Номер 11.2, страница 211 - гдз по физике 11 класс сборник задач Заболотский, Комиссаров

Квантовая физика. Глава 11. Атомная и ядерная физика. Модель атома Резерфорда — Бора - номер 11.2, страница 211.

Условие.

11.2. Сколько протонов, нейтронов и электронов содержит:

а) атом азота $^{14}_{7}N$;

б) атом урана $^{235}_{92}U$;

в) ион алюминия $^{27}_{13}Al^{3+}$.

Решение.

Дано:

а) атом азота $_{7}^{14}\textrm{N}$

б) атом урана $_{92}^{235}\textrm{U}$

в) ион алюминия $_{13}^{27}\textrm{Al}^{3+}$

Найти:

Число протонов ($N_p$), нейтронов ($N_n$) и электронов ($N_e$) для каждого случая.

Решение:

Для определения состава атома или иона используется стандартное обозначение $_{Z}^{A}\textrm{X}^{q}$, где $\text{A}$ – массовое число (сумма протонов и нейтронов в ядре), $\text{Z}$ – зарядовое число (число протонов в ядре, порядковый номер элемента в таблице Менделеева), а $\text{q}$ – заряд иона.

Число протонов ($N_p$) равно зарядовому числу:

$N_p = Z$

Число нейтронов ($N_n$) равно разности между массовым числом и зарядовым числом:

$N_n = A - Z$

Число электронов ($N_e$) в нейтральном атоме ($q=0$) равно числу протонов. В ионе число электронов определяется по формуле:

$N_e = Z - q$

а) атом азота $_{7}^{14}\textrm{N}$

Для атома азота $_{7}^{14}\textrm{N}$ зарядовое число $Z = 7$, массовое число $A = 14$. Атом является нейтральным, поэтому его заряд $q = 0$.

Число протонов: $N_p = Z = 7$.

Число нейтронов: $N_n = A - Z = 14 - 7 = 7$.

Число электронов: $N_e = Z - q = 7 - 0 = 7$.

Ответ: 7 протонов, 7 нейтронов и 7 электронов.

б) атом урана $_{92}^{235}\textrm{U}$

Для атома урана $_{92}^{235}\textrm{U}$ зарядовое число $Z = 92$, массовое число $A = 235$. Атом является нейтральным, поэтому его заряд $q = 0$.

Число протонов: $N_p = Z = 92$.

Число нейтронов: $N_n = A - Z = 235 - 92 = 143$.

Число электронов: $N_e = Z - q = 92 - 0 = 92$.

Ответ: 92 протона, 143 нейтрона и 92 электрона.

в) ион алюминия $_{13}^{27}\textrm{Al}^{3+}$

Для иона алюминия $_{13}^{27}\textrm{Al}^{3+}$ зарядовое число $Z = 13$, массовое число $A = 27$. Ион имеет положительный заряд $q = +3$, что означает, что он потерял 3 электрона.

Число протонов: $N_p = Z = 13$.

Число нейтронов: $N_n = A - Z = 27 - 13 = 14$.

Число электронов: $N_e = Z - q = 13 - 3 = 10$.

Ответ: 13 протонов, 14 нейтронов и 10 электронов.