Номер 413, страница 160 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Московкина, Волков

9 класс. Строение атома. Ядерные реакции. Период полураспада - номер 413, страница 160.

Условие.

413. Какой элемент X получил Резерфорд, искусственно осуществив ядерное превращение: $\text{}_{7}^{14}\text{N} + \text{}_{2}^{4}\text{He} \rightarrow \text{}_{8}^{17}\text{O} + \text{X}?$

Решение.

Дано:

Задано уравнение ядерной реакции: $${}_{7}^{14}\text{N} + {}_{2}^{4}\text{He} \t°{}_{8}^{17}\text{O} + {}_{Z}^{A}\text{X}$$

Найти:

Неизвестный элемент X.

Решение:

Для определения неизвестного элемента X необходимо применить законы сохранения массового и зарядового чисел, которые выполняются в ядерных реакциях.

1. Закон сохранения массового числа (A). Сумма массовых чисел (верхние индексы) частиц, вступающих в реакцию, равна сумме массовых чисел продуктов реакции.

Запишем уравнение для массовых чисел:

$14 + 4 = 17 + A$

$18 = 17 + A$

Отсюда находим массовое число A частицы X:

$A = 18 - 17 = 1$

2. Закон сохранения зарядового числа (Z). Сумма зарядовых чисел (нижние индексы) частиц, вступающих в реакцию, равна сумме зарядовых чисел продуктов реакции.

Запишем уравнение для зарядовых чисел:

$7 + 2 = 8 + Z$

$9 = 8 + Z$

Отсюда находим зарядовое число Z частицы X:

$Z = 9 - 8 = 1$

Итак, неизвестная частица X имеет массовое число $A = 1$ и зарядовое число $Z = 1$. Частица с такими характеристиками является протоном, который представляет собой ядро атома водорода. Обозначение протона — ${}_{1}^{1}\text{p}$ или ${}_{1}^{1}\text{H}$.

Таким образом, Резерфорд в результате этого искусственного ядерного превращения получил протон.

Полное уравнение реакции выглядит так:

$${}_{7}^{14}\text{N} + {}_{2}^{4}\text{He} \t°{}_{8}^{17}\text{O} + {}_{1}^{1}\text{p}$$

Ответ: Неизвестный элемент X — это протон (${}_{1}^{1}\text{p}$), то есть ядро атома водорода.