Сборник задач и упражнений по химии - 27 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Периодом полураспада (τ
1/2
) называется время, за которое распадается половина исходного количества
радиоактивного изотопа. В течение первого периода полураспада распадается 1/2 часть от первоначального
числа ядер изотопа N
0
и остается ½ N
0
= 2
–1
N
0
ядер. В течение второго периода распадается половина от 2
–1
N
0
и
остается ½
⋅ 2
–1
N
0
= 2
2
N
0
ядер и т.д. В конце n-го периода полураспада остается 2
–n
N
0
ядер исходного изотопа.
Аналогичное выражение справедливо для массы (m) не распавшегося изотопа: m = 2
–n
m
0
, где m
0
– исходная
масса изотопа.
П р и м е р 37. Период полураспада некоторого радиоактивного изотопа равен 3 часам. Какая масса его
останется не распавшейся через 18 часов, если первоначальная масса изотопа составляла 200 г?
Решение. За время хранения радиоактивного изотопа прошло 18/3 = 6 периодов полураспада (n = 6). От-
сюда масса не распавшегося изотопа, оставшаяся после 18 часов хранения, равна
m = 2
–n
m
0
= 2
–6
⋅ 200 = 200/64 = 3,125 г.
К основным видам радиоактивного распада относятся
α-распад, β
–
- и β
+
-распад, электронный захват и
спонтанное деление. Часто эти виды радиоактивного распада сопровождаются испусканием
γ-лучей, т.е. жест-
кого (с малой длиной волны) электромагнитного излучения.
α-распад. α-частица – ядро атома гелия Не
4
2
. При испускании α-частицы ядро теряет два протона и два
нейтрона, следовательно, заряд ядра уменьшается на 2, а массовое число на 4. Дочернее ядро принадлежит эле-
менту, смещенному в периодической системе на две клетки влево по отношению к материнскому элементу:
Э
A
Z
→ α
4
2
+ Э
4
2
−
−
A
Z
.
β
–
-распад. β
–
-частица – электрон. β
–
-распаду предшествует процесс, протекающий в ядре:
n
1
0
→
−
−
e
0
1
+ р
1
1
.
Таким образом, при испускании электрона заряд ядра увеличивается на единицу, а массовое число не изменяет-
ся. Дочернее ядро – изобар исходного – принадлежит элементу, смещенному на одну клетку вправо в периоди-
ческой системе от места материнского элемента:
Э
A
Z
→
−
−
e
0
1
+ Э
1
A
Z +
.
Позитронный распад. β
+
-частица – позитрон (е
+
) – обладает массой электрона и зарядом, равным заряду
электрона, но противоположным по знаку. Позитронному распаду предшествует ядерный процесс:
р
1
1
→ n
1
0
+
+
е
0
1
.
Число протонов в ядре при позитронном распаде уменьшается на единицу, а массовое число не изменяет-
ся. Образующееся ядро – изобар исходного ядра – принадлежит элементу, смещенному от материнского эле-
мента на одну клетку влево в периодической системе:
Э
A
Z
→
−
е
0
1
+ Э
1
A
Z −
.
Электронный захват. При захвате ядром электрона с ближайшего к ядру К-слоя в ядре уменьшается чис-
ло протонов вследствие протекания процесса:
р
1
1
+
−
−
e
0
1
=
n
1
0
.
Заряд ядра уменьшается на единицу, а массовое число остается прежним. Дочернее ядро принадлежит
элементу (изобару исходного элемента), смещенному по отношению к материнскому на одну клетку влево в
периодической системе элементов:
Э
A
Z
+
e
0
1
−
→
Э
1
A
Z −
+ hν.
При переходе периферийных электронов на освободившееся в К-слое место выделяется энергия в виде кван-
та рентгеновского излучения.
П р и м е р 38. Закончите уравнения реакции радиоактивного распада:
а)
→
α
Th
232
90
; б) →
β
-
Np
239
93
;
в) →
+
β
Co
55
27
; г) →
захват-K
40
19
K .
Решение.
а) RaTh
223
88
4
2
232
90
+α→ ; б) PueNp
239
94
0
1
239
93
+→
−
;
в) FeeCo
55
26
0
1
55
27
+→
+
; г) ν+→+ hAreK
40
18
-0
1-
40
19
.

Страницы