GV Hoàng Minh Cảnh 1 Chuyên đề CẤU TẠO NGUYÊN TỬ PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Câu 1 1 Những nguyên tử hydro ở trạng thái cơ bản bị kích thích bởi tia UV có λ = 97,35 nm Số lượng tử chính của trạng thái kích thíc[.]
GV: Hoàng Minh Cảnh Chuyên đề: CẤU TẠO NGUYÊN TỬ- PHẢN ỨNG HẠT NHÂN Câu 1: 1.Những nguyên tử hydro trạng thái bị kích thích tia UV có λ = 97,35 nm Số lượng tử trạng thái kích thích ? Khi nguyên tử hydro bị khử trạng thái kích thích chúng phát xạ có bước sóng (tính nm) ? Cho h=6,63.10-34J.s; c=3.108 m.s-1; Hằng số Ritbe RH= 1,097.107m-1 Một chuỗi phân hủy phóng xạ tự nhiên bắt đầu với 232Th90 kết thúc với đồng vị bền 208Pb82 a Hãy tính số phân hủy β xảy chuỗi b Trong tồn chuỗi, có lượng (MeV) phóng thích c Hãy tính tốc độ tạo thành lượng (cơng suất) theo watt (1W = Js-1) sản sinh từ 1,00kg 232Th (t1/2=1,40.1010 năm) d 228Th phần tử chuỗi thori, thể tích heli theo cm3 0oC 1atm thu 1,00g 228Th (t1/2 = 1,91 năm) chứa bình 20,0 năm? Chu kỳ bán hủy tất hạt nhân trung gian ngắn so với 228Th e Một phân tử chuỗi thori sau tách riêng thấy có chứa 1,50.1010 nguyên tử hạt nhân phân hủy với tốc độ 3440 phân rã phút Chu kỳ bán hủy tính theo năm bao nhiêu? Cho khối lượng nguyên tử cần thiết là: He2 = 4,00260u ; 208Pb82 = 207,97664u ; 232Th90 = 232,03805u; 1u = 931,5MeV/c2 ; 1MeV = 1,602.10-13J; NA = 6,022.1023mol-1 Thể tích mol khí lý tưởng 0oC 1atm 22,4 lít Câu 2: Giả thiết vũ trụ khác, bảng hệ thống tuần hoàn nguyên tố lại xếp theo trật tự khác Cụ thể sau: ♦ n số nguyên dương (n > 0) ♦ l nằm đoạn [0, n] ♦ ml số lẻ nằm tập Z Với ml dương l ≤ ml ≤ 2l, với ml âm −2l ≤ ml ≤ −l ♦ ms nhận hai giá trị ± Vậy ứng với n = nguyên tố? Câu 3: 1.Cấu hình electron ngun tố X có electron ứng với số lượng tử sau: n = 6; l = 0; m = 0; s = + Năng lượng ion hóa (I) nguyên tử X có giá trị sau (tính theo kJ/mol): I1 I2 I3 I4 I5 I6 890 1980 2900 4200 5600 7000 Viết cấu hình electron X Cho biết X có số oxi hóa nào? 2.Nguyên tố X có đồng vị phóng xạ 198X (xảy phân rã β tạo thành hạt nhân Y) ứng dụng y học để chuẩn đoán điều trị số bệnh ác tính Đồng vị 198X tổng hợp cách cho đồng vị 197X hấp thụ hạt nơtron Viết phương trình tổng hợp phân rã 198X Tính lượng giải phóng (theo MeV) thực phản ứng tổng hợp 198X từ 197X Cho biết: 1uc2 = 931,5 MeV Khối lượng hạt sau: 197 198 X X 0n 196,9665687 u 197,9682423 u 1,0086649 u Câu 4: Viết cơng thức Lewis, dự đốn cấu trúc hình học cho phân tử sau đây: XeO2F4, ICl4+, PCl4−, N3− Sử dụng thuyết VB viết công thức phân tử O2 C2 Nghiên cứu tính chất O2 C2 người ta thu kết thực nghiệm sau: Phân tử Năng lượng liên kết, kJ/mol Độ dài liên kết, pm Từ tính O2 495 131 thuận từ C2 620 121 nghịch từ a Kết thực nghiệm có phù hợp với cấu tạo phân tử đưa thuyết VB rằng: EC=C C2H4 = 615 kJ/mol, EC≡C C2H2 = 812 kJ/mol, EO-O H2O2 = 142 kJ/mol b Sử dụng thuyết MO giải thích kết thực nghiệm thu GV: Hoàng Minh Cảnh Câu 5: Chuỗi phân rã thiên nhiên bước 238 U 92 → 20682 Pb bao gồm số phân rã anpha beta loạt 234 234 a Hai bước bao gồm 90 Th (t1/2 = 24,10 ngày) 91 Pa (t1/2 = 6,66 giờ) Hãy viết phản ứng hạt nhân hai bước phân rã 238U tính tổng động theo MeV sản phẩm phân rã Cho khối lượng nguyên tử: 238 U = 238,05079u; 234Th = 234,04360u; 234Pa = 234,04332u 4He = 4,00260u 1u = 931,5MeV mn = 1,00867u; 1MeV = 1,602.10-13J b Phân rã 238U dẫn đến 226 Ra 88 (t1/2 = 1620 năm) mà sau xạ hạt anpha để tạo thành 222 86 Rn (t1/2 = 3,83 ngày) Nếu thể tích mol rađon điều kiện 25,0 lít thể tích rađon cân bền với 1,00kg rađi bao nhiêu? c Hoạt độ mẫu phóng xạ chuỗi 238U giảm 10 lần sau 12,80 ngày Hãy tìm số phân rã chu kỳ bán hủy Câu 6: Hai đồng vị 32P 33P phóng xạ β- với thời gian bán hủy 14,3 ngày 25,3 ngày 32 33 32 33 Đồng vị P P S S Nguyên tử khối (amu) 31,97390 32,97172 31,97207 32,97145 Viết phương trình phản ứng hạt nhân biểu diễn q trình phóng xạ tính lượng cực đại hạt β phát q trình phóng xạ nói theo đơn vị MeV? Cho số Avogađro NA = 6,023.1023, vận tốc ánh sáng C = 3.108 m/s, 1eV = 1,602.10 19 J Khi tương tác với vật chất chùm xạ β 32P làm