Do trwałych izotopów siarki i argonu należą izotopy, których liczba masowa A wynosi 36.
a)
Uzupełnij poniższe schematy, wpisując symbole opisanych izotopów siarki i argonu z uwzględnieniem ich liczby atomowej Z i liczby masowej A.
b)
Podaj symbol i napisz konfigurację elektronową atomu w stanie podstawowym tego pierwiastka (siarki albo argonu), którego jądro atomowe zawiera więcej protonów.
Promieniotwórczy izotop pierwiastka X uległ przemianie α, której produktem jest między
innymi pewien izotop pierwiastka Y. W wyniku emisji cząstki α z jądra tego izotopu
pierwiastka Y powstał izotop ołowiu o liczbie masowej 212. Opisane przemiany zilustrowano
poniższym schematem.
X → Y → 212Pb
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.
Na podstawie podanych informacji, ustal symbol i liczbę atomową pierwiastka X oraz
liczbę masową i liczbę neutronów opisanego izotopu pierwiastka X. Uzupełnij tabelę.
Radon jest pierwiastkiem promieniotwórczym, którego najbardziej rozpowszechniony izotop
to 222Rn. W przyrodzie powstaje on bezpośrednio z rozpadu 226Ra. Okres półtrwania 222Rn
jest równy 3,8 dnia, a inne izotopy tego pierwiastka są jeszcze mniej trwałe, więc wykazuje
on dużą aktywność promieniotwórczą.
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2002.
3.1. (1 pkt)
Zawartość radonu w powietrzu pobranym z kopalni wynosi 4·1013 atomów 222Rn w 1 m3.
Oblicz, po jakim czasie zawartość radonu zmaleje do 5·1012 atomów 222Rn w 1 m3.
3.2. (1 pkt)
Napisz równanie reakcji powstawania 222Rn z 226Ra. Uzupełnij wszystkie pola
w poniższym schemacie.
Radioaktywny izotop galu o liczbie masowej równej 67 jest stosowany w medycynie
nuklearnej. Otrzymuje się go w reakcji zachodzącej podczas bombardowania protonami jąder
izotopu cynku o liczbie masowej równej 68.
Na trwałość jądra atomowego ma wpływ stosunek liczby neutronów do liczby protonów.
Kiedy jądro ma nadmiar neutronów, w jego wnętrzu może zajść przemiana β–, w której
z neutronu powstają proton, elektron i antyneutrino.
10n ⟶ 11p + 0–1e− + 00ῡ
Antyneutrino, ῡ, jest nienaładowaną elektrycznie cząstką o masie spoczynkowej bliskiej zeru.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010
oraz A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998.
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższych zdań.
W wyniku przemiany β– powstaje jądro, którego liczba atomowa Z jest (równa liczbie
atomowej
/
mniejsza o 1 od liczby atomowej
/
większa o 1 od liczby atomowej) jądra
ulegającego tej przemianie i którego liczba masowa A jest (równa liczbie masowej /
mniejsza o 1 od liczby masowej
/ większa o 1 od liczby masowej) jądra ulegającego tej
przemianie.
Na trwałość jądra atomowego ma wpływ stosunek liczby neutronów do liczby protonów.
Kiedy jądro ma nadmiar neutronów, w jego wnętrzu może zajść przemiana β–, w której
z neutronu powstają proton, elektron i antyneutrino.
10n ⟶ 11p + 0–1e− + 00ῡ
Antyneutrino, ῡ, jest nienaładowaną elektrycznie cząstką o masie spoczynkowej bliskiej zeru.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010
oraz A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998.
Izotop węgla 146C ulega przemianie β–, której produktem jest trwały izotop azotu. Przemianę
tę ilustruje schemat:
146C ⟶ N
Określ wartość liczby atomowej i liczby masowej izotopu azotu, który powstaje
w wyniku opisanej przemiany.
Na trwałość jądra atomowego ma wpływ stosunek liczby neutronów do liczby protonów.
Kiedy jądro ma nadmiar protonów, w jego wnętrzu może zajść przemiana β+, w której
z protonu powstają neutron, pozyton i neutrino.
11p ⟶ 10n + 0+1e+ + 00ν
Pozyton, e+ , jest cząstką różniącą się od elektronu tylko znakiem ładunku elektrycznego.
Bezwzględna wartość ładunku oraz masa obydwu cząstek są jednakowe. Neutrino, ν, jest
nienaładowaną elektrycznie cząstką o masie spoczynkowej bliskiej zeru.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010
oraz A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998.
Jądro o liczbie atomowej Z1 i liczbie masowej A1 uległo przemianie β+, w której wyniku
powstało jądro o liczbie atomowej Z2 i liczbie masowej A2.
