Решение: Определить атомный номер, массовое число и химический символ ядра, которое получится

Условие задачи:

Определить атомный номер, массовое число и химический символ ядра, которое получится, если в ядре $_{2}^{3}He$ протоны заменить нейтронами, а нейтроны протонами.

Задача №11.6.12 из «Сборника задач для подготовки к вступительным экзаменам по физике УГНТУ»

Дано:

$_{2}^{3}He$ , $Z_2-?$ , $A_2-?$

Решение задачи:

Исходя из записи химического элемента $_{2}^{3}He$ понятно, что его зарядовое число $Z_1$ равно 2, а массовое число $A_1$ равно 3.

Зарядовое число $Z$ — это общее количество всех электронов на электронной оболочке атома или протонов, содержащихся в ядре, данного химического элемента. Это число одинаково для всех изотопов данного химического элемента. Поэтому понятно, что:

${n_{p1}} = {n_{e1}} = Z_1$

${n_{p1}} = 2$

Массовое число $A$ — это сумма числа протонов и нейтронов, то есть число нуклонов. Так как изотопы отличаются количеством нейтронов в ядре, то массовое число у изотопов данного химического элемента различно. Исходя из этого, имеем:

$A = {n_{n1}} + {n_{p1}}$

${n_{n1}} = A — {n_{p1}}$

${n_{n1}} = 3 — 2 = 1$

Согласно условию задачи в ядре $_{2}^{3}He$ протоны заменяем нейтронами, а нейтроны протонами, поэтому:

$\left\{ \begin{gathered} {n_{p2}} = {n_{n1}} = 1 \hfill \\ {n_{n2}} = {n_{p1}} = 2 \hfill \\ \end{gathered} \right.$

Пользуясь теми же размышлениями, имеем:

$\left\{ \begin{gathered} Z = {n_{p2}} = 1 \hfill \\ A = {n_{p2}} + {n_{n2}} = 2 + 1 = 3 \hfill \\ \end{gathered} \right.$

Зарядовое число есть порядковый номер элемента в таблице Менделеева. Номер 1 в этой таблице, как известно, имеет водород H. В итоге мы получили изотоп водорода $_{1}^{3}H$ , который называется тритий.