phát tia hãm có bước sóng λ = 0,1175 nm a) Tính lượng photon theo MeV b) Tính khối lượng 32P mẫu có hoạt độ phóng xạ 0,1 Ci Một mẫu phóng xạ đồng thời chứa 32P 33P có tổng hoạt độ phóng xạ ban đầu 9136,2 Ci Sau 14,3 ngày tổng hoạt độ phóng xạ cịn lại 4569,7 Ci Tính % khối lượng đồng vị mẫu ban đầu Câu 7: (a) Lập cấu hình electron nguyên tử bari (Z = 56) trạng thái (b) Tính số chắn electron hóa trị điện tích hiệu dụng tương ứng (c) Xác định lượng orbital electron hóa trị từ suy lượng ion hóa tạo ion Ba2+ Câu 8: KCl thường dùng hóa học phân tích dạng ngun tử đánh dấu, đó, đồng vị phóng xạ 40K chiếm 1,17% tổng số nguyên tử hỗn hợp đồng vị K Một mẫu KCl cân nặng 2,71 gam có tốc độ phân rã 4490 phân rã/s 40 (a) Xác định thời gian bán hủy K theo năm (b) Sau tốc độ phân rã mẫu KCl 3592 phân rã/s Cho biết: năm = 365 ngày giờ; K = 39,1; Cl = 35,45 Câu 9: Câu 10: GV: Hoàng Minh Cảnh Câu 11: Poloni ( 210 84 Po ) thuộc họ phóng xạ urani – rađi có chu kỳ bán rã 138,38 ngày Tính khối lượng 210 84 Po có kg urani tự nhiên Cho chu kì bán rã 238 92 U 4,47.109 năm 238 92 U chiếm 99,28% khối lượng urani tự nhiên 210 84 Po phân rã α, tạo thành đồng vị bền 206 82 Pb Cho hạt nhân 210 84 Po đứng yên, lượng phân rã chuyển hóa hồn tồn thành động hạt nhân chì hạt α, làm cho hạt nhân 206 82 Pb chuyển động giật lùi với vận tốc vL, hạt α chuyển động phía trước với vận tốc vα Biết khối lượng mol -1 206 82 -1 210 84 Po -1 209,982864 g mol , Pb 205,974455g mol , He 4,002603 g mol Tính tốc độ đầu (m/s) hạt α với độ xác đến hai chữ số có nghĩa 210 84 Po nguồn phát α mạnh, nên đặt tàu tự hành đổ lên Mặt Trăng để tạo nguồn cung cấp lượng sưởi ấm thiết bị đêm Mặt Trăng lạnh giá Tính cơng suất phát nhiệt ban đầu (ra Watt) nguồn chứa g 210 84 Po Cho 100% động hạt α hấp thụ để chuyển thành nhiệt Tính cơng suất phát nhiệt trung bình (J/s) 138,38 ngày nguồn ban đầu chứa g 210 84 Po Câu 12: Câu 13: Livermori (Lv) nguyên tố thứ 116 bảng hệ thống tuần hoàn nhà khoa học viện nghiên cứu Dubna (Nga) tạo lần vào năm 2000 cách bắn phá hạt nhân nguyên tố Curi ( 248 96 Cm ) hạt nhân Canxi ( ) gia tốc để tạo đồng vị Livermori (có số khối A = 293) kèm theo loại hạt Livermori-293 phân rã α với chu kì bán hủy 61 mili giây tạo hạt nhân nguyên tố Flerovi (Fl) Viết phương trình phản ứng tổng hợp phân rã Lv-293 Bằng việc tính tốn hai phản ứng đây, phản ứng tạo lượng lớn tính cho gam nhiên liệu: Phản ứng phân hạch: Phản ứng nhiệt hạch: Biết khối lượng nguyên tử: 235,0439u cho ; 93,9061u cho ; 139,9053u cho ; 1,007825u cho ; 2,014u cho ; 3,01605 u cho So sánh lượng tỏa tính cho gam nhiên liệu GV: Hồng Minh Cảnh Câu 14: Khống vật monazit có nhiều bang Kerala, Ấn Độ loại khoáng giầu Thori Một mẫu monazit điển hình có chứa % ThO2 0,35 % U3O8 Biết 208Pb 206Pb sản phẩm bền cuối tương ứng chuỗi phân rã 232Th 238U Tất chì có mặt mẫu monazit có nguồn gốc từ phân rã hai đồng vị Tỉ lệ số nguyên tử đồng vị 208Pb/232Th mẫu monazit, xác định phương pháp phổ khối, 0,104 Biết thời gian bán hủy 232Th 238U 1,41 1010 năm 4,47 109 năm Giả thiết toàn lượng 208Pb, 206Pb, 232Th 238U nằm lại mẫu monazit từ mẫu hình thành Hãy tính tuổi mẫu monazit Hãy tính tỉ lệ số nguyên tử 206Pb/238U mẫu monazit Thori-232 nguyên liệu đầu vào ngành công nghiệp lượng hạt nhân Đồng vị có khả hấp thụ hạt nơtron để tạo đồng vị 233U phát hạt β– Hãy viết phương trình phản ứng hạt nhân tạo thành 233U từ 232Th Phản ứng phân hạch 233U tạo hỗn hợp sản phẩm phóng xạ Trong có đồng vị 101Mo, đồng vị phân rã sau: 101 42 Mo 101 t1/2 = 14,6 101 43 Tc t1/2 = 14,3 101 44 Ru Một mẫu 101Mo tinh khiết vừa điều chế có chứa 5000 ngun tử 101Mo Hãy tính số ngun tử 101Mo, Tc 101Ru có mặt mẫu sau 14,6 phút Biết số nguyên tử 101Tc thời điểm t tính theo cơng thức: N (101 Tc ) = λ1 N (101 Mo ) − λ t − λ t (e − e ) λ2 − λ1 Câu 15: Một đồng vị phân rã phóng xạ đồng thời theo phản ứng: k1 k2 64 → 3064 Zn + β − 2964Cu → 2864 Ni + β + 29 Cu Thực nghiệm cho biết từ mol 64 Cu ban đầu, sau 25 36 phút lấy hỗn hợp cịn lại hồ tan vào dung dịch HCl dư thu 16 gam chất rắn không tan.Từ lượng đồng 64Cu ban đầu, sau 29 44 phút lấy hỗn hợp lại hồ tan vào dung dịch KOH dư phần chất rắn khơng tan có khối lượng 50,4% khối lượng hỗn hợp 1.Tính số phóng xạ k1 , k2 chu kì bán rã 64Cu 2.Tính thời gian để 64Cu cịn lại 10% − − α α β β α Câu 16: Cho dãy phóng xạ sau: 222 → Po → Pb → Bi → Po →? 