Spośród podanych zależności wybierz i podkreśl te, które są prawdziwe dla Z1 i Z2 oraz
dla A1 i A2.
Na trwałość jądra atomowego ma wpływ stosunek liczby neutronów do liczby protonów.
Kiedy jądro ma nadmiar protonów, w jego wnętrzu może zajść przemiana β+, w której
z protonu powstają neutron, pozyton i neutrino.
11p ⟶ 10n + 0+1e+ + 00ν
Pozyton, e+ , jest cząstką różniącą się od elektronu tylko znakiem ładunku elektrycznego.
Bezwzględna wartość ładunku oraz masa obydwu cząstek są jednakowe. Neutrino, ν, jest
nienaładowaną elektrycznie cząstką o masie spoczynkowej bliskiej zeru.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010
oraz A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998.
Pozytonowa tomografia emisyjna jest metodą diagnostyki medycznej, w której wykorzystuje
się strumień pozytonów. Ich źródłem może być sztuczny radioizotop fluoru 18F . Izotop ten
otrzymuje się przez napromieniowanie protonami izotopu tlenu 18O .
Napisz równania opisanych reakcji − uzupełnij poniższe schematy.
Brom występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch izotopów o masach atomowych
równych 78,92 u i 80,92 u. Średnia masa atomowa bromu jest równa 79,90 u. Pierwiastek ten
w reakcjach utleniania i redukcji może pełnić funkcję zarówno utleniacza, jak i reduktora.
Tworzy związki chemiczne, w których występują różne rodzaje wiązań.
Oblicz, jaki procent atomów bromu występujących w przyrodzie stanowią atomy
o masie atomowej 78,92 u, a jaki procent – atomy o masie atomowej 80,92 u.
Uzupełnij tabelę – wpisz masy promieniotwórczego izotopu, które pozostały z próbki
o masie 0,24 miligrama po czasie równym jednemu, dwóm i trzem okresom półtrwania
(τ1/2), oraz procent masy promieniotwórczego izotopu, który uległ rozpadowi
(w stosunku do początkowej masy próbki) w czasie równym kolejnym trzem okresom
półtrwania.
Liczba okresów półtrwania (τ1/2)
0
1
2
3
Masa promieniotwórczego izotopu, mg
0,24
Procent początkowej masy promieniotwórczego izotopu, który uległ rozpadowi, %
Promieniotwórczy izotop 214Bi może emitować z jądra cząstki β− lub cząstki α, w wyniku
czego tworzy jądra dwóch różnych promieniotwórczych izotopów.
Porównaj stosunek liczby neutronów do liczby protonów w jądrach powstałych
izotopów ze stosunkiem liczby neutronów do liczby protonów w jądrze radioizotopu
214Bi. Dokończ poniższe zdania – wpisz właściwe określenie spośród:
zmaleje się nie zmieni wzrośnie
Stosunek liczby neutronów do liczby protonów po emisji cząstek β−
Stosunek liczby neutronów do liczby protonów po emisji cząstek α
Końcowym produktem szeregu promieniotwórczego uranowo-radowego jest trwały izotop
ołowiu 206Pb. Jądro 206Pb powstaje w wyniku emisji cząstki α przez jądro izotopu innego
pierwiastka.
Podaj symbol tego pierwiastka. Określ liczbę masową A jego izotopu, który uczestniczy
w opisanej przemianie α.
Masa atomowa izotopu jest w przybliżeniu równa jego liczbie masowej A. Miedź występuje
w przyrodzie w postaci dwóch trwałych izotopów. Skład izotopowy miedzi (w zaokrągleniu
do jedności) przedstawiono w poniższej tabeli.
Liczba masowa izotopu
Zawartość izotopu, % atomów
63
69
Ax
31
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2001.
Wykonaj obliczenia i podaj liczbę masową Ax drugiego naturalnego izotopu miedzi. Przyjmij, że średnia masa atomowa miedzi jest równa 63,55 u.
Poniżej przedstawiono wykres zależności masy promieniotwórczego izotopu polonu 216Po
od czasu. Symbol mp oznacza początkową masę izotopu.
Na podstawie: A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość, Warszawa 1998.
Odczytaj z wykresu wartość okresu półtrwania izotopu polonu 216Po . Określ, po ilu sekundach w próbce zawierającej 100 mg izotopu polonu 216Po ulegnie rozpadowi 75 mg tego izotopu.
Wartość okresu półtrwania:
75 mg izotopu polonu 216Po ulegnie rozpadowi po upływie s.
