Номер 1, страница 46 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

1. Что такое радиоактивность? Назовите виды радиоактивного распада.

1. Что такое радиоактивность? Назовите виды радиоактивного распада.

Радиоактивность — это явление самопроизвольного (спонтанного) превращения неустойчивых атомных ядер в другие ядра, которое сопровождается испусканием различных частиц и/или электромагнитного излучения. Этот процесс называется радиоактивным распадом. Причиной радиоактивности является нестабильность ядер, вызванная нарушением баланса между кулоновскими силами отталкивания протонов и мощными ядерными силами притяжения, которые удерживают нуклоны (протоны и нейтроны) вместе. Явление было открыто французским физиком Анри Беккерелем в 1896 году.

Основные виды радиоактивного распада:

Альфа-распад ($\alpha$-распад). Ядро испускает альфа-частицу, которая представляет собой ядро атома гелия ($^4_2\text{He}$). Этот вид распада характерен для тяжелых ядер. В результате массовое число $A$ исходного ядра уменьшается на 4 единицы, а зарядовое число (порядковый номер элемента) $Z$ — на 2 единицы. Общая схема распада:

$^A_Z\text{X} \rightarrow ^{A-4}_{Z-2}\text{Y} + ^4_2\text{He}$

Бета-распад ($\beta$-распад). Этот тип распада обусловлен превращениями нуклонов одного типа в другой внутри ядра. Выделяют несколько его разновидностей:

Электронный бета-распад ($\beta^-$-распад): один из нейтронов ядра превращается в протон, при этом из ядра выбрасываются электрон ($e^-$) и электронное антинейтрино ($\tilde{\nu}_e$). Массовое число $A$ ядра не изменяется, а зарядовое число $Z$ увеличивается на 1. Схема:

$^A_Z\text{X} \rightarrow ^A_{Z+1}\text{Y} + e^- + \tilde{\nu}_e$

Позитронный бета-распад ($\beta^+$-распад): один из протонов ядра превращается в нейтрон с испусканием позитрона ($e^+$) и электронного нейтрино ($\nu_e$). Массовое число $A$ не изменяется, а зарядовое число $Z$ уменьшается на 1. Схема:

$^A_Z\text{X} \rightarrow ^A_{Z-1}\text{Y} + e^+ + \nu_e$

Электронный захват (или К-захват): ядро захватывает один из электронов с внутренней электронной оболочки атома (чаще всего с K-оболочки). В ядре протон взаимодействует с этим электроном, превращаясь в нейтрон, и испускается нейтрино ($\nu_e$). Как и при позитронном распаде, массовое число $A$ не меняется, а зарядовое число $Z$ уменьшается на 1. Схема:

$^A_Z\text{X} + e^- \rightarrow ^A_{Z-1}\text{Y} + \nu_e$

Гамма-излучение ($\gamma$-излучение). Этот процесс, строго говоря, не является распадом, так как не изменяет состав ядра. Он представляет собой переход ядра из возбужденного энергетического состояния в состояние с меньшей энергией (основное или менее возбужденное). Избыток энергии испускается в виде высокоэнергетического фотона — гамма-кванта ($\gamma$). Гамма-излучение часто сопровождает альфа- и бета-распады. Массовое и зарядовое числа ядра при этом не меняются. Схема (звездочка означает возбужденное состояние):

$^A_Z\text{X}^* \rightarrow ^A_Z\text{X} + \gamma$

Другие виды распада. Существуют и более редкие типы распадов, например:

Спонтанное деление: самопроизвольный распад очень тяжелых ядер на два (реже три) более легких ядра (осколка деления) и несколько нейтронов.

Нейтронный и протонный распады: испускание ядром одного или нескольких нейтронов или протонов. Характерно для ядер с большим избытком или недостатком нейтронов.

Ответ:

Радиоактивность — это способность нестабильных атомных ядер к самопроизвольному превращению в другие ядра, которое сопровождается ионизирующим излучением. Основными видами радиоактивного распада являются: альфа-распад (испускание ядра гелия), бета-распад (электронный, позитронный и электронный захват) и гамма-излучение (испускание фотонов ядром при переходе из возбужденного состояния). К более редким видам относятся спонтанное деление, нейтронный и протонный распады.