Номер 15, страница 22, часть 1 - гдз по химии 10 класс учебник Оспанова, Аухадиева

15. Один из несуществующих в природе химических элементов резерфордий $ _{104}^{260} \text{Rf} $ был получен при облучении $ _{94}^{242} \text{Pu} $ ядрами неона $ _{10}^{22} \text{Ne} $ в мощном ускорителе (1964 г., Россия, г. Дубна). Какие частицы, кроме атомов резерфордия, образуются в этой ядерной реакции? Напишите это уравнение.

Дано:

Ядерная реакция синтеза резерфордия ($_{104}^{260}Rf$) из плутония-242 ($_{94}^{242}Pu$) и неона-22 ($_{10}^{22}Ne$).

Найти:

Неизвестные частицы, образующиеся в реакции. Уравнение ядерной реакции.

Решение:

Для определения неизвестных частиц и составления полного уравнения ядерной реакции необходимо применить законы сохранения заряда (зарядового числа) и массы (массового числа).

Запишем схему реакции, где исходными частицами являются ядро плутония-242 и ядро неона-22, а продуктами — ядро резерфордия-260 и неизвестные частицы, которые мы обозначим как $k \cdot _{Z}^{A}X$ (где $\text{k}$ — количество частиц, $\text{A}$ — их массовое число, $\text{Z}$ — зарядовое число):

$_{94}^{242}Pu + _{10}^{22}Ne \rightarrow _{104}^{260}Rf + k \cdot _{Z}^{A}X$

1. Применим закон сохранения заряда. Сумма зарядовых чисел (нижних индексов) до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел после реакции:

$94 + 10 = 104 + k \cdot Z$

$104 = 104 + k \cdot Z$

Из этого уравнения следует, что $k \cdot Z = 0$. Это означает, что суммарный заряд образующихся неизвестных частиц равен нулю.

2. Применим закон сохранения массового числа. Сумма массовых чисел (верхних индексов) до реакции должна быть равна сумме массовых чисел после реакции:

$242 + 22 = 260 + k \cdot A$

$264 = 260 + k \cdot A$

Отсюда находим суммарное массовое число неизвестных частиц: $k \cdot A = 264 - 260 = 4$.

Итак, в результате реакции должны образоваться частицы, у которых суммарный заряд равен 0, а суммарное массовое число равно 4.

Частица с зарядовым числом $Z=0$ и массовым числом $A=1$ — это нейтрон ($_{0}^{1}n$).

Чтобы получить суммарное массовое число 4 при нулевом заряде, необходимо, чтобы в реакции образовалось 4 нейтрона ($k=4$).

Таким образом, полное уравнение ядерной реакции имеет вид:

$_{94}^{242}Pu + _{10}^{22}Ne \rightarrow _{104}^{260}Rf + 4_{0}^{1}n$

Ответ: В этой ядерной реакции, кроме атомов резерфордия, образуются четыре нейтрона. Уравнение реакции: $_{94}^{242}Pu + _{10}^{22}Ne \rightarrow _{104}^{260}Rf + 4_{0}^{1}n$.