Номер 4, страница 176 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

4. Объясните смысл открытия Содди.

4. Объясните смысл открытия Содди.

Открытие английского ученого Фредерика Содди, сделанное им совместно с Казимиром Фаянсом, заключается в формулировке так называемого закона радиоактивных смещений (правила смещения Содди-Фаянса). Этот закон описывает, как изменяются массовое число ($ A $) и зарядовое число ($ Z $) атомного ядра в результате альфа- и бета-распадов.

Правила смещения:
1. При альфа-распаде ядро испускает $ \alpha $-частицу ($ {}_2^4\text{He} $). В результате образуется ядро нового элемента, который в периодической системе Менделеева расположен на две клетки левее исходного (зарядовое число $ Z $ уменьшается на 2), а его массовое число $ A $ уменьшается на 4.
2. При бета-распаде ($ \beta^- $-распаде) ядро испускает электрон ($ {}_{-1}^0\text{e} $). В результате образуется ядро нового элемента, который расположен на одну клетку правее исходного (зарядовое число $ Z $ увеличивается на 1), а его массовое число $ A $ не изменяется.

Смысл и значение открытия Содди:
Главный смысл открытия Содди заключается в том, что оно привело к фундаментальному понятию изотопов. Анализируя цепочки радиоактивных превращений, Содди обнаружил, что в результате разных распадов могут возникать атомы, которые, имея разную атомную массу и разные радиоактивные свойства, занимают одно и то же место в периодической таблице. То есть, они были химически неотличимы. Содди назвал такие разновидности атомов одного и того же элемента изотопами (от греч. «изос» — одинаковый и «топос» — место).

Таким образом, открытие Содди имело огромное значение:
1. Доказательство существования изотопов: Было показано, что один и тот же химический элемент может состоять из атомов с разной массой. Это разрушило представление о том, что все атомы одного элемента абсолютно идентичны.
2. Понимание природы радиоактивности: Закон смещений наглядно продемонстрировал, что радиоактивность — это процесс превращения одних химических элементов в другие, происходящий внутри атомного ядра.
3. Предсказательная сила: Закон позволил предсказывать, какие элементы будут образовываться в ходе радиоактивных распадов, и выстраивать полные цепочки радиоактивных семейств (урана, тория, актиния).

Ответ: Смысл открытия Содди (закона радиоактивных смещений) заключается в установлении правил превращения химических элементов при радиоактивном распаде и, как следствие, в открытии изотопов — разновидностей атомов одного элемента с разной массой. Это открытие доказало, что радиоактивность является ядерным процессом, и заложило основы современной ядерной физики и радиохимии.