Номер 4, страница 32 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы и задания. §3. Неустойчивые атомы. Глава 1. От атома до вещества - номер 4, страница 32.

4. Есть ли радиоактивные изотопы у кислорода?

Да, у кислорода существуют радиоактивные изотопы. Чтобы понять, почему это так, необходимо рассмотреть понятия изотопов и радиоактивности.

Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов в ядре, но разное число нейтронов. Так как химические свойства элемента определяются числом протонов (и, соответственно, электронов), все изотопы одного элемента химически ведут себя практически одинаково. Однако из-за разного числа нейтронов у них различается массовое число (сумма протонов и нейтронов) и физические свойства, в частности, стабильность ядра.

Радиоактивность — это способность нестабильных атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в ядра других элементов, что сопровождается испусканием частиц (например, альфа- или бета-частиц) и/или энергии в виде гамма-квантов. Стабильность ядра определяется соотношением числа протонов и нейтронов. Для легких элементов наиболее стабильны ядра, у которых число нейтронов примерно равно числу протонов. Значительное отклонение от этого соотношения делает ядро нестабильным, то есть радиоактивным.

Кислород (химический символ O) имеет в таблице Менделеева порядковый номер 8. Это означает, что в ядре любого изотопа кислорода всегда находится ровно 8 протонов.

В природе существуют три стабильных изотопа кислорода:

• Кислород-16 ($^{16}_{8}O$): содержит 8 протонов и 8 нейтронов. Это самый распространенный изотоп, его содержание в природе составляет около 99,76%.
• Кислород-17 ($^{17}_{8}O$): содержит 8 протонов и 9 нейтронов.
• Кислород-18 ($^{18}_{8}O$): содержит 8 протонов и 10 нейтронов.

Все остальные известные изотопы кислорода, которых на данный момент насчитывается более десятка (с массовыми числами от 11 до 28), являются радиоактивными. Они не встречаются в природе в значимых количествах, так как имеют короткие периоды полураспада, и их получают искусственно в ходе ядерных реакций.

Некоторые примеры радиоактивных изотопов кислорода:

• Кислород-15 ($^{15}O$): имеет 8 протонов и 7 нейтронов (недостаток нейтронов). Период полураспада составляет всего 122,24 секунды. Он распадается путем позитронного распада ($β^+$) в стабильный азот-15. Этот изотоп активно используется в медицине в позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) для визуализации кровотока и метаболических процессов.
  Реакция распада: $^{15}_{8}O \rightarrow ^{15}_{7}N + e^+ + \nu_e$
• Кислород-19 ($^{19}O$): имеет 8 протонов и 11 нейтронов (избыток нейтронов). Период полураспада — 26,88 секунды. Он претерпевает бета-минус распад ($β^−$), превращаясь в стабильный фтор-19.
  Реакция распада: $^{19}_{8}O \rightarrow ^{19}_{9}F + e^- + \bar{\nu}_e$

Таким образом, у кислорода есть как стабильные, так и радиоактивные изотопы.

Ответ: Да, у кислорода есть радиоактивные изотопы. Все изотопы кислорода, за исключением стабильных $^{16}O$, $^{17}O$ и $^{18}O$, являются радиоактивными. Они имеют короткий период полураспада и получаются искусственным путем.