Страница 296 - гдз по физике 9 класс учебник Пёрышкин, Гутник

4. При α-распаде исходное ядро атома, излучая α-частицу ⁴₂He, превращается в ядро атома другого химического элемента.

Например,

²²⁶₈₈Ra → ²²²₈₆Rn + ⁴₂He.

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 α-распада, заполнив пропуски:

при α-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?

Положение химического элемента в периодической таблице Д. И. Менделеева определяется его порядковым номером, который равен зарядовому числу ядра $Z$ (количеству протонов). При α-распаде исходное ядро испускает α-частицу, которая представляет собой ядро атома гелия $_2^4\text{He}$. Общая схема α-распада выглядит следующим образом:

$$ _Z^A X \rightarrow _{Z-2}^{A-4} Y + _2^4\text{He} $$

Из уравнения видно, что зарядовое число $Z$ нового элемента $Y$ на 2 единицы меньше, чем у исходного элемента $X$. В примере из условия задачи радий ($_{88}^{226}\text{Ra}$) с порядковым номером 88 превращается в радон ($_{86}^{222}\text{Rn}$) с порядковым номером 86. Смещение составляет $88 - 86 = 2$ клетки.

Поскольку элементы в таблице Менделеева расположены в порядке возрастания их порядковых номеров, уменьшение номера на 2 означает смещение элемента на 2 клетки к началу таблицы.

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:

Исходя из выводов, сделанных в предыдущем пункте, можно заполнить пропуски в правиле смещения. При α-распаде зарядовое число ядра уменьшается на 2, следовательно, новый элемент располагается на две клетки ближе к началу периодической таблицы.

Ответ: при α-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 β-распаде исходного ядра атома один из входящих в это ядро нейтронов превращается в протон, электрон ⁰_-1e и антинейтрино ⁰₀v (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,

Перепишите данное ниже правило смещения для β-распада, заполнив пропуски:

при β-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) один из нейтронов в ядре атома превращается в протон, испуская при этом электрон (β-частицу) и электронное антинейтрино. Этот процесс можно описать следующей схемой превращения нейтрона ($n$):

$_{0}^{1}\text{n} \rightarrow _{1}^{1}\text{p} + _{-1}^{0}\text{e} + \bar{\nu}_e$

В результате этого превращения протон остается в ядре, а электрон и антинейтрино его покидают. Таким образом, общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре, то есть массовое число $A$, остается неизменным. Однако число протонов в ядре, то есть зарядовое число $Z$, увеличивается на единицу.

Общее уравнение β-распада для ядра химического элемента $_{Z}^{A}\text{X}$ выглядит так:

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

Положение химического элемента в периодической таблице Д. И. Менделеева определяется его порядковым номером, который равен зарядовому числу $Z$. Поскольку при β-распаде зарядовое число увеличивается на 1 ($Z \rightarrow Z+1$), образуется элемент, который в таблице Менделеева стоит на одну клетку правее исходного.

В таблице Менделеева элементы упорядочены по возрастанию порядкового номера слева направо. Следовательно, смещение на одну клетку вправо означает смещение ближе к концу таблицы.

Таким образом, пропуски в правиле смещения необходимо заполнить следующим образом: «на одну клетку ближе к концу таблицы».

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.