Номер 813, страница 121 - 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 813, страница 121.

Условие.

813. Пользуясь законами сохранения массового числа и заряда, определите массовое число и заряд ядра химического элемента X, образующегося в результате следующей реакции:

$^{16}_7\text{N} \longrightarrow ^{12}_5\text{B} + \text{X}$.

Найдите этот элемент в таблице Д. И. Менделеева.

Решение.

Дано:

Ядерная реакция: $_{7}^{16}N \rightarrow _{5}^{12}B + X$

Найти:

Массовое число $A$ и зарядовое число $Z$ ядра X, а также определить сам химический элемент.

Решение:

Для определения неизвестного элемента X воспользуемся законами сохранения массового числа и электрического заряда, которые выполняются при любых ядерных реакциях.

Запишем искомую частицу X в виде $_{Z}^{A}X$, где $A$ — массовое число (общее число протонов и нейтронов в ядре), а $Z$ — зарядовое число (число протонов).

Тогда уравнение реакции можно переписать в следующем виде:

$_{7}^{16}N \rightarrow _{5}^{12}B + _{Z}^{A}X$

1. Закон сохранения массового числа. Сумма массовых чисел ядер и частиц до реакции равна сумме массовых чисел ядер и частиц после реакции.

Для верхних индексов (массовых чисел) составляем уравнение:

$16 = 12 + A$

Из этого уравнения находим массовое число $A$ частицы X:

$A = 16 - 12 = 4$

2. Закон сохранения заряда. Сумма зарядовых чисел ядер и частиц до реакции равна сумме зарядовых чисел ядер и частиц после реакции.

Для нижних индексов (зарядовых чисел) составляем уравнение:

$7 = 5 + Z$

Из этого уравнения находим зарядовое число $Z$ частицы X:

$Z = 7 - 5 = 2$

Таким образом, неизвестная частица X имеет массовое число $A = 4$ и зарядовое число $Z = 2$.

По таблице Д. И. Менделеева находим химический элемент с порядковым номером $Z=2$. Этим элементом является гелий (He). Следовательно, частица X — это ядро атома гелия $_{2}^{4}He$, также известное как альфа-частица.

Полное уравнение реакции выглядит так:

$_{7}^{16}N \rightarrow _{5}^{12}B + _{2}^{4}He$

Ответ: Массовое число ядра химического элемента X равно 4, заряд ядра равен 2. Этот элемент — гелий (He).