Номер 1, страница 317 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

1. Фосфор ${}_{15}^{32}\text{P}$ испытал $\beta^{-}$-распад. Какой заряд и массовое число будет у нового элемента? Какой это элемент?

1) ${}_{14}^{28}\text{Si}$

2) ${}_{15}^{31}\text{P}$

3) ${}_{16}^{32}\text{S}$

4) ${}_{7}^{14}\text{Na}$

1. Дано:

Исходный элемент: Фосфор-32, $ ^{32}_{15}P $.
Тип распада: $β^−$-распад (бета-минус распад).

Найти:

Зарядовое число нового элемента (Z') - ?
Массовое число нового элемента (A') - ?
Какой это элемент - ?

Решение:

$β^−$-распад — это тип радиоактивного распада, при котором один из нейтронов в ядре атома превращается в протон, при этом испускается электрон ($β^−$-частица) и электронное антинейтрино.

Общее уравнение $β^−$-распада выглядит так: $ ^{A}_{Z}X \rightarrow ^{A}_{Z+1}Y + ^{0}_{-1}e + \bar{\nu}_e $ где:

• $X$ – исходное ядро,
• $Y$ – дочернее ядро,
• $A$ – массовое число (количество протонов и нейтронов),
• $Z$ – зарядовое число (количество протонов),
• $ ^{0}_{-1}e $ – электрон (бета-частица),
• $ \bar{\nu}_e $ – электронное антинейтрино.

При любом ядерном превращении выполняются законы сохранения массового числа и заряда. Это означает, что сумма массовых чисел и сумма зарядовых чисел до реакции должны быть равны соответствующим суммам после реакции.

Запишем уравнение реакции для распада фосфора-32 ($^{32}_{15}P$): $ ^{32}_{15}P \rightarrow ^{A'}_{Z'}Y + ^{0}_{-1}e + \bar{\nu}_e $

Применим закон сохранения массового числа: $ 32 = A' + 0 $ Отсюда массовое число нового элемента $ A' = 32 $.

Применим закон сохранения заряда: $ 15 = Z' + (-1) $ $ 15 = Z' - 1 $ Отсюда зарядовое число нового элемента $ Z' = 15 + 1 = 16 $.

Таким образом, у нового элемента массовое число равно 32, а зарядовое число (порядковый номер в таблице Менделеева) равно 16. Элемент с порядковым номером 16 – это сера (S).

Следовательно, в результате $β^−$-распада фосфора-32 образуется сера-32: $ ^{32}_{15}P \rightarrow ^{32}_{16}S + ^{0}_{-1}e + \bar{\nu}_e $

Сравнивая полученный результат с предложенными вариантами, видим, что правильный ответ находится под номером 3.

Ответ: Зарядовое число нового элемента – 16, массовое число – 32. Это элемент сера ($^{32}_{16}S$). Правильный вариант ответа: 3).