Номер 2, страница 225 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Задачи. Параграф 47. Масса атомов. Молярная масса. 8. Молекулярная структура вещества. Молекулярная физика - номер 2, страница 225.

Условие.

2. Какую часть массы изотопа углерода $ _{6}^{12}C $ составляет масса его электронной оболочки?

Решение.

Дано:

Изотоп углерода: $_{6}^{12}C$

Масса электрона: $m_e \approx 9.109 \times 10^{-31}$ кг

Атомная единица массы: 1 а.е.м. $\approx 1.6605 \times 10^{-27}$ кг

Масса атома $_{6}^{12}C$: $M_{C} = 12$ а.е.м.

Перевод в СИ:
Масса атома углерода-12: $M_{C} = 12 \times 1.6605 \times 10^{-27} \text{ кг} \approx 1.9926 \times 10^{-26}$ кг

Найти:

Отношение массы электронной оболочки к массе всего атома: $\frac{M_{об}}{M_{C}}$

Решение:

Атом изотопа углерода $_{6}^{12}C$ является электрически нейтральным. Его порядковый номер в таблице Менделеева (нижний индекс, зарядовое число $Z$) равен 6. Это означает, что в ядре атома содержится 6 протонов, а на электронной оболочке вокруг ядра вращается 6 электронов.

1. Найдем общую массу электронной оболочки ($M_{об}$), умножив количество электронов ($Z$) на массу одного электрона ($m_e$).

$M_{об} = Z \times m_e = 6 \times 9.109 \times 10^{-31} \text{ кг} \approx 5.465 \times 10^{-30}$ кг.

2. Масса всего атома углерода-12 ($M_{C}$) по определению равна 12 атомным единицам массы (а.е.м.). В системе СИ это значение составляет:

$M_{C} \approx 1.9926 \times 10^{-26}$ кг.

3. Теперь найдем, какую часть от массы всего атома составляет масса его электронной оболочки. для этого разделим массу оболочки на массу атома.

$\frac{M_{об}}{M_{C}} = \frac{5.465 \times 10^{-30} \text{ кг}}{1.9926 \times 10^{-26} \text{ кг}} \approx 0.0002742$

Это отношение можно также выразить в процентах, умножив полученное значение на 100%:

$0.0002742 \times 100\% \approx 0.0274\%$

Таким образом, масса всех электронов составляет лишь очень малую долю от общей массы атома, основная часть которой сосредоточена в ядре.

Ответ: Масса электронной оболочки составляет $2.74 \times 10^{-4}$ (или примерно 0.0274%) от общей массы изотопа углерода $_{6}^{12}C$.