Номер 11.64, страница 218 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Квантовая физика. Глава 11. Атомная и ядерная физика. Радиоактивность - номер 11.64, страница 218.

Условие.

11.64. Для некоторых атомов характерной особенностью является возможность захвата ядром одного из ближайших к нему электронов, при этом ядро испускает электронное нейтрино. Определите, как при этом меняется:

а) массовое число;

б) зарядовое число.

Решение.

Решение

Процесс, описанный в задаче, называется электронным захватом (или К-захватом). Ядро атома захватывает один из электронов со своей электронной оболочки (обычно с ближайшей к ядру К-оболочки). Внутри ядра один из протонов ($\text{p}$) взаимодействует с захваченным электроном ($e^{-}$), в результате чего образуется нейтрон ($\text{n}$) и испускается электронное нейтрино ($\nu_{e}$).

Реакция, происходящая с одним протоном в ядре, выглядит следующим образом:

$p + e^{-} \rightarrow n + \nu_{e}$

Если исходный химический элемент обозначить как $ _{Z}^{A}X $, где $\text{A}$ – массовое число (общее число протонов и нейтронов), а $\text{Z}$ – зарядовое число (число протонов), то в результате электронного захвата образуется новый элемент $ _{Z'}^{A'}Y $.

а) массовое число

Массовое число $\text{A}$ представляет собой общее количество нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре. В процессе электронного захвата один протон превращается в один нейтрон. Таким образом, один нуклон (протон) заменяется другим нуклоном (нейтроном), и общее число нуклонов в ядре не изменяется.

Новое массовое число $A' = (Z-1) + (N+1) = Z+N = A$.

Следовательно, массовое число ядра остается неизменным.

Ответ: массовое число не меняется.

б) зарядовое число

Зарядовое число $\text{Z}$ определяется количеством протонов в ядре. Так как в ходе реакции один протон превращается в нейтрон, количество протонов в ядре уменьшается на единицу.

Новое зарядовое число $Z' = Z - 1$.

В результате образуется ядро другого химического элемента, расположенного в таблице Менделеева на одну клетку левее исходного.

Ответ: зарядовое число уменьшается на 1.