Номер 5, страница 232 - гдз по физике 11 класс учебник Жилко, Маркович

5. Ядро кислорода $_\text{8}^\text{19}\text{O}$ испытывает $\beta$-распад. Напишите уравнение реакции.

Дано:

Ядро кислорода $^{19}_{8}O$

Тип распада: $β^{-}$-распад

Найти:

Уравнение реакции.

Решение:

$β^{-}$-распад (бета-минус распад) — это вид радиоактивного распада, при котором один из нейтронов в ядре атома превращается в протон. В результате этого процесса из ядра испускается электрон ($β^{-}$-частица) и электронное антинейтрино ($\bar{\nu}_e$).

Общая схема $β^{-}$-распада выглядит следующим образом:

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

где $X$ — исходное ядро, $Y$ — дочернее ядро, $^{0}_{-1}e$ — электрон (бета-частица), а $\bar{\nu}_e$ — электронное антинейтрино.

В нашей задаче исходным ядром является изотоп кислорода $^{19}_{8}O$. Для написания уравнения реакции необходимо применить законы сохранения массового числа (A) и заряда (Z).

1. Закон сохранения массового числа. Сумма массовых чисел частиц до реакции должна быть равна сумме массовых чисел частиц после реакции. Массовое число электрона и антинейтрино равно нулю. Следовательно, массовое число дочернего ядра будет таким же, как у исходного.

$A_{дочернее} = A_{исходное} = 19$

2. Закон сохранения заряда. Сумма зарядов частиц до реакции должна быть равна сумме зарядов после реакции. Заряд исходного ядра кислорода равен +8. Заряд электрона равен -1, а антинейтрино нейтрально (заряд 0). Поэтому зарядовое число дочернего ядра $Z_{дочернее}$ можно найти из уравнения:

$Z_{исходное} = Z_{дочернее} + Z_{электрона}$

$8 = Z_{дочернее} + (-1)$

$Z_{дочернее} = 8 + 1 = 9$

Зарядовое число дочернего ядра равно 9. Элемент с атомным номером 9 в периодической таблице Менделеева — это фтор ($F$).

Таким образом, в результате $β^{-}$-распада ядра кислорода $^{19}_{8}O$ образуется ядро фтора $^{19}_{9}F$.

Запишем полное уравнение реакции:

$^{19}_{8}O \rightarrow ^{19}_{9}F + ^{0}_{-1}e + \bar{\nu}_e$

Ответ:

$^{19}_{8}O \rightarrow ^{19}_{9}F + ^{0}_{-1}e + \bar{\nu}_e$