Номер 1, страница 290 - гдз по физике 10 класс учебник Хижнякова, Синявина

Основы электродинамики. Глава 11. Электромагнитное поле. Напряжённость электростатического поля. Параграф 51. Электрический заряд и его свойства. Задания и упражнения - номер 1, страница 290.

Условие.

1. Атом изотопа железа $^{56}_{26}\text{Fe}$ потерял 6 электронов. Чему равен заряд образовавшегося иона? Какой он будет иметь знак?

Решение.

Дано:

Атом изотопа железа: $_{26}^{56}\text{Fe}$

Число потерянных электронов: $n = 6$

Элементарный заряд: $e \approx 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл

Найти:

$q_{иона}$ - ?

Знак заряда иона - ?

Решение:

Атом в исходном состоянии является электрически нейтральным. Это означает, что количество положительно заряженных протонов в ядре равно количеству отрицательно заряженных электронов, вращающихся вокруг ядра.

У изотопа железа $_{26}^{56}\text{Fe}$ нижний индекс, $Z=26$, является порядковым номером и указывает на число протонов в ядре. Следовательно, в ядре атома железа находится 26 протонов, а в нейтральном атоме вокруг ядра вращается 26 электронов.

Общий заряд ядра атома железа равен $q_{ядра} = Z \cdot e = +26e$, где $\text{e}$ — элементарный заряд.

Когда атом теряет 6 электронов, количество протонов в ядре остается неизменным ($26$), а количество электронов уменьшается: $26 - 6 = 20$ электронов.

Заряд образовавшегося иона складывается из заряда ядра и суммарного заряда оставшихся электронов:

$q_{иона} = (\text{число протонов}) \cdot (+e) + (\text{число электронов}) \cdot (-e)$

$q_{иона} = 26 \cdot (+e) + 20 \cdot (-e) = +26e - 20e = +6e$

Так как атом потерял отрицательно заряженные электроны, в нем возник избыток положительного заряда. Поэтому знак заряда иона — положительный.

Вычислим величину заряда иона в Кулонах (Кл):

$q_{иона} = 6 \cdot e = 6 \cdot 1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} = 9.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл}$

Ответ: Заряд образовавшегося иона равен $+6e$, что составляет $9.6 \cdot 10^{-19}$ Кл. Знак заряда — положительный.