Номер 804, страница 120 - гдз по физике 9 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Строение атома и атомного ядра. Использование энергии атомных ядер. Модели атомов. Поглощение и испускание света атомами. Радиоактивные превращения атомных ядер. Закон радиоактивного распада - номер 804, страница 120.

Условие.

804. Изменяется ли химическая природа элемента при испускании его ядрами $\alpha$-частиц; $\beta$-частиц; $\gamma$-лучей?

Решение.

Химическая природа элемента определяется зарядом его атомного ядра, то есть количеством протонов в нём (зарядовым числом $Z$). Изменение числа протонов в ядре приводит к превращению одного химического элемента в другой. Рассмотрим каждый вид излучения.

при испускании α-частиц

Альфа-частица ($α$) — это ядро атома гелия, состоящее из двух протонов и двух нейтронов ($_{2}^{4}\text{He}$). Когда ядро испускает α-частицу, его массовое число $A$ уменьшается на 4, а зарядовое число $Z$ (число протонов) уменьшается на 2. Схема этого процесса, называемого альфа-распадом, выглядит так:

$_{Z}^{A}\text{X} \rightarrow _{Z-2}^{A-4}\text{Y} + _{2}^{4}\text{He}$

Поскольку число протонов в ядре изменяется, исходный химический элемент X превращается в новый химический элемент Y, который находится на две позиции левее в периодической таблице Менделеева. Таким образом, химическая природа элемента изменяется.

Ответ: Да, изменяется.

при испускании β-частиц

Бета-частица ($β$) — это электрон ($_{-1}^{0}\text{e}$) или позитрон ($_{+1}^{0}\text{e}$), который испускается из ядра. При наиболее распространенном, электронном бета-распаде ($β^{-}$), один из нейтронов ядра превращается в протон, при этом испускается электрон и антинейтрино. Схема процесса:

$_{Z}^{A}\text{X} \rightarrow _{Z+1}^{A}\text{Y} + _{-1}^{0}\text{e} + \bar{\nu}_{e}$

В результате этого процесса массовое число $A$ ядра не изменяется, а вот зарядовое число $Z$ увеличивается на единицу. Так как число протонов меняется, исходный элемент X превращается в новый элемент Y, расположенный на одну позицию правее в периодической таблице. Следовательно, химическая природа элемента изменяется.

Ответ: Да, изменяется.

при испускании γ-лучей

Гамма-лучи ($γ$) — это электромагнитное излучение очень высокой энергии (поток фотонов). Гамма-излучение обычно сопровождает альфа- или бета-распад, когда дочернее ядро образуется в возбужденном энергетическом состоянии. Чтобы перейти в более стабильное, основное состояние, ядро испускает гамма-квант, уносящий избыток энергии. Схема этого процесса:

$_{Z}^{A}\text{X}^{*} \rightarrow _{Z}^{A}\text{X} + \gamma$

При испускании γ-лучей ни массовое число $A$, ни зарядовое число $Z$ ядра не меняются. Ядро лишь теряет избыточную энергию. Поскольку число протонов в ядре остается неизменным, химический элемент не претерпевает превращения. Следовательно, его химическая природа не изменяется.

Ответ: Нет, не изменяется.