Номер 44, страница 24, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Квантовая физика. Глава VI. Атомное ядро и ядерная энергетика. Параграф 25. Атомное ядро - номер 44, страница 24.

Условие.

44. Какой элемент образовался в результате одного $\alpha$-распада и двух $\beta$-распадов радиоактивного ядра свинца $_{82}^{212}\text{Pb}$? Напишите уравнение этой реакции.

Решение.

Дано:

Исходное ядро: свинец-212 ($^{212}_{82}\text{Pb}$)

Происходящие распады: один $\alpha$-распад и два $\beta$-распада.

Найти:

Конечный элемент.

Уравнение реакции.

Решение:

Процесс радиоактивного распада подчиняется правилам смещения, которые являются следствием законов сохранения массового числа и заряда. Запишем общую схему реакции, обозначив конечный элемент как $^A_Z\text{X}$.

$\alpha$-распад — это испускание ядром $\alpha$-частицы, которая является ядром атома гелия ($^4_2\text{He}$). При этом массовое число ядра ($\text{A}$) уменьшается на 4, а зарядовое число ($\text{Z}$) — на 2.

$\beta$-распад — это испускание ядром электрона ($^0_{-1}\text{e}$). При этом массовое число ядра ($\text{A}$) не изменяется, а зарядовое число ($\text{Z}$) увеличивается на 1.

Запишем суммарное уравнение для одного $\alpha$-распада и двух $\beta$-распадов, происходящих с ядром свинца $^{212}_{82}\text{Pb}$:

$^{212}_{82}\text{Pb} \rightarrow ^A_Z\text{X} + ^4_2\text{He} + 2 \cdot (^0_{-1}\text{e})$

Применим закон сохранения массового числа (сумма массовых чисел продуктов реакции равна массовому числу исходного ядра):

$212 = A + 4 + 2 \cdot 0$

$A = 212 - 4 = 208$

Применим закон сохранения заряда (сумма зарядов продуктов реакции равна заряду исходного ядра):

$82 = Z + 2 + 2 \cdot (-1)$

$82 = Z + 2 - 2$

$Z = 82$

Таким образом, в результате реакции образовалось ядро с массовым числом $A=208$ и зарядовым числом $Z=82$.

Элемент с порядковым номером $Z=82$ в периодической системе элементов Д. И. Менделеева — это свинец ($\text{Pb}$). Следовательно, конечным продуктом является изотоп свинца $^{208}_{82}\text{Pb}$.

Полное уравнение реакции имеет вид:

$^{212}_{82}\text{Pb} \rightarrow ^{208}_{82}\text{Pb} + ^4_2\text{He} + 2^0_{-1}\text{e}$

Ответ: В результате одного $\alpha$-распада и двух $\beta$-распадов радиоактивного ядра свинца $^{212}_{82}\text{Pb}$ образовался изотоп свинца $^{208}_{82}\text{Pb}$. Уравнение реакции: $^{212}_{82}\text{Pb} \rightarrow ^{208}_{82}\text{Pb} + ^4_2\text{He} + 2^0_{-1}\text{e}$.