15. На рисунке представлен фрагмент Периодической системы химических элементов. 79 Au 80 Hg 81 TI 82 Pb 83 Bi 84 Po 85 At 86 Rn Золото Ртуть Таллий Свинец Висмут Полоний Астатин Радон 197 200,61 204,39 207,21 209 [210] [210] [222] Используя данные таблицы, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера. 1) Ядро ртути содержит 80 протонов. 2) Ядро золота содержит 197 нейтронов. 3) Радиоактивное превращение ядра свинца-212 в ядро висмута-212 сопровождается испусканием только ү-излучения. 4) Радиоактивное превращение ядра висмута-190 в ядро таллия-186 сопровождается испусканием а- частицы. 5) Ядро полония содержит 84 нейтрона.

Решение:

Давайте проанализируем каждое утверждение, используя данные из Периодической системы:

1. 1) Ядро ртути содержит 80 протонов.
   Номер ртути (Hg) в Периодической системе — 80. Атомный номер равен количеству протонов в ядре. Следовательно, ядро ртути содержит 80 протонов. Это утверждение верно.
2. 2) Ядро золота содержит 197 нейтронов.
   Атомный номер золота (Au) — 79. Массовое число (указано под названием элемента) — 197. Количество нейтронов = Массовое число - Атомный номер. Количество нейтронов = 197 - 79 = 118. Следовательно, ядро золота содержит 118 нейтронов, а не 197. Это утверждение неверно.
3. 3) Радиоактивное превращение ядра свинца-212 в ядро висмута-212 сопровождается испусканием только $$\boldsymbol\beta$$-излучения.
   Свинец (Pb) имеет атомный номер 82, массовое число 207 (в таблице указан изотоп 212). Висмут (Bi) имеет атомный номер 83, массовое число 209 (в таблице указан изотоп 210, но для этого утверждения рассматриваем переход от Pb-212 к Bi-212). Если свинец-212 (82 протона, 212-82=130 нейтронов) превращается в висмут-212 (83 протона, 212-83=129 нейтронов), то происходит $$\boldsymbol\beta$$-распад, при котором число протонов увеличивается на 1, а число нейтронов уменьшается на 1. При $$\boldsymbol\beta$$-распаде испускается электрон и антинейтрино. $$\boldsymbol\beta$$-излучение — это поток электронов. Таким образом, превращение сопровождается $$\boldsymbol\beta$$-излучением, но утверждение говорит "только $$\boldsymbol\beta$$-излучением". В контексте ядерных превращений, часто подразумеваются $$\boldsymbol\beta$$-распад. В данном случае, переход от 82 протонов к 83 протонам при сохранении массового числа 212 свидетельствует о $$\boldsymbol\beta$$-распаде (в ядре нейтрон превращается в протон с испусканием электрона и антинейтрино). Это утверждение верно.
4. 4) Радиоактивное превращение ядра висмута-190 в ядро таллия-186 сопровождается испусканием $$\boldsymbol\beta$$-частицы.
   Висмут (Bi) имеет атомный номер 83. Таллий (Tl) имеет атомный номер 81. Если висмут-190 (83 протона, 190-83=107 нейтронов) превращается в таллий-186 (81 протон, 186-81=105 нейтронов), то число протонов уменьшается на 2, а число нейтронов уменьшается на 2. Такое превращение происходит при $$\boldsymbol\beta$$-распаде, когда ядро теряет 2 протона и 2 нейтрона, что эквивалентно испусканию 2 $$\boldsymbol\beta$$-частиц (поскольку в $$\boldsymbol\beta$$-распаде нейтрон превращается в протон, увеличивая число протонов). Здесь же число протонов уменьшается. Это похоже на $$\boldsymbol\beta$$-распад, где ядро теряет 2 протона и 2 нейтрона (при $$\boldsymbol\beta$$-распаде число протонов увеличивается, а нейтронов уменьшается). Однако, если речь идет об $$\boldsymbol\beta$$-распаде, то число протонов должно увеличиться. Если же речь идет об $$\boldsymbol\beta$$⁺-распаде (позитронный распад), то число протонов уменьшается на 1, а нейтронов увеличивается на 1. В данном случае, происходит уменьшение числа протонов на 2, что не соответствует ни $$\boldsymbol\beta$$-распаду, ни $$\boldsymbol\beta$$⁺-распаду. При $$\boldsymbol\beta$$⁺-распаде: $$np^+ + e^+ + \nu_e$$. При $$\boldsymbol\beta$$-распаде: $$n \rightarrow p^+ + e^- + \bar{\nu_e}$$. Если рассматривать превращение Bi (83) в Tl (81), то это альфа-распад, при котором теряется 2 протона и 2 нейтрона. В этом случае массовое число уменьшается на 4. Но здесь массовое число уменьшается с 190 до 186, что соответствует альфа-распаду. Альфа-частица — это ядро гелия ($$^4_2He$$). Если бы это был альфа-распад, то атомный номер уменьшился бы на 2 (83 -> 81), а массовое число на 4 (190 -> 186). Это точно соответствует превращению Bi-190 в Tl-186. Таким образом, происходит испускание альфа-частицы, а не бета-частицы. Это утверждение неверно.
5. 5) Ядро полония содержит 84 нейтрона.
   Номер полония (Po) в Периодической системе — 84. Массовое число (указано под названием элемента) — 210. Количество нейтронов = Массовое число - Атомный номер. Количество нейтронов = 210 - 84 = 126. Следовательно, ядро полония содержит 126 нейтронов, а не 84. Это утверждение неверно.

Перепроверим утверждение 3:

Свинец-212 (Pb-212) имеет 82 протона и 212 - 82 = 130 нейтронов.

Висмут-212 (Bi-212) имеет 83 протона и 212 - 83 = 129 нейтронов.

Превращение Pb-212 в Bi-212 означает, что количество протонов увеличилось на 1, а количество нейтронов уменьшилось на 1. Это происходит при $$\boldsymbol\beta$$-распаде: $$^1_0n \rightarrow ^1_1p^+ + e^- + \bar{\nu}_e$$. Один нейтрон в ядре превращается в протон, испуская электрон ($$\boldsymbol\beta$$-частицу) и антинейтрино. Утверждение говорит "только $$\boldsymbol\beta$$-излучения". При $$\boldsymbol\beta$$-распаде действительно испускается $$\boldsymbol\beta$$-частица. Часто в задачах, когда говорят об $$\boldsymbol\beta$$-излучении, имеют в виду сам процесс $$\boldsymbol\beta$$-распада. В контексте школьной программы, это верно.

Итак, верными являются утверждения 1 и 3.

Ответ: 1, 3