Номер 9, страница 250 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

10.9. Некоторый нуклид в результате трёх последовательных а-распадов превратился в полоний-218, ${}_{84}{}^{218}\mathrm{Po}.$ Напишите формулу исходного нуклида с указанием заряда и массового числа.

Дано:

Конечный нуклид: полоний-218 ($_{84}^{218}\text{Po}$)
Процесс: 3 последовательных $\alpha$-распада

Найти:

Формулу исходного нуклида ($_{Z}^{A}\text{X}$)

Решение:

Обозначим искомый исходный нуклид как $_{Z}^{A}\text{X}$, где $A$ – массовое число (сумма протонов и нейтронов в ядре), а $Z$ – зарядовое число (число протонов, порядковый номер в таблице Менделеева).

Альфа-распад ($\alpha$-распад) представляет собой испускание ядром атома альфа-частицы, которая является ядром гелия $_{2}^{4}\text{He}$. При каждом $\alpha$-распаде массовое число нуклида уменьшается на 4, а зарядовое число – на 2.

Поскольку в задаче произошло три последовательных альфа-распада, мы можем записать общую схему ядерного превращения:
$_{Z}^{A}\text{X} \rightarrow _{84}^{218}\text{Po} + 3 \cdot (_{2}^{4}\text{He})$

Для решения задачи воспользуемся законами сохранения массового и зарядового чисел в ядерных реакциях. Сумма массовых чисел и сумма зарядовых чисел до реакции должны быть равны соответствующим суммам после реакции.

1. Закон сохранения массового числа (верхние индексы):
Массовое число исходного нуклида $A$ равно сумме массового числа конечного нуклида (полония) и суммарного массового числа трех испущенных альфа-частиц.
$A = 218 + 3 \cdot 4$
$A = 218 + 12$
$A = 230$

2. Закон сохранения зарядового числа (нижние индексы):
Зарядовое число исходного нуклида $Z$ равно сумме зарядового числа конечного нуклида (полония) и суммарного зарядового числа трех испущенных альфа-частиц.
$Z = 84 + 3 \cdot 2$
$Z = 84 + 6$
$Z = 90$

Таким образом, мы определили, что исходный нуклид имел массовое число $A = 230$ и зарядовое число $Z = 90$.

Обратившись к периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, находим, что элемент с порядковым номером 90 – это торий (Th).

Следовательно, формула исходного нуклида – $_{90}^{230}\text{Th}$.

Ответ: Формула исходного нуклида – $_{90}^{230}\text{Th}$ (торий-230).