86 Rn Viết phương trình biểu diễn phân rã phóng xạ dãy Ở nước hồ, người ta đo tốc độ phân rã phóng xạ đơng vị 226Ra 6,7 ngun tử.phút-1.(100lit-1) Qúa trình tạo đồng vị 222Rn có hoạt độ phóng xạ 4,2 nguyên tử.phút1 (100lit-1) Độ phóng xạ đồng vị không thay đổi theo thời gian, phần 222Rn sinh từ trình phân rã 226Ra lại bị q trình khơng biết tên xảy hồ a/ Tính nồng độ 222Rn (đơn vị mol/lít) b/ Tính số tốc độ (đơn vị phút-1) q trình khơng biết tên Biết q trình tuân theo định luật tốc độ phản ứng bậc Cho: t1/2(222Rn) = 3,8 ngày; t1/2(226Ra) = 1600 năm; NA= 6,02.1023 Câu 17: Mặt trời có đường kính 1,392 × 106 km có khối lượng riêng khoảng 1.408 g/cm3 bao gồm 73,46% (theo khối lượng) hidro Năng lượng mặt trời hoàn toàn từ kết hợp hidro tạo heli theo phương trình: 11H → 24 He + 2+0 e + 2ν Năng lượng giải phóng hình thành hạt nhân heli tạo cường độ mạnh 3,846 × 1026J/s cho toàn mặt trời Cho Hạt 1H He +1 e Khối lượng (u) 1,00783 4,002604 0,00054858 a) Tính khối lượng mặt trời b) Từ cường độ ánh sáng tính khối lượng hiđro tham gia phản ứng giây phản ứng c) Với lượng hidro mặt trời tại, cho biết sau mặt trời ngừng chiếu sáng? Câu 18: Đồng vị Magie 23Mg chất phóng xạ β − Một máy đếm đặt gần mẫu chứa 23Mg , từ thời điểm t = đến t1 = 2s, đếm n1 hạt β , đến thời điểm t2 = 6s, đếm 2,66 hạt Tính chu kì bán rã đồng vị GV: Hoàng Minh Cảnh Câu 19: Bảng ghi giá trị lượng ion hóa liên tiếp In( n = ÷ 6)(eV) lực với electron A(eV) nguyên tố X, Y, Z chu kì sau: Nguyên tố I1 I2 I3 I4 I5 I6 A X 11,26 24,37 47,86 64,47 392,02 489,88 -1,25 Y 14,5 29,60 47,40 67,40 97,81 610,52 +0,32 Z 13,61 35,10 54,88 77,39 113,87 138,08 -1,465 Lập luận xác định tên nguyên tố X, Y, Z? Viết cấu hình electron X trạng thái kích thích khơng có electron có số lượng tử lớn số thứ tự chu kì Tính lượng ion X+; Y+; Z+; X-; Y-; Z-? Câu 20: Biết lượng tối thiểu cần cung cấp để tách hai electron khỏi nguyên tử He trạng thái 79,00eV Khi chiếu xạ có tần số ν (s-1 hay Hz) vào nguyên tử He (cũng trạng thái bản) thấy có electron với vận tốc 1,503.106 m/s Tính ν (Hz) Sử dụng mơ hình cộng hưởng electron theo Lewis, vẽ tất cơng thức cộng hưởng (hay cịn gọi cấu trúc cộng hưởng) có ion OCN- Câu 21: Trong mặt trời, có xảy chuỗi phản ứng hạt nhân nằm chu trình cacbon-nitơ sau: a) Hoàn thành phản ứng hạt nhân trên, viết phương trình tổng quát cho chu trình cacbon-nitơ b) Hạt nhân coi xúc tác trình? Hạt nhân coi hạt nhân trung gian? c) Tính lượng giải phóng có gam 1H tham gia vào chu trình Cho: Khối lượng mol nguyên tử 1H F 1,00782 g/mol 4,00260 g/mol Khổi lượng positron 9,10939 × 10-28 g Hằng số Avogadro N = 6,022136 × 1023 Tốc độ ánh sáng chân khơng c = 2,998 × 108 m/s Câu 22: Q trình phân huỷ phóng xạ ngun tố chì xảy sau: λ λ2 214 214 1 → 214 82 Pb 83 Bi + β → 84 P0 + β Thời gian bán huỷ giai đoạn tương ứng 26,8 phút 19,7 phút Giả sử lúc đầu có 100 nguyên 214 214 214 tử 214 82 Pb , tính số nguyên tử 82 Pb , 83 Bi 84 P0 thời điểm t = 10 phút Câu 23: 238U đồng vị họ phóng xạ Uran-rađi, đồng vị nguyên tố khác thuộc họ sản phẩm chuỗi phân rã phóng xạ ban đầu từ 238U Khi phân tích quạng Urani, người ta tìm thấy địng vị Uran 238U; 235U; 234U có tính phóng xạ Hai đồng vị 235U 234U có thuộc họ phóng xạ Uran-rađi khơng? Tại sao, Viết phương trình biểu diễn biến đổi hạt nhân để giải thích Điện tích hạt nhân Z Thori ( Th), prrotatini (Pa) Urani (U) 90, 91, 92 Các nguyên tố phóng xạ tự nhiên có tính phóng xạ α β Sản phẩm xử lí nước thải chứa 226Ra kết khối xi măng (phương pháp xi măng hoá), bảo quản thùng kim loại, đem chơn giữ kho thải phóng xạ Cần giữ an toàn để lượng Ra khối chất thải lại lượng ban đầu? Thời gian bán huỷ 226Ra 1000 1600 năm 238 n( 206 82 Pb ) Câu 24: Trong mẫu đá người ta tìm thấy tỉ lệ sau đây: n (20692 