✨ Konuları Gir, Yapay Zeka Saniyeler İçinde Sınavını Üretsin!

12. Sınıf Radyoaktif bozunma sonucu atomun kütle numarası ve atom numarası Test Çöz

SORU 1

Çekirdek tepkimelerinde kütle numarası ve atom numarası korunur. Bir \( _{92}^{238}U \) çekirdeği bir adet alfa (\( α \)) ışıması yaparak \( X \) elementine dönüşmektedir.

\[ _{92}^{238}U \(\rightarrow\) _{Z}^{A}X + _{2}^{4}He \] Buna göre, oluşan \( X \) elementinin kütle numarası (\( A \)) ve atom numarası (\( Z \)) aşağıdakilerden hangisidir?

A) \( A=234, Z=90 \)
B) \( A=236, Z=90 \)
C) \( A=234, Z=94 \)
D) \( A=242, Z=94 \)
E) \( A=238, Z=92 \)
Açıklama:
Alfa (\( α \)) ışımasında çekirdekten 2 proton ve 2 nötron fırlatılır. Bu durum kütle numarasının (\( A \)) 4 azalmasına, atom numarasının (\( Z \)) ise 2 azalmasına neden olur. İşlemleri yaparsak: \( A = 238 - 4 = 234 \) ve \( Z = 92 - 2 = 90 \) bulunur.
Bu Sınavı paylaş: WhatsApp Facebook X (Twitter)

Radyoaktif Bozunma ve Atom Numarası/Kütle Numarası Değişimleri

Atomlar, kararsız çekirdek yapısına sahip olduklarında radyoaktif bozunma geçirerek daha kararlı bir hale ulaşmaya çalışırlar. Bu süreçte çekirdekten alfa (\(α\)), beta (\(\beta\)) veya gama (\(\gamma\)) ışınları yayılır. Bu ışınların yayılması sonucunda atomun hem atom numarası hem de kütle numarası değişebilir.

Alfa Bozunması (\(α\))

Alfa bozunması, çekirdekten bir alfa parçacığının (\(α\)) yayılmasıdır. Alfa parçacığı, aslında bir helyum çekirdeğidir (\(\ce{^4_2He}\)). Bu nedenle, alfa bozunması sırasında:

Genel gösterimi şu şekildedir:

$ \( \ce{^A_Z X} \rightarrow \ce{^{A-4}_{Z-2} Y} + \ce{^4_2He} \) \(

Beta Bozunması (\) \(\beta\) \()

Beta bozunması iki türde gerçekleşir:

Beta Eksi Bozunması (\) \(\beta\) ^- \()

Bu tür bozunmada çekirdekteki bir nötron, bir protona, bir elektrona (\) \(\beta\) ^- \() ve bir nötrinoya dönüşür. Elektron, çekirdekten hızla uzaklaşır.

Genel gösterimi şu şekildedir:

\) \( \ce{^A_Z X} \rightarrow \ce{^A_{Z+1} Y} + e^- + \bar{ u}_e \) \(

Beta Artı Bozunması (\) \(\beta\) ^+ \()

Bu tür bozunmada çekirdekteki bir proton, bir nötrona, bir pozitrona (\) \(\beta\) ^+ \() ve bir nötrinoya dönüşür. Pozitron, elektronun karşıt parçacığıdır.

Genel gösterimi şu şekildedir:

\) \( \ce{^A_Z X} \rightarrow \ce{^A_{Z-1} Y} + e^+ + u_e \) \(

Gama Bozunması (\) \(\gamma\) \()

Gama bozunması, genellikle alfa veya beta bozunması sonrası uyarılmış haldeki çekirdeğin enerji kaybederek temel hale geçmesiyle gerçekleşir. Bu süreçte foton (\) \(\gamma\) \() yayılır.

Genel gösterimi şu şekildedir:

\) \( \ce{^A_Z X^*} \rightarrow \ce{^A_Z X} + \gamma \) \(

Özet Tablo

Bozunma Tipi Kütle Numarası (\) A \() Değişimi Atom Numarası (\) Z \() Değişimi
Alfa (\) α \() \) A \(\rightarrow\) A-4 \( \) Z \(\rightarrow\) Z-2 \(
Beta Eksi (\) \(\beta\) ^- \() \) A \(\rightarrow\) A \( \) Z \(\rightarrow\) Z+1 \(
Beta Artı (\) \(\beta\) ^+ \() \) A \(\rightarrow\) A \( \) Z \(\rightarrow\) Z-1 \(
Gama (\) \(\gamma\) \() \) A \(\rightarrow\) A \( \) Z \(\rightarrow\) Z \(

Önemli Notlar

✍️ Çözümlü Örnek Sorular

Örnek 1:

Uranyum-238 (\) \(\ce\) {^{238}_{92}U} \() izotopu, bir dizi bozunma sonucunda Kurşun-206 (\) \(\ce\) {^{206}_{82}Pb} \() izotopuna dönüşüyor. Bu dönüşüm sırasında kaç tane alfa ve beta bozunması gerçekleşmiştir?

Çözüm:

Başlangıç izotopu: \) \(\ce\) {^{238}_{92}U} \(

Son izotop: \) \(\ce\) {^{206}_{82}Pb} \(

Kütle numarası değişimi: \) \(\Delta\) A \(= 238 - 206 = 32\) \(. Her alfa bozunması \) 4 \( birim kütle azalttığına göre, alfa sayısı \) n_α \(= \frac{32}{4} = 8\) \( olur.

Atom numarası değişimi: \) \(\Delta\) Z \(= 92 - 82 = 10\) \(. Toplam atom numarası değişimi \) 10 \('dur.

8 alfa bozunması \) \(8 \times 2 = 16\) \( birim atom numarası azaltır.

Geriye kalan atom numarası değişimi: \) \(10 - 16 = -6\) \(. Bu negatif değişim, beta eksi bozunmaları (\) \(\beta\) ^- \() ile telafi edilir. Her \) \(\beta\) ^- \( bozunması atom numarasını \) 1 \( artırır. Dolayısıyla, beta bozunması sayısı \) n_{ \(\beta\) ^-} \(= 6\) \( olur.

Cevap: \) 8 \( alfa ve \) 6 \( beta eksi bozunması gerçekleşmiştir.

Örnek 2:

Bir X radyoaktif izotopu, önce bir alfa, ardından bir beta eksi ve son olarak bir gama bozunması geçirerek Y izotopuna dönüşüyor. Başlangıçta X izotopunun atom numarası \) Z \( ve kütle numarası \) A \( ise, Y izotopunun atom ve kütle numaralarını bulunuz.

Çözüm:

Başlangıç: \) \(\ce{^A_Z X}\) \(

1. Alfa bozunması (\) α \(): Kütle numarası \) A-4 \(, atom numarası \) Z-2 \( olur. İzotop: \) \(\ce\) {^{A-4}_{Z-2} X'} \(

2. Beta eksi bozunması (\) \(\beta\) ^- \(): Kütle numarası değişmez (\) A-4 \(), atom numarası \) 1 \( artar (\) Z \(-2+1 =\) Z-1 \() olur. İzotop: \) \(\ce\) {^{A-4}_{Z-1} X''} \(

3. Gama bozunması (\) \(\gamma\) \(): Kütle numarası ve atom numarası değişmez. İzotop: \) \(\ce\) {^{A-4}_{Z-1} Y} \(

Cevap: Y izotopunun kütle numarası \) A-4 \( ve atom numarası \) Z-1$'dir.