Страница 269 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

4. При $\alpha$-распаде исходное ядро, излучая $\alpha$-частицу ${}_2^4\text{He}$, превращается в ядро атома другого химического элемента.

Например,

${}_{88}^{22}\text{Ra} \to {}_{86}^{222}\text{Rn} + {}_{2}^{4}\text{He}.$

На сколько клеток и в какую сторону (к началу или к концу таблицы Д. И. Менделеева) смещён образовавшийся элемент по отношению к исходному?

Перепишите в тетрадь данное ниже правило смещения для $\alpha$-распада, заполнив пропуски:

при $\alpha$-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева на ... клетки ближе к её ..., чем исходный.

На сколько клеток и в какую сторону (к началу или к концу таблицы Д. И. Менделеева) смещён образовавшийся элемент по отношению к исходному?

Дано:

Реакция $\alpha$-распада: $ _{88}^{226}\text{Ra} \rightarrow _{86}^{222}\text{Rn} + _{2}^{4}\text{He} $

Порядковый номер исходного элемента (Радий): $ Z_{Ra} = 88 $

Порядковый номер образовавшегося элемента (Радон): $ Z_{Rn} = 86 $

Найти:

Величину и направление смещения нового элемента в таблице Менделеева.

Решение:

При $\alpha$-распаде ядро испускает $\alpha$-частицу, которая является ядром атома гелия $ _{2}^{4}\text{He} $. В результате массовое число ядра уменьшается на 4, а зарядовое число (которое равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева) уменьшается на 2. Это правило смещения, открытое Содди, можно записать в общем виде:

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

Положение элемента в периодической таблице определяется его порядковым номером $Z$.

В данном примере порядковый номер исходного элемента Радия (Ra) равен 88. После $\alpha$-распада образуется Радон (Rn) с порядковым номером 86.

Величина смещения равна разности порядковых номеров:

$ \Delta Z = Z_{Ra} - Z_{Rn} = 88 - 86 = 2 $

Таким образом, элемент смещается на 2 клетки.

Поскольку порядковый номер уменьшился ($86 < 88$), то новый элемент располагается левее исходного, то есть смещается к началу таблицы Д. И. Менделеева.

Ответ: образовавшийся элемент смещён на 2 клетки к началу таблицы Д. И. Менделеева по отношению к исходному.

Перепишите в тетрадь данное ниже правило смещения для α-распада, заполнив пропуски:

Ответ: при $\alpha$-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева на две клетки ближе к её началу, чем исходный.

5. При $\beta$-распаде исходного ядра один из входящих в это ядро нейтронов превращается в протон, электрон $^{0}_{-1}e$ и антинейтрино $^{0}_{0}\tilde{\nu}$ (частицу, легко проходящую сквозь земной шар и, возможно, не имеющую массы). Электрон и антинейтрино вылетают из ядра, а протон остаётся в ядре, увеличивая его заряд на единицу. Например,

$^{40}_{19}\text{K} \rightarrow ^{40}_{20}\text{Ca} + ^{0}_{-1}\text{e} + ^{0}_{0}\tilde{\nu}$.

Перепишите данное ниже правило смещения для $\beta$-распада, заполнив пропуски:

при $\beta$-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева на ... клетку ближе к ... таблицы, чем исходный.

Решение

При β-распаде (бета-распаде) происходит превращение одного из нейтронов ядра в протон. Этот процесс сопровождается испусканием электрона и антинейтрино. В общем виде уравнение β-распада можно записать так:

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

где $X$ — исходный химический элемент, $Y$ — новый химический элемент, ${_{-1}^{0}}e$ — электрон, а $\overline{\nu}_e$ — антинейтрино. $A$ — массовое число (сумма протонов и нейтронов), $Z$ — зарядовое число (число протонов).

Из уравнения видно, что массовое число $A$ ядра не изменяется, а зарядовое число $Z$ увеличивается на единицу ($Z \rightarrow Z+1$).

Положение химического элемента в периодической таблице Д. И. Менделеева определяется его зарядовым числом, которое равно порядковому номеру элемента. Поскольку зарядовое число увеличивается на 1, то образующийся элемент смещается на одну клетку вперед по сравнению с исходным. В периодической таблице элементы с большим порядковым номером располагаются правее (в пределах одного периода) или ниже, то есть ближе к концу таблицы.

Например, в приведенной реакции калий ${_{19}^{40}}K$ (порядковый номер 19) превращается в кальций ${_{20}^{40}}Ca$ (порядковый номер 20). Кальций находится в таблице Менделеева на одну клетку правее калия, то есть ближе к концу периода и таблицы.

Таким образом, правило смещения для β-распада будет выглядеть следующим образом:

при β-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева на одну клетку ближе к концу таблицы, чем исходный.

Ответ: при β-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева на одну клетку ближе к концу таблицы, чем исходный.