U ) = 8,17 204 = 75,41 Trong n( 82 Pb) n ( 82 Pb ) n số mol nguyên tử đồng vị tương ứng ghi dấu ngoặc Người ta cho mẫu đá hình thành có chứa sẵn Pb tự nhiên Chì tự nhiên bao gồm đồng vị bền với thành phần đồng vị cho bảng đây: 204 206 207 208 Đồng vị Pb Pb Pb Pb Phần trăm khối lượng 1,4 24,1 22,1 52,4 Hãy tính tuổi mẫu khống vật Cho chu kì bán hủy 238U 4,47.109 năm Chấp nhận suốt thời gian mẫu đá tồn tại, 238U đồng vị bền chì hồn tồn khơng bị rửa trôi nước mưa Câu 25: 134Cs 137Cs sản phẩm phân hạch nhiên liệu urani lò phản ứng hạt nhân Cả hai đồng vị phân rã β- với thời gian bán hủy t1/2(134Cs) = 2,062 năm t1/2(137Cs) = 30,17 năm GV: Hồng Minh Cảnh Viết phương trình phản ứng hạt nhân biểu diễn phân rã phóng xạ 134Cs 137Cs, tính lượng (ra eV) giải phóng phân rã 134Cs dựa vào số liệu Đồng vị Nguyên tử khối (u) 134 133,906700 55 Cs 134 133,904490 56 Ba b) Trong mẫu nước thu sau cố nhà máy điện hạt nhân người ta phát hai đồng vị nói Cs với hoạt độ phóng xạ tổng cộng 1,92 mCi Khối lượng 137Cs có mẫu nước 14,8 = µg - Sau năm hoạt độ phóng xạ tổng cộng đồng vị mẫu nước cho cịn 80,0 µCi? Tính tỉ số khối lượng 134Cs 137Cs thời điểm Giả thiết thiết bi đo đo hoạt độ phóng xạ β- lớn 0,1 Bq Cho: 1Ci = 3,7.1010 Bq; vận tốc ánh sáng c = 2,997925.108ms-1; 1eV = 1,60219.10-19J; số Avogađro NA= 6,02.1023; năm = 365 ngày Câu 26: Hai đồng vị 101Tc 104Tc bền, phân rã β-, có chu kì bán hủy 14,3 phút 18,3 phút, sản phẩm phân rã nguyên tử bền Cho khối lượng hạt bảng sau: 101 101 Hạt Tc Ru p n e Khối lượng (u) 100,9073 100,9056 1,0073 1,0087 0,00055 101 101 101 Xét phản ứng phân rã Tc: 43Tc → 44 Ru + −1 e (*) (a) Tính lượng tỏa phản ứng (*) theo đơn vị kJ/mol (b) Tính lượng tỏa trình hình thành hạt nhân 101Ru từ hạt (kJ/mol) (c) Một lượng 101Tc có hoạt độ phóng xạ 2016 Ci Tính khối lượng Tc ban đầu khối lượng Tc bị phân rã phút (d) Hỗn hợp gồm hai đồng vị 101Tc 104Tc có hoạt độ phóng xạ tổng cộng 308 Ci, để sau 14,3 phút hoạt độ phóng xạ cịn 160,462 Ci Hỏi sau (tính từ thời điểm ban đầu) hoạt độ phóng xạ đồng vị gấp hai lần hoạt độ phóng xạ đồng vị kia? -5 235 226 Câu 27: Một mẫu quặng urani tự nhiên có chứa 99,275 gam 238 92 U; 0,720 gam 92 U 3,372.10 gam 88 Ra Cho 238 226 giá trị chu kì bán hủy: t1/2( 235 92 U) = 7,04.10 năm, t1/2( 92 U) = 4,47.10 năm, t1/2( 88 Ra) = 1600 năm Chấp nhận tuổi Trái Đất 4,55.10 năm 238 Tính tỉ lệ khối lượng đồng vị 235 92 U / 92 U Trái Đất hình thành Nếu chưa biết chu kì bán huỷ 238 92 U giá trị tính từ kiện cho? 64 Câu 28: Đồng vị 29 Cu phân rã phóng xạ đồng thời theo phản ứng: 64 29 Cu k1 64 30 Zn + β - vµ k2 64 29 Cu 64 β+ 28 Ni + β + Thực nghiệm cho biết từ mol 64Cu ban đầu, sau 25 36 phút lấy hỗn hợp cịn lại hồ tan vào dung dịch HCl dư cịn 16 gam chất rắn khơng tan Từ lượng đồng vị 64Cu ban đầu, sau 29 44 phút lấy hỗn hợp cịn lại hồ tan vào dung dịch KOH dư phần chất rắn khơng tan có khối lượng 50,4% khối lượng hỗn hợp Tính số phóng xạ k1, k2 chu kì bán rã 64Cu Tính thời gian để 64Cu cịn lại 10% Tính thời gian để khối lượng 64Zn chiếm 30% khối lượng hỗn hợp Câu 29: Cho dãy phóng xạ sau: 222 214 214 α α α β− β− Rn → 218Po → 214Pb → Bi → Po → 3,82d 3,1min 164 µ s 26,8 19,9 Giả thiết ban đầu có radon mẫu nghiên cứu với hoạt độ phóng xạ 3,7.104 Bq, a.Viết phương trình biểu diễn phân rã phóng xạ dãy b.Tại t = 240 (phút) hoạt độ phóng xạ 222Rn bao nhiêu? c.Cũng t = 240 hoạt độ phóng xạ 218Po bao nhiêu? d.Tại t = 240 hoạt độ phóng xạ chung lớn hơn, nhỏ hay hoạt độ phóng xạ ban đầu 222Rn - GV: Hoàng Minh Cảnh HƯỚNG DẪN CTNT-PƯHN LG 1: - Ta có lượng photon là: ∆E= h.c.RH.