Номер 212, страница 38 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

212. Установите заряд ядра и массовое число химического элемента, образовавшегося в результате $ \beta $-распада нуклида $ ^{23}\text{Na} $. Составьте уравнение ядерной реакции.

Дано:

Исходный нуклид: натрий-23 ($^{23}\text{Na}$)

Тип распада: $\beta$-распад

Найти:

Заряд ядра нового элемента ($Z'$)

Массовое число нового элемента ($A'$)

Уравнение ядерной реакции

Решение:

$\beta$-распад (бета-распад) — это тип радиоактивного распада, при котором ядро атома испускает бета-частицу. В данном случае имеется в виду электронный бета-распад ($\beta^{-}$-распад), при котором испускается электрон ($_{-1}^{0}\text{e}$).

При $\beta^{-}$-распаде один из нейтронов ядра превращается в протон, что приводит к увеличению заряда ядра на единицу, в то время как массовое число ядра остается неизменным.

Для решения задачи необходимо применить законы сохранения массового числа и заряда.

1.Определение характеристик исходного ядра.

Исходный нуклид — натрий-23 ($^{23}\text{Na}$). Найдем в периодической таблице Менделеева порядковый номер натрия (Na). Он равен 11. Порядковый номер элемента соответствует зарядовому числу (количеству протонов в ядре), следовательно, $Z = 11$. Массовое число ($A$) дано в обозначении нуклида и равно 23. Полное обозначение исходного ядра: $_{11}^{23}\text{Na}$.

2.Запись уравнения реакции.

Запишем уравнение $\beta^{-}$-распада для натрия-23 в общем виде, обозначив новый элемент как Y с зарядовым числом $Z'$ и массовым числом $A'$: $$ _{11}^{23}\text{Na} \rightarrow _{Z'}^{A'}\text{Y} + _{-1}^{0}\text{e} $$

3.Применение законов сохранения.

Согласно закону сохранения массового числа, сумма массовых чисел до реакции должна быть равна сумме массовых чисел после реакции: $$ 23 = A' + 0 $$ Отсюда находим массовое число нового элемента: $$ A' = 23 $$ Массовое число не изменилось.

Согласно закону сохранения заряда, сумма зарядовых чисел до реакции должна быть равна сумме зарядовых чисел после реакции: $$ 11 = Z' + (-1) $$ Отсюда находим зарядовое число нового элемента: $$ Z' = 11 + 1 = 12 $$ Заряд ядра увеличился на единицу.

4.Идентификация нового элемента и запись итогового уравнения.

Элемент с зарядовым числом $Z' = 12$ в периодической таблице — это магний (Mg). Таким образом, в результате реакции образуется изотоп магния с массовым числом 23: $_{12}^{23}\text{Mg}$.

Итоговое уравнение ядерной реакции выглядит так: $$ _{11}^{23}\text{Na} \rightarrow _{12}^{23}\text{Mg} + _{-1}^{0}\text{e} $$

Ответ: Заряд ядра образовавшегося химического элемента равен 12. Массовое число равно 23. Уравнение ядерной реакции: $ _{11}^{23}\text{Na} \rightarrow _{12}^{23}\text{Mg} + _{-1}^{0}\text{e} $.