Для атома калия \({}^{39}_{19}\text{K}\) определить зарядовое число, число протонов, порядковый номер в таблице Менделеева, число нуклонов и число нейтронов.
Решение
Дано
\(A = 39\)
\(Z = 19\)
Найти
\(Z\)
число протонов
порядковый номер
число нуклонов
\(N\)
а) Зарядовое число — нижний индекс: \(Z = 19\).
б) Число протонов равно \(Z\): 19.
в) Порядковый номер в таблице Менделеева равен \(Z\): 19.
г) Число нуклонов равно массовому числу: \(A = 39\).
д) Число нейтронов: \(N = A - Z = 39 - 19 = 20\).
Ответ
а) 19; б) 19; в) 19; г) 39; д) 20
Почему так
Зарядовое число равно числу протонов и порядковому номеру элемента, а нейтроны находят как A − Z.
При α-распаде \({}^{226}_{88}\text{Ra} \to {}^{222}_{86}\text{Rn} + {}^{4}_{2}\text{He}\). На сколько клеток и в какую сторону смещён новый элемент? Заполнить правило смещения для α-распада.
Решение
Дано
\(Z_1 = 88\) (радий)
\(Z_2 = 86\) (радон)
Найти
\(\Delta Z\) и направление смещения
\(\Delta Z = Z_1 - Z_2 = 88 - 86 = 2\).
Порядковый номер уменьшился на 2, значит, радон стоит на 2 клетки ближе к началу таблицы. Причина: α-частица уносит 2 протона (и 2 нейтрона), поэтому массовое число уменьшается на 4.
Правило смещения: при α-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева на две клетки ближе к её началу, чем исходный.
Ответ
На 2 клетки к началу таблицы; пропуски — «две», «началу»
Почему так
α-частица уносит заряд 2e, поэтому зарядовое число ядра уменьшается на 2.
При β-распаде нейтрон ядра превращается в протон, электрон и антинейтрино, например \({}^{40}_{19}\text{K} \to {}^{40}_{20}\text{Ca} + {}^{0}_{-1}e + {}^{0}_{0}\tilde{\nu}\). Заполнить правило смещения для β-распада.
Решение
Дано
\(Z_1 = 19\) (калий)
\(Z_2 = 20\) (кальций)
Найти
\(\Delta Z\) и направление смещения
\(\Delta Z = Z_2 - Z_1 = 20 - 19 = 1\).
Один нейтрон стал протоном, поэтому заряд ядра вырос на единицу, а массовое число не изменилось (\(40 = 40\)). Кальций стоит на одну клетку дальше от начала таблицы, чем калий.
Правило смещения: при β-распаде одного химического элемента образуется другой элемент, который расположен в таблице Д. И. Менделеева на одну клетку ближе к концу таблицы, чем исходный.
Ответ
На одну клетку ближе к концу таблицы; пропуски — «одну», «концу»
Почему так
При β-распаде в ядре становится на один протон больше, поэтому Z растёт на 1, а A не меняется.
Действуют ли между нуклонами в ядре силы гравитационного притяжения? Ответ обосновать.
Решение
Нуклоны имеют массу, а закон всемирного тяготения справедлив для любых тел, обладающих массой. Поэтому силы гравитационного притяжения между нуклонами действуют.
Но массы нуклонов крайне малы (около \(1{,}7 \cdot 10^{-27}\) кг), и эти силы ничтожны по сравнению с электростатическим отталкиванием протонов и тем более с ядерными силами. Поэтому удержать ядро гравитация не может — это делают ядерные силы.
Ответ
Действуют, но они ничтожно малы по сравнению с электрическими и ядерными силами
Почему так
Тяготение действует между всеми телами с массой, но для нуклонов оно пренебрежимо мало.