(1/n2 -1/n’2) hc 6, 63.10−34.3, 00.108 2,18.10−18 −18 −18 ∆E = = = 2, 043.10 J ; ∆ E = 2,18.10 − = 2, 043.10−18 ⇒ n = −9 λ 97,35.10 n - Khi bị khử kích thích: 1 n = → n = 1: E4 – E1 = − 2,18.10 −18 − ⇒ λ1 = 97,35nm 4 n = → n = 2: E4 – E2 = − 2,18.10 −18 − = 4,0875.10 −19 J 4 −34 6,63.10 3,00.10 λ= = 4,87.10 − m = 487 nm −19 4,0875.10 n = → n = 3: E4 – E3 = − 2,18.10 −18 − = 1,0597.10 −19 J 4 −34 6,63.10 3,00.10 λ= = 18,77.10 − m = 1877 nm −19 1,0597.10 a A = 232 – 208 = 24 24/4 = hạt anpha Như điện tích hạt nhân giảm 2.6 = 12 đơn vị, khác biệt điện tích hạt nhân 90 – 82 = đơn vị Nên phản có hạt beta xạ 232 208 − 90 Th → 82 Pb + He + β b Năng lượng phóng thích Q = [m(232Th) – m(208Pb) – 6m(4He)].c2 = 42,67MeV 1000.6,022.10 23 c 1,00kg có chứa = = 2,60.10 24 nguyên tử 232 0, 693 Hằng số phân hủy 232Th: λ = = 1,57.10−18 s −1 ; A = N λ = 4, 08.106 1, 40.1010.3,154.107 Mỗi phân hủy giải phóng 42,67MeV Cơng suất = 4,08.106.42,67.1,602.10-13 = 2,79.10-5W 228 208 d 90 Th → 82 Pb + 42 He Chu kỳ bán hủy hạt trung gian khác ngắn so với 228Th 23 0, 693 1, 00 ( 6, 022.10 ) = 9,58.1020 A = λN = 1,91 228 Số hạt He thu được: NHe = 9,58.1020.20.5 = 9,58.1022 hạt; VHe = 3,56.103cm3 = 3,56 lít 0,693 0,693.N e t1 / = = = 5,75 năm λ A LG 2: Với n = thì: − Khơng tồn ngun tố l = 0, ml = ms = ± − Có nguyên tố có l = 1, ml = ±1 ms = ± − Có nguyên tố có l = 2, ml = ±3 ms = ± − Có nguyên tố có l = 3, ml = ±3, ±5 ms = ± − Có nguyên tố có l = 4, ml = ±5, ±6 ms = ± Vậy tổng cộng có tất 24 nguyên tố LG 3: Từ số lượng tử X suy cấu hình e cuối X là: 6s1 X thuộc nhóm IA IB Vì lượng ion hóa X biến đổi đặn nên electron X có lượng chênh lệch khơng nhiều Từ kiện suy X thuộc nhóm IB Vậy cấu hình electron X [Xe] 4f14 5d10 6s1 Số oxi hóa có X +1; +2; +3 198 198 198 Phản ứng tổng hợp 198X: 197 X: 198 79 X + n → 79 X Phản ứng phân rã 79 X → 80Y + 1− e Năng lượng giải phóng thực phản ứng tổng hợp 198X ∆m = - 6,991.10-3 u; ∆E = - 6,512 MeV GV: Hoàng Minh Cảnh LG 4: Cấu trúc phân tử Phân tử Cơng thức VSEPR Hình học cặp electron hóa trị Hình học phân tử Cơng thức Lewis O XeO2F4 XeO2F4L0 Bát diện Bát diện F F Xe F F O Cl ICl4+ ICl4+L1 Lưỡng tháp tam giác Bập bênh Cl I + Cl Cl PCl4− PCl4−L1 Lưỡng tháp tam giác Bập bênh Cl Cl _ P Cl Cl − N3 2.Liên kết hóa học NN2L0 Thẳng Thẳng N N N O O a Cấu tạo phân tử O2 C2 theo thuyết VB: C C Kết thực nghiệm: Phân tử Năng lượng liên kết, kJ/mol Độ dài liên kết, pm Từ tính O2 495 131 thuận từ C2 620 121 nghịch từ C2H4 EC=C = 615 C2H2 EC≡C = 812 H2O2 EO-O = 142 -Phân tử C2: không phù hợp liên kết bốn C-C khơng thể có lượng nhỏ liên kết ba -Phân tử O2: phù hợp mặt lượng liên kết không phù hợp mặt từ tính b Theo thuyết MO, cấu hình electron phân tử O2 C2 là: O2: (σ1s)2(σ*1s)2(σ2s)2(σ*2s)2(σ2p)2(π1)2(π2)2(π*1)1(π*2)1 C2: (σ1s)2(σ*1s)2(σ2s)2(σ*2s)2(π1)2(π2)2 -Độ bội liên kết phân tử C2 hay O2 Điều phù hợp với thực nghiệm -Về mặt từ tính, C2 nghịch từ O2 thuận từ phù hợp với thực nghiệm -Sự có mặt hai electron MO phản liên kết phân tử O2 làm cho liên kết đôi O=O trở nên bền so với liên kết đôi C=C cho dù d(O=O) < d(C=C) LG 5: a Năng lượng phản ứng tổng động năng: 238 234 Bước 1: 92 U → 90 Th + 42 He Q = Kd + Kα = [m(238U) – m(234Th) – m(4He)]c2 = 4,28MeV 234 234 Bước 2: 90 Th → 91 Pa + 0−1 e(hayβ ) Q = Kd + Kβ = [m(234Th) – m(234Pa)]c2 = 0,26MeV b.Tại cân (không đổi) N1λ1 = N2λ2 = A (A: hoạt độ) Với 226Ra; λ1 = 1,17.10-6 ngày-1; Với 222Rn; λ2 = 0,181 ngày-1 1000.6, 022.10 23 N1 = = 2, 66.1024 226 N 0,181 = 2, 66.1024.1,17.10−6 ⇒ N = 1, 72.1019 nRn = 2,86.10−5 mol ⇒ V222 Rn = 7,15.10−4 lít N N o e − λt1 ln10 0,693 c N1 = Noe => = = e λ ( t1 − t2 ) ⇒ λ = = 0,18 => t1 / = = 3,85 ngày − λt 0,181 N2 Noe 12,80 LG 6: Phương trình phóng xạ: 32 32 33 33 → 16 S + β ( −01 e) ; → 16 S + β ( −01 e) 15 P 15 P Đơn vị khối lượng nguyên tử: amu = gam/mol * Phân rã 32P: -λt GV: Hoàng Minh Cảnh 10−3 kg ) (3,0.108 m.s-1)2 6, 023.1023 = 2,734517 10-13 J = 1,707.106 eV = 1,707 MeV * Phân rã 33P: 10−3 kg ∆E2 = ∆m C2 = (32,97172 - 32,97145).( ) (3,0.108 m.s-1)2 6, 023.1023 = 4,034534 10=14 J = 251843,6 eV = 0,2518 MeV a) Năng lượng photon: hC 6, 626.10−34.3.108 E= = = 1, 691.10−15 J = 0,01056 MeV −9 λ 0,1175.10 b) Hoạt độ phóng xạ: A = 0,1 Ci = 0,1 3,7.1010 Bq = 3,7.109 Bq A.t ln2 3, 7.109 ×14,3 × 24 × 60 × 60 15 N ⇒ N= 1/2 = Ta có: A = k.N = ⇒ N = 6,6.10 (nguyên tử) t1/2 ln2 ln ∆E1 = ∆m C2 = (31,97390- 31,97207).