Номер 214, страница 38 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

214. Вставьте вместо знаков вопроса необходимые частицы:

а) $ ^{32}\text{S} + ^{4}\text{He} = ? + ^{2}\text{H}; $

б) $ ^{14}\text{N} + ^{1}\text{n} = ? + ^{1}\text{H}; $

в) $ ^{238}\text{U} + ^{1}\text{n} = ?; $

г) $ ^{239}\text{Np} = ? + \text{e}. $

а) Для того чтобы определить недостающую частицу в ядерной реакции $ _{16}^{32}\text{S} + _{2}^{4}\text{He} = ? + _{1}^{2}\text{H} $, необходимо применить законы сохранения массового и зарядового чисел. В любой ядерной реакции сумма массовых чисел (верхние индексы) и сумма зарядовых чисел (нижние индексы) до реакции должны быть равны соответствующим суммам после реакции.

Обозначим искомую частицу как $ _{Z}^{A}\text{X} $.

Составим уравнение для массовых чисел (A):

$ 32 + 4 = A + 2 $

$ 36 = A + 2 $

$ A = 36 - 2 = 34 $

Составим уравнение для зарядовых чисел (Z):

$ 16 + 2 = Z + 1 $

$ 18 = Z + 1 $

$ Z = 18 - 1 = 17 $

Частица с массовым числом 34 и зарядовым числом 17 — это изотоп хлора (Cl).

Таким образом, полное уравнение реакции выглядит так: $ _{16}^{32}\text{S} + _{2}^{4}\text{He} = _{17}^{34}\text{Cl} + _{1}^{2}\text{H} $.

Ответ: $ _{17}^{34}\text{Cl} $.

б) Рассмотрим реакцию $ _{7}^{14}\text{N} + _{0}^{1}\text{n} = ? + _{1}^{1}\text{H} $.

Обозначим неизвестную частицу как $ _{Z}^{A}\text{X} $.

Закон сохранения массового числа:

$ 14 + 1 = A + 1 $

$ 15 = A + 1 $

$ A = 14 $

Закон сохранения зарядового числа:

$ 7 + 0 = Z + 1 $

$ 7 = Z + 1 $

$ Z = 6 $

Элемент с зарядовым числом 6 — это углерод (C). Следовательно, недостающая частица — это изотоп углерода $ _{6}^{14}\text{C} $.

Полное уравнение реакции: $ _{7}^{14}\text{N} + _{0}^{1}\text{n} = _{6}^{14}\text{C} + _{1}^{1}\text{H} $.

Ответ: $ _{6}^{14}\text{C} $.

в) Проанализируем реакцию захвата нейтрона: $ _{92}^{238}\text{U} + _{0}^{1}\text{n} = ? $.

Обозначим продукт реакции как $ _{Z}^{A}\text{X} $.

В результате захвата нейтрона ядром образуется новый изотоп того же элемента.

Массовое число нового ядра:

$ A = 238 + 1 = 239 $

Зарядовое число не меняется:

$ Z = 92 + 0 = 92 $

Элемент с зарядовым числом 92 — это уран (U). Таким образом, в результате реакции образуется изотоп урана-239.

Полное уравнение реакции: $ _{92}^{238}\text{U} + _{0}^{1}\text{n} = _{92}^{239}\text{U} $.

Ответ: $ _{92}^{239}\text{U} $.

г) Рассмотрим реакцию бета-распада: $ _{93}^{239}\text{Np} = ? + \text{e} $.

Электрон ($ \text{e} $) как частица, испускаемая при бета-распаде, имеет массовое число 0 и зарядовое число -1. Его обозначение — $ _{-1}^{0}\text{e} $.

Обозначим искомый продукт распада как $ _{Z}^{A}\text{X} $.

Закон сохранения массового числа:

$ 239 = A + 0 $

$ A = 239 $

Закон сохранения зарядового числа:

$ 93 = Z + (-1) $

$ 93 = Z - 1 $

$ Z = 93 + 1 = 94 $

Элемент с зарядовым числом 94 — это плутоний (Pu). Следовательно, в результате распада образуется изотоп плутония $ _{94}^{239}\text{Pu} $.

Полное уравнение реакции: $ _{93}^{239}\text{Np} = _{94}^{239}\text{Pu} + _{-1}^{0}\text{e} $.

Ответ: $ _{94}^{239}\text{Pu} $.