。

焰色反應（flame test）

當原子的光譜落在可見光區(qū)時，肉眼就可以看見不同的顏色，這是有些元素的原子在灼燒時引起火焰顏色變化的原因，這種變化被稱為焰色反應，可以粗略地檢測某些元素原子的存在。

下表給出部分金屬（或金屬離子）焰色反應產(chǎn)生的顏色

類別 鋰離子 鈉離子 鉀離子 銣離子 鈣離子 鍶離子 鋇離子 銅離子
顏色 紫紅 黃 淡紫 紫 磚紅 洋紅 黃綠 綠
價電子

價電子是原子參與化學反應的電子數(shù)，價電子數(shù)與原子的化學性質(zhì)密切相關，對于主族元素來說，價電子數(shù)等于其最外層電子數(shù)；對于副族元素，價電子數(shù)包括最外層電子數(shù)和次外層的d（有時還包括f）軌道的電子數(shù)，元素周期表中通常會用電子排布式標示一個特定元素的價電子。根據(jù)價電子的不同，元素周期表可以分為s區(qū)、p區(qū)、d區(qū)、ds區(qū)、f區(qū)。

化合價

電離能

電離能的大小反映了原子失去電子的難易。電離能愈小，原子失去電子愈易，反之同理；電離能的大小和原子的有效電荷、原子半徑和電子排布有很大關系。

第一電離能

基態(tài)氣體原子失去電子成為帶一個正電荷的氣態(tài)正離子所需的能量稱為第一電離能，一般來說，若不作說明，電離能即第一電離能。

1st～10th