Номер 3, страница 257 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

3. Чему равно массовое число; зарядовое число?

3. Чему равно массовое число; зарядовое число?

Массовое число (обозначается буквой $A$) — это общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Массовое число является целым числом и приблизительно равно атомной массе изотопа, выраженной в атомных единицах массы. В обозначении химического элемента массовое число пишется верхним индексом перед символом элемента, например, $^{238}U$.

Зарядовое число (обозначается буквой $Z$) — это число протонов в атомном ядре. Оно определяет химические свойства элемента, так как равно его порядковому номеру в периодической системе Менделеева. Заряд ядра равен $Z \cdot e$, где $e$ — элементарный заряд. В обозначении химического элемента зарядовое число пишется нижним индексом перед символом элемента, например, $_{92}U$.

Ответ: Массовое число ($A$) равно сумме протонов и нейтронов в ядре. Зарядовое число ($Z$) равно числу протонов в ядре.

4. На примере реакции α-распада

Рассмотрим общую схему реакции α-распада и конкретный пример, чтобы продемонстрировать происходящие изменения и соблюдение законов сохранения.

α-распад — это вид радиоактивного распада, при котором ядро исходного (материнского) элемента $X$ испускает α-частицу (ядро атома гелия $_{2}^{4}He$) и превращается в ядро нового (дочернего) элемента $Y$.

Общее уравнение реакции α-распада выглядит так: $$ _{Z}^{A}X \rightarrow _{Z-2}^{A-4}Y + _{2}^{4}He $$ Здесь $A$ — массовое число, а $Z$ — зарядовое число.

В ходе любой ядерной реакции выполняются законы сохранения массового числа и зарядового числа:

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

Для α-распада: $A = (A - 4) + 4$.

2. Закон сохранения заряда (зарядового числа): сумма зарядовых чисел ядер и частиц до реакции равна сумме зарядовых чисел ядер и частиц после реакции.

Для α-распада: $Z = (Z - 2) + 2$.

Пример: α-распад ядра урана-238 ($^{238}U$).

Ядро урана-238 содержит 92 протона ($Z=92$) и $238 - 92 = 146$ нейтронов. Его массовое число $A=238$.

Уравнение реакции: $$ _{92}^{238}U \rightarrow _{90}^{234}Th + _{2}^{4}He $$ В результате распада образуется ядро тория-234 ($^{234}Th$) и α-частица.

Проверим законы сохранения:

– Сохранение массового числа: $238 \rightarrow 234 + 4$, что верно ($238 = 238$).

– Сохранение зарядового числа: $92 \rightarrow 90 + 2$, что верно ($92 = 92$).

Таким образом, на примере α-распада урана-238 видно, что массовое число дочернего ядра уменьшается на 4, а зарядовое — на 2, при этом выполняются законы сохранения.

Ответ: В результате α-распада массовое число ядра уменьшается на 4, а зарядовое число — на 2. Пример реакции: $ _{92}^{238}U \rightarrow _{90}^{234}Th + _{2}^{4}He $. В этой реакции соблюдаются законы сохранения массового ($238 = 234 + 4$) и зарядового ($92 = 90 + 2$) чисел.