Номер 6, страница 250 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.6. При $\mathrm{\alpha }$-распаде ядра атома кюрия ${}^{245}\mathrm{Cm}$ образуется радиоактивный изотоп элемента X, ядро которого, в свою очередь, претерпевает $\mathrm{\beta }$-распад. Напишите уравнения этих ядерных реакций.

Решение:

Задача описывает цепочку из двух последовательных радиоактивных распадов. Сначала ядро кюрия-245 претерпевает α-распад, а затем образовавшееся дочернее ядро претерпевает β-распад. Необходимо записать уравнения для обеих ядерных реакций.

1. Уравнение α-распада ядра кюрия-245 ($^{245}Cm$)

Альфа-распад — это вид радиоактивного распада, при котором ядро испускает альфа-частицу, которая является ядром атома гелия ($_{2}^{4}He$). В результате массовое число исходного ядра (A) уменьшается на 4, а его зарядовое число (Z), равное числу протонов, уменьшается на 2.

Исходное ядро — кюрий-245 ($^{245}Cm$). Согласно периодической таблице элементов, порядковый номер кюрия (Cm) равен 96. Следовательно, его зарядовое число $Z=96$.

Запишем уравнение реакции, используя законы сохранения массового и зарядового чисел:
$_{96}^{245}Cm \rightarrow _{96-2}^{245-4}X + _{2}^{4}He$

В результате распада образуется ядро нового элемента X с массовым числом $A = 241$ и зарядовым числом $Z = 94$. Элемент с порядковым номером 94 в периодической таблице — это плутоний (Pu).

Следовательно, полное уравнение первой реакции:
$_{96}^{245}Cm \rightarrow _{94}^{241}Pu + _{2}^{4}He$

2. Уравнение β-распада образовавшегося изотопа ($_{94}^{241}Pu$)

Продукт первой реакции, радиоактивный изотоп плутоний-241 ($_{94}^{241}Pu$), в свою очередь, претерпевает β-распад.

При β⁻-распаде один из нейтронов в ядре превращается в протон, при этом из ядра испускается электрон (β⁻-частица, $_{ -1}^{0}e$). В результате этого процесса массовое число ядра (A) не изменяется, а зарядовое число (Z) увеличивается на 1.

Запишем уравнение реакции для β-распада плутония-241:
$_{94}^{241}Pu \rightarrow _{94+1}^{241}Y + _{-1}^{0}e$

В результате образуется ядро элемента Y с массовым числом $A = 241$ и зарядовым числом $Z = 95$. Элемент с порядковым номером 95 — это америций (Am).

Следовательно, полное уравнение второй реакции:
$_{94}^{241}Pu \rightarrow _{95}^{241}Am + _{-1}^{0}e$

Ответ:

Уравнение α-распада кюрия-245:
$_{96}^{245}Cm \rightarrow _{94}^{241}Pu + _{2}^{4}He$

Уравнение β-распада плутония-241:
$_{94}^{241}Pu \rightarrow _{95}^{241}Am + _{-1}^{0}e$