Номер 73.13, страница 249 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 73. Радиоактивный распад. Глава 10. Квантовые явления - номер 73.13, страница 249.

73.13[1669] Почему не меняются химические свойства элемента после испускания ядром $\gamma$-кванта?

Химические свойства любого химического элемента определяются строением электронной оболочки его атомов, а именно количеством электронов и их распределением по энергетическим уровням. В свою очередь, количество электронов в нейтральном атоме равно количеству протонов в ядре. Число протонов, или зарядовое число $Z$, является уникальной характеристикой каждого элемента и определяет его положение в периодической системе Д. И. Менделеева.

Процесс испускания ядром $\gamma$-кванта (гамма-распад) — это переход атомного ядра из возбужденного энергетического состояния в состояние с более низкой энергией (основное или менее возбужденное). Этот переход сопровождается излучением фотона высокой энергии, который и называется $\gamma$-квантом. Сам по себе $\gamma$-квант является частицей электромагнитного излучения, он не имеет электрического заряда и массы покоя.

Схематически этот процесс можно записать так:

$ _Z^A X^* \rightarrow _Z^A X + \gamma $

Здесь $X^*$ — ядро химического элемента в возбужденном состоянии, $X$ — то же самое ядро в состоянии с меньшей энергией, $A$ — массовое число (суммарное число протонов и нейтронов), $Z$ — зарядовое число (число протонов).

Из этой схемы видно, что в результате испускания $\gamma$-кванта ни массовое число $A$, ни зарядовое число $Z$ ядра не изменяются. Это означает, что состав ядра (количество протонов и нейтронов) остается прежним. Поскольку число протонов в ядре не меняется, заряд ядра также остается неизменным. Следовательно, количество электронов в электронной оболочке атома и их конфигурация не претерпевают изменений. А раз строение электронной оболочки не изменилось, то и химические свойства элемента остаются прежними.

Ответ: Химические свойства элемента определяются зарядом его атомного ядра (то есть числом протонов), так как он определяет число и конфигурацию электронов в атоме. При испускании $\gamma$-кванта ядро лишь теряет избыточную энергию, но его зарядовое и массовое числа не изменяются. Поскольку заряд ядра остается прежним, элемент не превращается в другой, и его химические свойства не меняются.