Номер 4, страница 112, часть 2 - гдз по физике 11 класс учебник Туякбаев, Насохова

4. Сколько электронов, протонов, нейтронов и нуклонов содержится в следующих нейтральных атомах: а) $ _{12}^{24}\text{Mg} $, $ _{12}^{26}\text{Mg} $; б) $ _{18}^{40}\text{Ar} $, $ _{20}^{40}\text{Ca} $; в) $ _{6}^{12}\text{C} $, $ _{7}^{14}\text{N} $? Что объединяет каждую группу?

Ответ: а) изотопы; б) изобары.

Дано:

Нейтральные атомы, сгруппированные по трём пунктам:

а) $_{12}^{24}Mg$, $_{12}^{26}Mg$

б) $_{18}^{40}Ar$, $_{20}^{40}Ca$

в) $_{6}^{13}C$, $_{7}^{14}N$

Найти:

Для каждого атома: количество электронов ($\text{e}$), протонов ($\text{p}$), нейтронов ($\text{n}$) и нуклонов ($\text{A}$).

Определить, что объединяет атомы в каждой группе.

Решение:

Для определения состава атома используем стандартное обозначение $_{Z}^{A}X$, где $\text{Z}$ – зарядовое число (порядковый номер элемента в таблице Менделеева), а $\text{A}$ – массовое число.

• Количество протонов ($\text{p}$) в ядре равно зарядовому числу: $p = Z$.
• Количество нуклонов (частиц в ядре) равно массовому числу $\text{A}$.
• Количество нейтронов ($\text{n}$) в ядре находится как разность массового и зарядового чисел: $n = A - Z$.
• В нейтральном атоме количество электронов ($\text{e}$) на электронных оболочках равно количеству протонов в ядре: $e = p = Z$.

а)

Для атома магния $_{12}^{24}Mg$:

Зарядовое число $Z = 12$, массовое число $A = 24$.

Количество протонов: $p = 12$.

Количество электронов: $e = 12$.

Количество нуклонов: $A = 24$.

Количество нейтронов: $n = 24 - 12 = 12$.

Для атома магния $_{12}^{26}Mg$:

Зарядовое число $Z = 12$, массовое число $A = 26$.

Количество протонов: $p = 12$.

Количество электронов: $e = 12$.

Количество нуклонов: $A = 26$.

Количество нейтронов: $n = 26 - 12 = 14$.

Атомы в этой группе имеют одинаковое зарядовое число ($Z=12$), но разное количество нейтронов. Это разновидности атомов одного химического элемента (магния), которые называются изотопами.

Ответ: В атоме $_{12}^{24}Mg$ содержится: 12 электронов, 12 протонов, 12 нейтронов, 24 нуклона. В атоме $_{12}^{26}Mg$: 12 электронов, 12 протонов, 14 нейтронов, 26 нуклонов. Эту группу объединяет то, что они являются изотопами.

б)

Для атома аргона $_{18}^{40}Ar$:

Зарядовое число $Z = 18$, массовое число $A = 40$.

Количество протонов: $p = 18$.

Количество электронов: $e = 18$.

Количество нуклонов: $A = 40$.

Количество нейтронов: $n = 40 - 18 = 22$.

Для атома кальция $_{20}^{40}Ca$:

Зарядовое число $Z = 20$, массовое число $A = 40$.

Количество протонов: $p = 20$.

Количество электронов: $e = 20$.

Количество нуклонов: $A = 40$.

Количество нейтронов: $n = 40 - 20 = 20$.

Атомы в этой группе имеют одинаковое массовое число ($A=40$), но разные зарядовые числа. Это атомы разных химических элементов, ядра которых содержат одинаковое общее число нуклонов. Такие атомы называются изобарами.

Ответ: В атоме $_{18}^{40}Ar$ содержится: 18 электронов, 18 протонов, 22 нейтрона, 40 нуклонов. В атоме $_{20}^{40}Ca$: 20 электронов, 20 протонов, 20 нейтронов, 40 нуклонов. Эту группу объединяет то, что они являются изобарами.

в)

Для атома углерода $_{6}^{13}C$:

Зарядовое число $Z = 6$, массовое число $A = 13$.

Количество протонов: $p = 6$.

Количество электронов: $e = 6$.

Количество нуклонов: $A = 13$.

Количество нейтронов: $n = 13 - 6 = 7$.

Для атома азота $_{7}^{14}N$:

Зарядовое число $Z = 7$, массовое число $A = 14$.

Количество протонов: $p = 7$.

Количество электронов: $e = 7$.

Количество нуклонов: $A = 14$.

Количество нейтронов: $n = 14 - 7 = 7$.

Атомы в этой группе имеют разное число протонов и разное массовое число, но одинаковое количество нейтронов ($n=7$). Атомы разных химических элементов с одинаковым числом нейтронов в ядре называются изотонами.

Ответ: В атоме $_{6}^{13}C$ содержится: 6 электронов, 6 протонов, 7 нейтронов, 13 нуклонов. В атоме $_{7}^{14}N$: 7 электронов, 7 протонов, 7 нейтронов, 14 нуклонов. Эту группу объединяет то, что они являются изотонами.