Номер 2, страница 234 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

2. Что такое изотопы? В чем их различие?

Что такое изотопы?
Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента. У них одинаковое количество протонов в ядре (и, следовательно, одинаковый заряд ядра $\text{Z}$), но разное количество нейтронов ($\text{N}$).
Название происходит от греческих слов «изос» (одинаковый) и «топос» (место). Оно отражает тот факт, что все изотопы одного элемента занимают одно и то же место (одну клетку) в периодической системе химических элементов, поскольку химические свойства определяются числом протонов и электронов, а оно у них одинаково.
Принято использовать обозначение $_{Z}^{A}X$, где $\text{X}$ — символ элемента, $\text{Z}$ — зарядовое число (число протонов), а $\text{A}$ — массовое число (сумма протонов и нейтронов, $A = Z + N$). Таким образом, у изотопов одинаковое $\text{Z}$, но разное $\text{A}$ и $\text{N}$.

В чем их различие?
Ключевое различие между изотопами одного элемента заключается в количестве нейтронов в атомном ядре. Это основное различие порождает несколько других:
1. Разная масса атома. Поскольку массовое число $\text{A}$ является суммой протонов и нейтронов, то при одинаковом числе протонов и разном числе нейтронов масса атомов будет различной. Например, существуют три основных изотопа водорода: протий ($_{1}^{1}H$, 0 нейтронов), дейтерий ($_{1}^{2}H$, 1 нейтрон) и тритий ($_{1}^{3}H$, 2 нейтрона), массы которых заметно отличаются.
2. Различия в физических свойствах. Свойства, зависящие от массы атома, у изотопов немного различаются. К ним относятся плотность, температура плавления/кипения, скорость диффузии. Эти различия, хоть и невелики, используются на практике, например, для разделения изотопов урана.
3. Разная стабильность ядра. Соотношение числа нейтронов и протонов в ядре определяет его стабильность. Некоторые изотопы абсолютно стабильны (например, углерод-12, $_{6}^{12}C$), а другие — нестабильны и подвержены радиоактивному распаду (например, углерод-14, $_{6}^{14}C$). Такие нестабильные изотопы называют радиоизотопами или радионуклидами.

Несмотря на эти различия, химические свойства изотопов, которые зависят от строения электронной оболочки (число электронов в нейтральном атоме равно числу протонов), являются практически идентичными.

Ответ: Изотопы — это разновидности атомов одного химического элемента, которые отличаются друг от друга количеством нейтронов в ядре. Вследствие этого они имеют разную атомную массу, могут различаться по стабильности (быть стабильными или радиоактивными) и некоторым физическим свойствам (например, плотности). Однако, поскольку число протонов и электронов у них одинаково, их химические свойства практически идентичны, и они занимают одно и то же место в периодической таблице.