Номер 7, страница 25 - гдз по физике 9 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. ТЗ-12. Строение атома и атомного ядра - номер 7, страница 25.

Условие.

7. Допишите ядерные реакции:

$ {}_{3}^{6}\text{Li} + {}_{1}^{1}\text{H} \rightarrow ? + {}_{2}^{4}\text{He}, $

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

$ ? + {}_{1}^{1}\text{H} \rightarrow {}_{11}^{22}\text{N} + {}_{2}^{4}\text{He}. $

Решение.

$ _{3}^{6}\textrm{Li} + _{1}^{1}\textrm{H} \rightarrow ? + _{2}^{4}\textrm{He} $

Решение

В любой ядерной реакции должны сохраняться общее массовое число (сумма верхних индексов) и общий заряд (сумма нижних индексов). Обозначим неизвестный продукт реакции как $_{Z}^{A}X$.

Составим уравнение для сохранения массового числа:

$6 + 1 = A + 4$

$7 = A + 4 \Rightarrow A = 3$

Составим уравнение для сохранения заряда:

$3 + 1 = Z + 2$

$4 = Z + 2 \Rightarrow Z = 2$

Следовательно, неизвестный продукт — это ядро с массовым числом 3 и зарядовым числом 2. По таблице Менделеева находим, что элемент с $Z=2$ — это гелий (He). Таким образом, мы получили изотоп гелий-3.

Ответ: $ _{3}^{6}\textrm{Li} + _{1}^{1}\textrm{H} \rightarrow _{2}^{3}\textrm{He} + _{2}^{4}\textrm{He} $

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

Решение

Применим законы сохранения массового и зарядового чисел для данной реакции. Пусть неизвестное ядро — $_{Z}^{A}X$.

Закон сохранения массового числа: $27 + 1 = A + 4 \Rightarrow 28 = A + 4 \Rightarrow A = 24$.

Закон сохранения зарядового числа: $13 + 0 = Z + 2 \Rightarrow 13 = Z + 2 \Rightarrow Z = 11$.

Элемент с зарядовым числом $Z=11$ — это натрий (Na). Следовательно, в результате реакции образуется изотоп натрий-24.

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

$ ? + _{1}^{1}\textrm{H} \rightarrow _{11}^{22}\textrm{N} + _{2}^{4}\textrm{He} $

Решение

Примечание: в записи продукта реакции $_{11}^{22}\textrm{N}$ допущена ошибка, так как элемент с зарядовым числом 11 — это натрий (Na), а не азот (N). Решение приводится для исправленного уравнения: $? + _{1}^{1}\textrm{H} \rightarrow _{11}^{22}\textrm{Na} + _{2}^{4}\textrm{He}$.

Обозначим искомый исходный элемент как $_{Z}^{A}X$.

Используя закон сохранения массового числа, получаем: $A + 1 = 22 + 4 \Rightarrow A + 1 = 26 \Rightarrow A = 25$.

Используя закон сохранения зарядового числа, получаем: $Z + 1 = 11 + 2 \Rightarrow Z + 1 = 13 \Rightarrow Z = 12$.

Элемент с зарядовым числом $Z=12$ — это магний (Mg). Следовательно, исходным ядром был изотоп магний-25.

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