Задание 2, страница 205 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

Задание 2

Изобразите планетарную модель атома гелия и атома кислорода.

Планетарная модель атома гелия

Дано:

Атом гелия ($\text{He}$)
Порядковый номер из периодической таблицы: $Z = 2$
Массовое число для наиболее стабильного изотопа гелий-4: $A = 4$

Найти:

Изобразить (описать) планетарную модель атома гелия.

Решение:

Планетарная модель атома, предложенная Эрнестом Резерфордом, описывает атом как систему, состоящую из положительно заряженного ядра в центре и вращающихся вокруг него по орбитам электронов, подобно планетам вокруг Солнца.

1. Определение состава ядра.
Число протонов ($p^+$) в ядре равно порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. Для гелия $N_p = Z = 2$.
Заряд ядра, соответственно, равен $q_{ядра} = +2e$, где $\text{e}$ – элементарный заряд.
Число нейтронов ($n^0$) в ядре можно найти как разность массового числа и числа протонов: $N_n = A - Z = 4 - 2 = 2$.
Таким образом, ядро атома гелия состоит из 2 протонов и 2 нейтронов.

2. Определение числа электронов.
Атом в целом электронейтрален, поэтому число электронов ($e^-$) на орбитах равно числу протонов в ядре: $N_e = Z = 2$.
Эти два электрона располагаются на одной, ближайшей к ядру, электронной оболочке (орбите).

3. Описание модели.
В центре модели располагается ядро, содержащее 2 протона и 2 нейтрона. Вокруг этого ядра по одной общей орбите движутся 2 электрона.

Ответ:
Планетарная модель атома гелия ($_{2}^{4}\textrm{He}$) представляет собой ядро (состав: 2 протона, 2 нейтрона) с зарядом $+2e$, вокруг которого по одной орбите вращаются 2 электрона.

Планетарная модель атома кислорода

Дано:

Атом кислорода ($\text{O}$)
Порядковый номер из периодической таблицы: $Z = 8$
Массовое число для наиболее распространенного изотопа кислород-16: $A = 16$

Найти:

Изобразить (описать) планетарную модель атома кислорода.

Решение:

Используем тот же подход, что и для гелия, но с учетом большего числа электронов, которые распределяются по разным энергетическим уровням (орбитам).

1. Определение состава ядра.
Число протонов ($p^+$) в ядре кислорода равно его порядковому номеру: $N_p = Z = 8$.
Заряд ядра составляет $q_{ядра} = +8e$.
Число нейтронов ($n^0$) для изотопа $_{8}^{16}\textrm{O}$ равно: $N_n = A - Z = 16 - 8 = 8$.
Следовательно, ядро атома кислорода состоит из 8 протонов и 8 нейтронов.

2. Определение числа и расположения электронов.
Число электронов ($e^-$) в нейтральном атоме кислорода равно числу протонов: $N_e = Z = 8$.
Электроны в атоме располагаются по электронным слоям (орбитам).
- На первом (ближайшем к ядру) слое может находиться максимум 2 электрона.
- Остальные электроны, $8 - 2 = 6$, располагаются на втором слое.
Таким образом, 8 электронов кислорода распределены по двум орбитам.

3. Описание модели.
В центре модели находится ядро, состоящее из 8 протонов и 8 нейтронов. Вокруг ядра по двум концентрическим орбитам движутся электроны: 2 электрона на первой, внутренней орбите, и 6 электронов на второй, внешней орбите.

Ответ:
Планетарная модель атома кислорода ($_{8}^{16}\textrm{O}$) представляет собой ядро (состав: 8 протонов, 8 нейтронов) с зарядом $+8e$, вокруг которого по двум орбитам движутся 8 электронов: 2 электрона на внутренней орбите и 6 электронов на внешней орбите.