Номер 4, страница 302 - гдз по физике 11 класс учебник Мякишев, Буховцев

Глава 12. Физика атомного ядра. Параграф 78. Строение атомного ядра. Ядерные силы. Образцы заданий ЕГЭ - номер 4, страница 302.

Условие.

4. Ядро атома содержит 10 нейтронов и 9 протонов, и вокруг него обращается 8 электронов. Эта система частиц —

1) ион фтора $^ {19}_{9} \text{F}$

2) ион неона $^ {19}_{10} \text{Ne}$

3) атом фтора $^ {19}_{9} \text{F}$

4) атом неона $^ {19}_{10} \text{Ne}$

Решение.

Решение 2.

Дано:

Число нейтронов в ядре, $N = 10$
Число протонов в ядре, $Z = 9$
Число электронов, $N_e = 8$

Найти:

Определить, какой системе частиц (атому или иону какого химического элемента) соответствуют данные.

Решение:

1. Определим химический элемент. Химический элемент однозначно определяется количеством протонов в ядре. Это количество называется зарядовым числом или атомным номером ($Z$). По условию, в ядре содержится 9 протонов, значит $Z=9$. Обратившись к периодической системе химических элементов, находим, что элемент с атомным номером 9 — это фтор (F). Следовательно, данная система частиц является либо атомом, либо ионом фтора, что исключает варианты 2 и 4, относящиеся к неону (Ne), у которого $Z=10$.

2. Определим массовое число. Массовое число ($A$) — это общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре. Оно вычисляется как сумма числа протонов и числа нейтронов:
$A = Z + N$
$A = 9 + 10 = 19$
Таким образом, мы имеем дело с нуклидом фтора-19, который обозначается как $_{9}^{19}\text{F}$.

3. Определим, является ли система атомом или ионом. Атом является электрически нейтральной частицей, поэтому в нем число электронов равно числу протонов. Ион — это частица, у которой число электронов не равно числу протонов, из-за чего она обладает электрическим зарядом.
В рассматриваемой системе число протонов $Z = 9$, а число электронов $N_e = 8$. Поскольку число протонов не равно числу электронов ($9 \neq 8$), данная система не является нейтральным атомом, а представляет собой ион.
Так как число протонов (положительных зарядов) больше числа электронов (отрицательных зарядов), ион имеет положительный заряд. Величина заряда равна:
$q = Z - N_e = 9 - 8 = +1$ (в единицах элементарного заряда).

Суммируя все вышесказанное, мы заключаем, что данная система частиц — это положительный ион фтора с массовым числом 19. Среди предложенных вариантов это соответствует варианту 1.

Ответ: 1) ион фтора $_{9}^{19}\text{F}$