Номер 9, страница 46 - гдз по химии 11 класс учебник Мычко, Прохоревич

9. Первой искусственной ядерной реакцией, которую осуществил Э. Резерфорд в 1919 году, была реакция взаимодействия атомов азота-14 с $\alpha$-частицами. В ходе реакции образуется атом некоторого элемента и выделяется протон. Определите этот элемент.

Дано:

Ядерная реакция взаимодействия атома азота-14 ($^{14}N$) с $\alpha$-частицей ($^{4}_{2}He$).

Продукты реакции: неизвестный элемент ($^{A}_{Z}X$) и протон ($^{1}_{1}p$).

Найти:

Неизвестный элемент $X$.

Решение:

Для определения неизвестного элемента запишем уравнение ядерной реакции и применим законы сохранения массового числа и зарядового числа.

Азот-14 ($N$) имеет порядковый номер 7, следовательно, его зарядовое число $Z=7$. Массовое число $A=14$. Обозначение: $^{14}_{7}N$.

$\alpha$-частица — это ядро атома гелия, у которого зарядовое число $Z=2$ и массовое число $A=4$. Обозначение: $^{4}_{2}He$.

Протон ($p$) — это ядро атома водорода, у которого зарядовое число $Z=1$ и массовое число $A=1$. Обозначение: $^{1}_{1}p$.

Неизвестный элемент обозначим как $^{A'}_{Z'}X$.

Схема реакции:

$^{14}_{7}N + ^{4}_{2}He \rightarrow ^{A'}_{Z'}X + ^{1}_{1}p$

В любой ядерной реакции должны выполняться законы сохранения.

1. Закон сохранения массового числа (числа нуклонов). Сумма массовых чисел (верхние индексы) до реакции должна равняться сумме массовых чисел после реакции.

$14 + 4 = A' + 1$

$18 = A' + 1$

$A' = 18 - 1 = 17$

2. Закон сохранения электрического заряда. Сумма зарядовых чисел (нижние индексы) до реакции должна равняться сумме зарядовых чисел после реакции.

$7 + 2 = Z' + 1$

$9 = Z' + 1$

$Z' = 9 - 1 = 8$

Итак, образовавшийся в ходе реакции элемент имеет зарядовое число $Z' = 8$ и массовое число $A' = 17$. Элемент с порядковым номером 8 в периодической таблице Д.И. Менделеева — это кислород (O).

Следовательно, в результате реакции образуется изотоп кислорода-17 ($^{17}_{8}O$).

Ответ: в ходе реакции образуется атом кислорода-17 ($^{17}_{8}O$).