Номер 3, страница 7 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

3. При получении электрической энергии на атомных станциях протекают процессы, в результате которых ядерное топливо, содержащее атомы урана, превращается в другие вещества, не содержащие уран. Относится ли данное превращение к предмету изучения химии? Поясните почему.

Решение

Нет, данное превращение не относится к предмету изучения химии. Для обоснования этого вывода необходимо разграничить понятия химической и ядерной реакции.

Предметом изучения химии являются вещества, их состав, строение, свойства и превращения, которые происходят в результате химических реакций. Главная особенность химических реакций заключается в том, что в их ходе ядра атомов остаются неизменными. Происходит только перегруппировка атомов за счет разрыва старых и образования новых химических связей, что связано с перераспределением электронов во внешних электронных оболочках атомов. Таким образом, в ходе химической реакции одни химические элементы не превращаются в другие. Например, в реакции горения водорода $2H_2 + O_2 \rightarrow 2H_2O$ атомы водорода и кислорода остаются атомами водорода и кислорода, лишь объединяясь в молекулы воды.

Процесс, описанный в вопросе — превращение атомов урана в атомы других элементов — является ядерной реакцией. На атомных электростанциях происходит управляемая цепная реакция деления тяжелых ядер урана. При попадании нейтрона в ядро урана оно делится на два (иногда три) более легких ядра-осколка, которые являются ядрами других химических элементов (например, бария и криптона). Это фундаментальное изменение состава атомного ядра. Пример одного из многих вариантов такой реакции: ${}^{235}_{92}U + {}^1_0n \rightarrow {}^{141}_{56}Ba + {}^{92}_{36}Kr + 3{}^1_0n + \text{энергия}$

Как видно из уравнения, атом урана (U) превратился в атомы бария (Ba) и криптона (Kr).

Таким образом, поскольку в данном процессе происходит изменение состава атомных ядер и трансформация одних химических элементов в другие, он относится к области изучения ядерной физики, а не химии.

Ответ: Нет, данное превращение не относится к предмету изучения химии. Причина в том, что химия изучает реакции, при которых атомные ядра остаются неизменными, а происходит лишь перестройка их электронных оболочек. Превращение урана в другие элементы на атомных станциях — это ядерная реакция, в ходе которой ядра атомов урана делятся, превращаясь в ядра других химических элементов. Такие процессы изучает ядерная физика.