Номер 3, страница 234 - гдз по физике 11 класс учебник Закирова, Аширов

3. Почему химические свойства изотопов одного и того же элемента не отличаются друг от друга?

Химические свойства атома определяются строением его электронной оболочки, а именно количеством электронов на внешнем энергетическом уровне (валентных электронов). Именно эти электроны участвуют в образовании химических связей и определяют, как атом будет взаимодействовать с другими атомами.

Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента. Ключевая особенность изотопов в том, что у них одинаковое число протонов в ядре, но разное число нейтронов.

Поскольку порядковый номер элемента в периодической таблице и его заряд ядра определяются именно числом протонов, все изотопы занимают одну и ту же клетку в таблице Менделеева. В нейтральном (неионизированном) атоме число электронов, вращающихся вокруг ядра, равно числу протонов в ядре.

Таким образом, у всех изотопов одного и того же элемента:

• Одинаковое число протонов.
• Одинаковое число электронов.
• Одинаковое строение электронных оболочек.

Например, существуют три изотопа водорода: протий ($_{1}^{1}H$), дейтерий ($_{1}^{2}H$) и тритий ($_{1}^{3}H$). У каждого из них в ядре находится 1 протон, и вокруг ядра вращается 1 электрон. Из-за этого все они проявляют одинаковые химические свойства: реагируют с кислородом, образуя воду (хотя и разной массы — $H_2O$, $D_2O$, $T_2O$), вступают в одинаковые кислотно-основные реакции и т.д.

Различие в числе нейтронов влияет на массу ядра и, следовательно, на физические свойства атома, такие как масса, плотность, скорость диффузии, а также на стабильность ядра (некоторые изотопы радиоактивны, например, тритий). Незначительные отличия могут наблюдаться в скоростях химических реакций (так называемый кинетический изотопный эффект), но сам характер химического взаимодействия и тип образуемых соединений остаются неизменными.

Ответ: Химические свойства изотопов одного и того же элемента не отличаются, потому что химические свойства определяются количеством и конфигурацией электронов в атоме, а у всех изотопов одного элемента число протонов в ядре и, следовательно, число электронов одинаково. Разное количество нейтронов влияет на массу атома и его физические свойства, но не на его химическое поведение.