Номер 219, страница 39 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

219. *Установите химический элемент, который образуется в результате последовательных $\beta$-распада и $\alpha$-распада ядра $^{16}\text{O}$, а также его массовое число и порядковый номер.

Дано:

Исходное ядро — кислород-16 ($^{16}\text{O}$).

Происходит последовательно один β-распад и один α-распад.

Найти:

Конечный химический элемент, его массовое число и порядковый номер.

Решение:

Решение задачи состоит из двух этапов, соответствующих двум последовательным радиоактивным распадам.

1.Первый этап: β-распад ядра кислорода.

Сначала определим параметры исходного ядра. Кислород (O) имеет порядковый номер $Z=8$ в периодической таблице элементов. Массовое число дано в условии: $A=16$. Таким образом, мы начинаем с ядра $_{8}^{16}\text{O}$.

При β-распаде (бета-минус распаде) один из нейтронов в ядре превращается в протон, при этом испускается электрон ($_{-1}^{0}\text{e}$) и электронное антинейтрино. В результате этого процесса массовое число ядра $A$ не изменяется, а его порядковый номер $Z$ (заряд) увеличивается на единицу.

Запишем уравнение реакции для β-распада ядра кислорода:

$_{8}^{16}\text{O} \rightarrow _{Z_1}^{A_1}\text{X} + _{-1}^{0}\text{e}$

На основе законов сохранения массового числа и заряда находим параметры нового ядра X:

Массовое число: $A_1 = A = 16$.

Порядковый номер: $Z_1 = Z + 1 = 8 + 1 = 9$.

Элемент с порядковым номером 9 — это фтор (F). Таким образом, после β-распада образуется ядро фтора-16: $_{9}^{16}\text{F}$.

2.Второй этап: α-распад промежуточного ядра.

Полученное на первом этапе ядро фтора $_{9}^{16}\text{F}$ подвергается α-распаду. При α-распаде ядро испускает α-частицу, которая является ядром гелия ($_{2}^{4}\text{He}$). В результате массовое число ядра уменьшается на 4, а порядковый номер — на 2.

Запишем уравнение реакции для α-распада ядра фтора:

$_{9}^{16}\text{F} \rightarrow _{Z_2}^{A_2}\text{Y} + _{2}^{4}\text{He}$

Снова применяем законы сохранения:

Массовое число: $A_2 = A_1 - 4 = 16 - 4 = 12$.

Порядковый номер: $Z_2 = Z_1 - 2 = 9 - 2 = 7$.

Элемент с порядковым номером 7 — это азот (N). Следовательно, конечным продуктом является ядро азота-12: $_{7}^{12}\text{N}$.

Ответ: В результате последовательных β-распада и α-распада ядра $_{8}^{16}\text{O}$ образуется химический элемент азот (N), его массовое число равно 12, а порядковый номер — 7.