( 32 × 6, 6.1015 = 3,506.10−7 gam 6, 023.1023 Hằng số tốc độ phân rã ln ln 32 33 = 0,0485 ngày -1 = 0,0274 ngày -1 P: k1 = P: k = 14,3 25,3 Thời điểm ban đầu (t = 0): A32 + A33 = 9136,2 Ci Sau 14,3 ngày: A32 e−0,0485×14,3 + A33.e−0,0274×14,3 = 4569, Giải hệ, ta có: A32= 9127,1 Ci A33 = 9,1 Ci Trong mẫu ban đầu: N A 32× 32 32× 32 m 32 P 32×A 32 ×k NA k1 = = = N A m 33 P 33× 33 33× 33 33×A 33 ×k1 NA k2 Thay số, ta được: m 32 P 32 × 9127,1 × 0,0274 ⇒ %m 32 P = 99,82% ; %m 33 P = 0,18% = = 549, 46 m 33 P 33 × 9,1 × 0,0485 Khối lượng 32P: LG 7: a Ba (Z = 56): 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4d6 4d10 5s2 5p6 6s2 b σ6s = (46.1) + (8.0,85) + 0,35 = 53,15; Z6s* = 56 – 53,15 = 2,85 c Để tính lượng orbital ε, phải thay n n*; với n = 6; n* = 4,2 Từ : ε = −13,6 2,85 = −6,26eV 6s 2+ 4,2 Ba Ba khác số electron hóa trị Ei = E(Ba2+) – E(Ba) = 0.ε6s – 2.ε6s = 12,52 eV LG 8: a Số mol K = Số mol KCl = 2,71 74,55 = 0,03635 (mol) ⇒ Số mol 40K = 0,03635.0,0117 = 4,25295.10-4 (mol) ⇒ Số nguyên tử 40K = 4,25295.10-4.6,022.1023 = 2,56.1020 (nguyên tử) dN Ta có tốc độ phân rã = A = = kN (N: Số nguyên tử 40K ban đầu) dt 4490 ⇒k= = 1,754.10-17 (s-1) = 5,534.10-10 (năm) 20 2,56.10 ln 0,693 = = 1,252.109 (năm) −10 k 5,534.10 4490 N A A b Ta có: kt = ln o = ln o ⇒ t = ln o = ln = 4,032.108 (năm) − 10 Nt At At k 3592 5,534.10 Thời gian bán hủy: t1/2 = GV: Hoàng Minh Cảnh LG 9: LG 10: LG 11: t1/2 ( 238 n( 238 210 m( 238 92 U) 92 U) 92 U) = = 210 210 210 t1/2 ( 84 Po) n( 84 Po) 238 m( 84 Po) Trong t1/2, n, m lần lượi chu kì bán rã, số mol khối lượng đồng vị tương ứng t1/2 ( 210 138,38 210 84 Po) 210 m( 238 → m( 210 ) = = 0,9928.1000 g = 7,43.10-8 g Po 92 U) 84 238 t1/2 ( 92 U) 238 4, 47.109.365 238 206 Năng lượng phân rã 210 84 Po → 82 Pb + He là: ∆E = ∆m.c = (209,982864 - 205,974455 - 4,002603).10-3.(3.108)2 J = 8,68.10-13 J 6,022.1023 1 ∆E = Eα + EPb = mα vα2 + m Pb v2Pb (1) 2 m Theo định luật bảo toàn động lượng: mαvα = mPbvPb→vPb = α vα (2) m Pb m m 1 Thay (2) vào (1) ta có: ∆E = m α v α2 + m Pb ( α )2 vα2 = Eα(1 + α ) 2 mPb m Pb 210 84 Po nằm cân kỉ với → Eα= 238 92 U , ta có: ∆E 8, 68.10−13 J = = 8,51.10−13 J / phân rã mα 4, 00260325 + 1+ 205,974455 m Pb × 6, 022.1023 × 8,51.10−13 4, 002603 × 10−3 2 −13 mα vα = × = 1, 60 × 107 m / s × v α = 8,51.10 J ⇒ vα = −3 23 4, 002603 × 10 6, 022.10 Hoạt độ phóng xạ A số hạt α phát 1s: A = λN = (0,693/138,38.24.3600).(1/209,982864).6,022.1023 = 1,66.1014 phân rã / s Công suất ban đầu nguồn 1g 210Po là: 1,66.1014 phân rã / s 8,51.10-13 J /phân rã = 141,27 J/s = 141,27 W Trong 138,38 ngày, 0,5 g 210Po bị phân rã, tổng số hạt α phát là: (0,5/209,982864).6,022.1023 = 1,43.1021 Tổng lượng hạt α là: 1,43.1021 8,51.10-13 J = 1,22.109 J Cơng suất trung bình: 1,22.109 J/ 138,38.24.3600 s = 102,04 W 10 GV: Hoàng Minh Cảnh LG 12: LG 13: Nguyên tố Livermori có số thứ tự 116, ta thấy 116 20+96 tức trình phóng xạ khơng làm thay đổi điện tích hạt nhân Từ định luật bảo tồn điện tích thấy hạt sinh q trình phóng xạ cần có Z = → Đó nơtron; đó, phản ứng tổng hợp : 48 248 293 20 Ca + 96 Cm → 116 Lv + x n , bảo tồn số khối ta có: 48 + 248 = 293 + x ⇒ x = Vậy: 48 20 293 Ca + 248 96 Cm → 116 Lv + n 293 289 Phản ứng phân rã: 116 Lv → 114 Fl + 24 He • Phản ứng phân hạch: Độ hụt khối: ∆m = [m( ) + m( )] - [m( ) + m( ) + 2m( Thay số vào ∆m = 0,2206 (u) Năng lượng tỏa ra: ∆E = ∆mc = 0,2239 × 931,5 ×1,602×10-13 = 3,341×10-11 (J) Tính cho gam nhiên liệu: Số nguyên tử 235U là: × 6, 022 ×1023 = 2,562 ×1021 235, 0439 Năng lượng tỏa dùng gam 235U là: E = 3,341×10−11 × 2, 562 ×1021 = 8, 56 ×1010 11 ] GV: Hồng Minh Cảnh • Phản ứng nhiệt hạch: Độ hụt khối: ∆m = 2m( ) - [m( ) + m( )] Thay số: ∆m = 2×2,014 - (3,01605 + 1,007825) = 4,125 × 10-3 (u) Năng lượng tỏa ra: ∆E = ∆mc = 4,125 × 931,5 ×1,602×10-13 = 6,156 × 10-13 (J) Tính cho gam nhiên liệu: Số nguyên tử 12 H là: × 6, 022 ×1023 = 2,99 × 1023 (J) 2, 014 Năng lượng tỏa dùng gam H : 6,156 × 10 −13 × 2, 99 × 1023 E= = 9, 203 ×1010 (J) Vậy dùng g H làm nhiên liệu lượng tỏa lớn dùng 1g 235U LG 14: 232 90 Th → t= λ ln 208 82 Pb + 42 He + 60−1 e N ( 232 Th) t1/2 t1/2 N ( 232 Th) + N ( 208 Pb) N ( 208 Pb) 1, 41.1010 = ln = ln(1 + )= ln(1 + 0,104) = 2, 01.109 nam N ( 232 Th) ln N ( 232 Th) ln N ( 232 Th) ln 238 92 U → t= 206 82 λ Pb + 842 He + 60−1 e ln N ( 238 U ) t1 / N ( 238 U ) + N ( 206 Pb ) t1 / N ( 206 Pb ) = ln = ln( + ) N ( 238 U ) ln N ( 238 U ) ln N ( 238 U ) ln 206 , 01.10 t× N ( Pb) = e t1 / − = e 238 N( U) 232 90 Th + 10 n → 101 N( × ln , 47.10 − = 0,366 233 92 U + 20−1 e Mo) = 2500 nguyên tử ln × 5000 ln ln − ×14 , − ×14 , λ N (101 Mo) − λ t − λ t 14,6 N (101Tc ) = (e − e ) = (e 14 , − e 14 ,3 ) = 1720 ln ln λ2 − λ1 − 14,3 14,6 101 => N( Ru) = 5000 - N( Mo) - N(101Tc) = 5000 - 2500 - 1720 = 780 nguyên tử LG 15: Sau thời gian 1536 phút, lấy hỗn hợp rắn cịn lại hồ tan vào dung dịch HCl dư, 16gam rắn ⇒ mCu = 16gam ⇒ nCu = 0,25mol 0, 693 n 1 Ta có: K = ln Cu (0) = ln ⇒ K = 9, 025.10−4 ( ph −1 ) t1/ 29 = = 768 phút t nCu ( t ) t 0, 25 9, 025.10−4 ⇒ Sau thời gian t = 1784 phút, lấy hỗn hợp hoà tan vào dung dịch KOH dư thấy khối lượng hỗn hợp lại 50,4% khối lượng hỗn hợp ban đầu nCu + nNi = 0,504mol nZn = 0,496 mol n Ta có: K = ln Cu (0) ⇒ nCu = 0, 2mol t nCu ( t ) NNi = 0,304 mol Ta có: K1 + K2 = 9,025.10-4 K1 nZn 0, 496 = = K nNi 0,304 K1 = 5,6 10-4 ; K2 = 3,43.10-4 b 1 K = ln ⇒ t = 2551 phút t 0,1 LG 16: 222 218 86 Rn → 84 Po + He 218 84 Po → 214 82 101 Pb + 42 He 12 GV: Hoàng Minh Cảnh 214 214 82 Pb → 83 Bi + −1 e 214 83 214 84 Bi → Po → 214 84 210 82 Po + −1 e Pb + He ln t1/2 ( 222 Rn) = = 1, 2667.10 −4 (phót −1 ) 3,8.24.60 A 4, N( 222 Rn ) = = = 33157 (nguyªn tư/1001) t1/2 ( 222 Rn) 1, 2667.10−4 33157 C( 222 Rn)= = 5,5.10 −22 (M ) 6, 02.10 23.100 Vì độ phóng xạ 222Rn khơng thay đổi theo thời gian nên số nguyên tử 222Rn không thay đổi theo thời gian (A=k.N) Do số nguyên tử 222Rn tạo từ 226Ra đơn vị thời gian với tổng số nguyên tử 222Rn bị đơn vị thời giantuwf hai trình: trình phân rã 222Rn (222Rn đồng vị phóng xạ tự nhiên), hai qua trình khơng biết tên xảy hồ Gọi k số tốc độ q trình khơng biết tên xảy hồ Ta có 6,7 = k(222Rn).N(222Rn) + k.N(222Rn) ⇒ 6,7 = (1,2667.10-4 + k).33157 ⇒ k = 7,54.10-5 (phút-1) LG 17: 4 1,392 × 106 a) Khối lượng mặt trời m = V × d = π r × d = π × ( × 105 )3 × 1, 408 = 1,9875 × 1033 g 3 ∆E = [ m He − m e + me − 4(m H − m e )] × 931, MeV b) Năng lượng phát phản ứng là: ∆E = [ m He − m H + me )] × 931,5 MeV = −24, 687 MeV = −24, ×1, 602 ×10−13 = −39, 578 ×10−13 J 3,846 × 1026 Trong giây số nguyên tử Heli sinh : N = = 9, 72 × 1037 39, 578 × 10−13 Số mol Heli sinh giây : nHe = N 9, 72 × 1037 = = 1, 614 × 1014 mol N A 6, 022 × 1023 Khối lượng Hidro giây là: × 1, 614 × 1014 × 1, 00783 = 6, 5065 × 1014 g c) Khối lượng Hidro mặt trời : m = 1, 98746 × 1033 g × 73, 46 /100 = 1, 461× 1033 g 1, 461× 1033 = 2, 245 × 1018 s = 7,12 × 1010 năm 6,5065 × 1014 Vậy sau 7,12 × 1010 năm mặt trời ngừng chiếu sáng LG 18: Gọi No số hạt nhân phóng xạ thời điểm t = 0, số hạt nhân phóng xạ N thời điểm t là: N = No e − λt Và số hạt nhân phân rã, tức số hạt β đếm là: n = No – N = No(1 - e − λt ) Thời gian lượng Hidro tham gia phản ứng hết: = Với t1 = 2s, t2 = 6s = 3t1, ta được: n1 = No(1 - e− λt1 ) ; n2 = No(1 - e −3λt1 ) Theo giả thiết, n2 = 2,66n1 ta có phương trình: No(1 - e −3λ t1 ) = 2,66 No(1 - e− λt1 ) Hay : (1 - e −3λ t1 ) = 2,66 (1 - e− λt1 ) −λt1 −3λt1 Đặt: e = x e = x3 Ta phương trình: – x3 = 2,66(1 – x)→ x ≈ 0,882 Và t2 =2s, suy e − λt1 = e −2λ = 0,882 Lấy logarit tự nhiên hai vế, ta được: λ = 0,0627 Vậy chu kì bán rã đồng vị 23 Mg là: T = ln = 11,055 hay T ≈ 11 giây λ LG 19 : *Đối với nguyên tố X: So sánh tỉ số I i +1 I I ta thấy lớn tỉ số i +1 khác nên X thuộc nhóm IVA, nên X C, Si, Ii I4 Ii Ge, Sn, Pb 13 GV: Hoàng Minh Cảnh Theo quy tắc Slayter, I 6( C ) = − EC + 62 = 13,6 × = 489,6(eV ) xấp xỉ I6(X) Vậy, X cacbon ⇒ Y, Z thuộc chu kì *Đối với nguyên tố Y: Ta thấy, I6/I5lớn tỉ số Ii+1/Ii khác nên Y thuộc nhóm VA ⇒ Y Nitơ *Đối với nguyên tố Z: Từ I1 đến I6, tỉ số I i +1 xấp xỉ nhau, Z có lực với electron lớn nên Z Oxi Flo Ii Cấu hình electron O: 1s22s22p4; F: 1s22s22p5; N: 1s22s22p3 Dựa vào cấu hình electron ta thấy, I1(N) > I1(O); I1(F) > I1(N) Theo