Ответьте на вопросы, страница 235 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Каким способом один химический элемент можно превратить в другой?

2. Возможно ли превращение одного элемента в другой в результате химической реакции?

1. Каким способом один химический элемент можно превратить в другой?

Превращение одного химического элемента в другой возможно только путем изменения состава атомного ядра, а именно — изменения числа протонов в нем. Такие процессы называются ядерными реакциями. В отличие от химических реакций, которые затрагивают только электронные оболочки атомов, ядерные реакции изменяют сами ядра. Существует несколько основных способов осуществления таких превращений.

Радиоактивный распад: нестабильные ядра самопроизвольно превращаются в ядра других элементов, испуская при этом различные частицы. Например, при альфа-распаде ядро испускает альфа-частицу (ядро гелия $^4_2\text{He}$), в результате чего заряд ядра уменьшается на 2, и образуется новый элемент: $^{238}_{92}\text{U} \rightarrow ^{234}_{90}\text{Th} + ^4_2\text{He}$. При бета-распаде в ядре один из нейтронов превращается в протон с испусканием электрона, что увеличивает заряд ядра на 1: $^{14}_{6}\text{C} \rightarrow ^{14}_{7}\text{N} + e^- + \bar{\nu}_e$.

Искусственные ядерные реакции: бомбардировка ядер одного элемента частицами (протонами, нейтронами, альфа-частицами) в ускорителях или ядерных реакторах, что приводит к образованию ядер другого элемента. Классический пример — первая искусственная трансмутация, осуществленная Э. Резерфордом в 1919 году: $^{14}_{7}\text{N} + ^4_2\text{He} \rightarrow ^{17}_{8}\text{O} + ^1_1\text{H}$.

Ядерное деление и синтез: превращение элементов также происходит в реакциях деления тяжелых ядер на более легкие (например, в ядерных реакторах) и в реакциях синтеза, когда из более легких ядер образуются более тяжелые (например, в недрах звезд).

Ответ: Один химический элемент можно превратить в другой только с помощью ядерных реакций, которые изменяют число протонов в атомном ядре.

2. Возможно ли превращение одного элемента в другой в результате химической реакции?

Нет, такое превращение невозможно. Химические реакции представляют собой процессы, в ходе которых происходит лишь перераспределение электронов на внешних электронных оболочках атомов — образуются и рвутся химические связи. При этом ядра атомов, которые и определяют принадлежность атома к тому или иному химическому элементу, остаются абсолютно неизменными.

Поскольку химический элемент однозначно характеризуется зарядом своего ядра (то есть количеством протонов), а в ходе химической реакции это число не меняется, то и сам элемент не может превратиться в другой. Например, в реакции горения метана ($CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O$) атомы углерода, водорода и кислорода лишь перегруппировываются, образуя новые молекулы диоксида углерода и воды, но сами по себе остаются атомами тех же элементов. Именно по этой причине была неосуществима мечта алхимиков превратить неблагородные металлы, например, свинец, в золото с помощью химических манипуляций.

Ответ: Нет, в результате химической реакции превращение одного элемента в другой невозможно, так как химические реакции не затрагивают атомные ядра.