Номер 446, страница 82 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

446. Синтез нового трансуранового химического элемента кюрия-242 был осуществлён путём бомбардировки мишени, состоящей из атомов плутония-239, альфа-частицами $^4_2\text{He}$. Составьте уравнение ядерной реакции синтеза $^{242}\text{Cm}$.

Дано:

Мишень: плутоний-239 ($^{239}\text{Pu}$)
Бомбардирующая частица: альфа-частица ($^{4}_{2}\text{He}$)
Продукт реакции: кюрий-242 ($^{242}\text{Cm}$)

Найти:

Уравнение ядерной реакции синтеза $^{242}\text{Cm}$.

Решение:

Запишем схему ядерной реакции. Мишень из атомов плутония-239 бомбардируется альфа-частицами, в результате чего образуется кюрий-242 и, возможно, какая-то еще частица.

Для составления полного уравнения необходимо определить зарядовые (порядковые номера, Z) и массовые (A) числа для всех участников реакции.

1. Плутоний (Pu) имеет порядковый номер 94 в периодической системе химических элементов, следовательно, его зарядовое число Z = 94. Массовое число дано в условии, A = 239. Обозначение изотопа: $^{239}_{94}\text{Pu}$.

2. Альфа-частица является ядром атома гелия ($^{4}_{2}\text{He}$), ее зарядовое число Z = 2, а массовое число A = 4.

3. Кюрий (Cm) имеет порядковый номер 96, его зарядовое число Z = 96. Массовое число по условию A = 242. Обозначение изотопа: $^{242}_{96}\text{Cm}$.

Теперь запишем уравнение реакции, обозначив неизвестную частицу как $^{A}_{Z}X$:

$^{239}_{94}\text{Pu} + ^{4}_{2}\text{He} \rightarrow ^{242}_{96}\text{Cm} + ^{A}_{Z}X$

В ядерных реакциях должны выполняться законы сохранения массового числа и электрического заряда. Это означает, что сумма массовых чисел (верхние индексы) и сумма зарядовых чисел (нижние индексы) в левой и правой частях уравнения должны быть равны.

Применим закон сохранения массового числа:

$239 + 4 = 242 + A$
$243 = 242 + A$
$A = 243 - 242 = 1$

Применим закон сохранения заряда:

$94 + 2 = 96 + Z$
$96 = 96 + Z$
$Z = 96 - 96 = 0$

Таким образом, неизвестная частица $^{A}_{Z}X$ имеет массовое число $A = 1$ и зарядовое число $Z = 0$. Такой частицей является нейтрон, который обозначается как $^{1}_{0}\text{n}$.

Следовательно, полное уравнение ядерной реакции синтеза кюрия-242 имеет следующий вид:

$^{239}_{94}\text{Pu} + ^{4}_{2}\text{He} \rightarrow ^{242}_{96}\text{Cm} + ^{1}_{0}\text{n}$

Ответ:

$^{239}_{94}\text{Pu} + ^{4}_{2}\text{He} \rightarrow ^{242}_{96}\text{Cm} + ^{1}_{0}\text{n}$