đề bài, I1(Z) < I1(N) nên Z oxi Cấu hình electron X trạng thái bản: 1s22s22p2 Cấu hình electron X trạng thái kích thích thỏa mãn đề là: 1s22s12p3; 1s22s02p4; 1s12s22p3; 1s12s12p4; 1s12s02p5; 1s02s22p4; 1s02s12p5; 1s02s02p6 Năng lượng ion: *C+: EC + = −( I + I + I + I + I ) = −1018,6(eV ) *C-: EC − = −( I1 + I + I + I + I + I ) + A E = −1031,11(eV ) *N+: E N + = −( I + I + I + I + I + I7 ) với I 7(N) = − E = 13,6 × = 666,4(eV ) nên E N + = −1529,1(eV ) N 6+ *N-: E N − = −( I1 + I + I + I + I + I + I ) + A E = −1543,28(eV ) *O+: E = −( I + I + I + I + I ) − ( I + I ) O + Với I + I = − E = × 13,6 × (8 − 0,3) = 1612,688(eV ) nên EO + = −2032,008(eV ) 1s 12 *O-: EO − = −( I1 + I + I + I + I + I + I + I ) + A E = −2047,083(eV ) LG 20: Theo đề có: He → He2+ + 2e ; I1 + I2 = + 79,00 eV Mặt khác, He+→ He2+ + 1e ; I2 = -Ee He+ 13, 6.22 = +54, 4(eV ) mà He hệ hạt nhân electron ⇒ I = + 12 + ⇒ I1, He = 79 – 54,4= 24,60 eV = 3,941.10-18 (J) Mà Wđ (e) = = 9,109.10−31.(1,503.106 ) = 1, 029.10−18 ( J ) Năng lượng xạ: E = I1 + Wđ (e) = 3,941.10-18+ 1,029.10-18 = 4,97.10-18 (J) E 4,97.10−18 E = h.ν → ν = = = 7, 5.1015 ( s −1hay Hz ) −34 h 6, 626.10 Các công thức cộng hưởng Lewis LG 21: a b Trung gian: 13N, 13C, 14N, 15O, 15N Xúc tác: 12C c Độ hụt khối tính cho mol phản ứng chung là: 0,02758284 dvC hay 2,479.1012 J 14 GV: Hồng Minh Cảnh Tính cho 1g 1H lượng giải phóng: 6,15.1011 J LG 22: Q trình phân huỷ phóng xạ cho phản ứng nối tiếp hai giai đoạn bậc Khi t = t1/2 ln2 số phóng xạ: λ = Với giai đoạn ta có: t 1/ ln2 ln2 λ1 = = 3,52.10 - ph - = 2,59.10 - ph - λ2 = 26,8ph 19,7ph Số nguyên tử loại t = 10 phút: −2 ,59 10 −2 10 N 214 = 77 nguyên tử 82 Pb = 100 e ,59.10−2 100 −2 − ,59 10 − 10 − e− 3,52 10 10 = 19 nguyên tử N Bi = −2 e ( 3,52 − ,59 ).10 214 N 84 P0 = 100 - 77 - 19 = 44 nguyên tử LG 23: Khi xảy phân rã β , nguyên tử khối không thay đổi, xảy phân rã α nguyên tử khối thay đổi 4U Như số khối đơn vị cháu khác số khối đơn vị mẹ 4nU ( n ≥ 1) Chỉ có 234U thoả mãn điều kiện ( n=1) Trong đồng vị 234U 235U, có 234U thoả mãn đồng vị cháu 238U Sự chuyển hoá từ 238U thành 234U biểu diễn sơ đồ sau: ( 214 83 238 92 234 U →90 Th + α ; ) 234 Th →91 Pa + β ; 234 90 234 91 234 Pa →92 U + β t m m ln 0, 693 t = ln o → t = 1/2 ln o = t1/2 t1/2 k m 0, 693 m Thời gian cần lưu giữ để lượng Ra khối chất thải lại lượng ban đầu là: 1000 t m 1600 1000 t = 1/2 ln o = = 15948,6 ≈15949 năm ln 0, 693 m 0,693 Áp dụng công thức : k = 238 LG 24: Trong mẫu đá n (20692 U ) = 8,17 → có mol 238U mẫu có: 1/8,17 = 0,1224 mol 206Pb n( 82 Pb ) Cùng với (0,1224/75,41) mol 204Pb Tỉ số mol 206Pb 204Pb chì tự nhiên là: n(206Pb)/n(204Pb) = (24,1/206)/(1,4/204)= 17,05 (0,1224/75,41) mol 204Pb tương ứng với số mol 206Pb vốn có chì tự nhiên là: (0,1224/75,41).17,05 = 0,0276 mol 206Pb Như số mol 206Pb sinh phân rã 238U mẫu là: 0,1224 mol - 0,0276 mol = 0,0948 mol Nếu cịn mol 238U số mol 238U mẫu đá hình thành mol + 0,0948 mol = 1,0948 mol Theo phương trình N0 = N.eλt = N.e(0,693/t1/2)t ta có: 1,0948/1 = e(0,693/t1/2)t Hay: ln1.0948 = (0,693/4,47.10-9)t → t = (ln1.0948)/(0,693/4,47.10-9) = 5,84.108 năm LG 25: a 55134Cs → 56134Ba + e (1); 55137Cs → 56137Ba + e (2) Năng lượng phân rã phóng xạ 55134Cs: ∆E = ∆m.c2 = (133,906700 - 133,904490) (10-3/6,02.1023)( 2,997925.108)2(J) = 3,28.10-13 J = 3,28.10-13/1,60219.10-19 = 2,05.106 eV b Gọi A1 hoạt độ phóng xạ, t1/21 thời gian bán hủy 55134Cs Gọi A2 hoạt độ phóng xạ, t1/22 thời gian bán hủy 55137Cs 0, 693 14,8.10−6 x6, 02.10 23 A02 = λ 137 Cs N( 137 Cs) = = 1, 28.mCi 30,17x365x24x3600 137x3, 7.1010 A01 = Atổng - A02 = 1,92 mCi – 1,28 mCi = 0,64 mCi Sau thời gian t: Atổng = A1 + A2 = Vì: A2 ≤ Atổng = 0,08 mCi t t t t1/1 t1 / +A2 2 2 (1) A01 t1/2 1 → = ≤ 0,08/1,28 = (2) 2 2 2 → t/ t1/2 ≥ → t ≥ 4t1/2 = 120,68 năm = 58,53 t1/21 (3) Sau 58,53 t1/21, hoạt độ phóng xạ 55134Cs cịn: A2/ A02 15 GV: Hoàng Minh Cảnh 1 A1 = A01 2 58,53 58,53 1 = 640 = 1,54.10-15 µCi 2 = 1,54.10-15x3,7.104 Bq = 5,7.10-11 Bq 10 t1/2(Po), hệ đạt cân phóng xạ + Quan niệm gần có cân kỉ (λ1