Номер 6, страница 127 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

XI. Квантовые явления. Решаем задачи - номер 6, страница 127.

Условие.

6. Допишите ядерные реакции.

1) ${}_{7}^{14}\text{N} + {}_{2}^{4}\text{He} \rightarrow \dots + {}_{1}^{1}\text{H}$

2) ${}_{4}^{9}\text{Be} + \dots \rightarrow {}_{6}^{12}\text{C} + {}_{0}^{1}n$

3) $\dots + {}_{1}^{1}\text{H} \rightarrow {}_{2}^{4}\text{He} + {}_{11}^{22}\text{Na}$

4) ${}_{13}^{27}\text{Al} + {}_{0}^{1}n \rightarrow {}_{2}^{4}\text{He} + \dots$

Решение.

① ${}_{7}^{14}N + {}_{2}^{4}He \rightarrow ... + {}_{1}^{1}H$

Решение

Для решения необходимо применить законы сохранения массового числа (A) и зарядового числа (Z) в ядерных реакциях. Сумма массовых чисел и сумма зарядовых чисел до реакции должны быть равны соответствующим суммам после реакции.

Пусть неизвестный элемент будет ${}_{Z}^{A}X$. Тогда реакция запишется в виде:

${}_{7}^{14}N + {}_{2}^{4}He \rightarrow {}_{Z}^{A}X + {}_{1}^{1}H$

Составим уравнения для массовых и зарядовых чисел:

1. Закон сохранения массового числа (верхние индексы):

$14 + 4 = A + 1$

$18 = A + 1$

$A = 18 - 1 = 17$

2. Закон сохранения зарядового числа (нижние индексы):

$7 + 2 = Z + 1$

$9 = Z + 1$

$Z = 9 - 1 = 8$

Элемент с зарядовым числом $Z = 8$ в периодической таблице Менделеева — это кислород (O). Таким образом, неизвестный продукт реакции — изотоп кислорода ${}_{8}^{17}O$.

Полное уравнение реакции:

${}_{7}^{14}N + {}_{2}^{4}He \rightarrow {}_{8}^{17}O + {}_{1}^{1}H$

Ответ: ${}_{8}^{17}O$

② ${}_{4}^{9}Be + ... \rightarrow {}_{6}^{12}C + {}_{0}^{1}n$

Решение

Обозначим неизвестную частицу как ${}_{Z}^{A}X$.

${}_{4}^{9}Be + {}_{Z}^{A}X \rightarrow {}_{6}^{12}C + {}_{0}^{1}n$

Применим законы сохранения.

1. Закон сохранения массового числа:

$9 + A = 12 + 1$

$9 + A = 13$

$A = 13 - 9 = 4$

2. Закон сохранения зарядового числа:

$4 + Z = 6 + 0$

$4 + Z = 6$

$Z = 6 - 4 = 2$

Частица с массовым числом $A = 4$ и зарядовым числом $Z = 2$ — это альфа-частица, ядро атома гелия (${}_{2}^{4}He$).

Полное уравнение реакции:

${}_{4}^{9}Be + {}_{2}^{4}He \rightarrow {}_{6}^{12}C + {}_{0}^{1}n$

Ответ: ${}_{2}^{4}He$

③ $... + {}_{1}^{1}H \rightarrow {}_{2}^{4}He + {}_{11}^{22}Na$

Решение

Обозначим неизвестное ядро как ${}_{Z}^{A}X$.

${}_{Z}^{A}X + {}_{1}^{1}H \rightarrow {}_{2}^{4}He + {}_{11}^{22}Na$

Применим законы сохранения.

1. Закон сохранения массового числа:

$A + 1 = 4 + 22$

$A + 1 = 26$

$A = 26 - 1 = 25$

2. Закон сохранения зарядового числа:

$Z + 1 = 2 + 11$

$Z + 1 = 13$

$Z = 13 - 1 = 12$

Элемент с зарядовым числом $Z = 12$ — это магний (Mg). Таким образом, неизвестное ядро — это изотоп магния ${}_{12}^{25}Mg$.

Полное уравнение реакции:

${}_{12}^{25}Mg + {}_{1}^{1}H \rightarrow {}_{2}^{4}He + {}_{11}^{22}Na$

Ответ: ${}_{12}^{25}Mg$

④ ${}_{13}^{27}Al + {}_{0}^{1}n \rightarrow {}_{2}^{4}He + ...$

Решение

Обозначим неизвестный продукт реакции как ${}_{Z}^{A}X$.

${}_{13}^{27}Al + {}_{0}^{1}n \rightarrow {}_{2}^{4}He + {}_{Z}^{A}X$

Применим законы сохранения.

1. Закон сохранения массового числа:

$27 + 1 = 4 + A$

$28 = 4 + A$

$A = 28 - 4 = 24$

2. Закон сохранения зарядового числа:

$13 + 0 = 2 + Z$

$13 = 2 + Z$

$Z = 13 - 2 = 11$

Элемент с зарядовым числом $Z = 11$ — это натрий (Na). Таким образом, неизвестный продукт реакции — изотоп натрия ${}_{11}^{24}Na$.

Полное уравнение реакции:

${}_{13}^{27}Al + {}_{0}^{1}n \rightarrow {}_{2}^{4}He + {}_{11}^{24}Na$

Ответ: ${}_{11}^{24}Na$