Номер 4, страница 9 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Примените свои знания. Параграф 1. Основные сведения о строении атома. Глава I. Строение веществ - номер 4, страница 9.

Условие.

4. Запишите обозначение изотопов хлора. Объясните, почему относительная атомная масса хлора имеет дробное значение и какие его изотопы наиболее распространены в природе.

Решение.

Решение 2.

Решение

Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое количество протонов в ядре, но отличаются количеством нейтронов, а следовательно, и массовым числом.

Хлор (Cl) в периодической таблице Д.И. Менделеева имеет порядковый номер 17. Это означает, что ядро любого атома хлора содержит 17 протонов. В природе встречаются два стабильных изотопа хлора: хлор-35 и хлор-37. Массовое число (сумма протонов и нейтронов) у них равно 35 и 37 соответственно.

Обозначение изотопов записывается в виде $_{Z}^{A}\text{X}$, где $A$ — массовое число, $Z$ — зарядовое число (порядковый номер элемента), а $\text{X}$ — символ химического элемента. Таким образом, обозначения изотопов хлора следующие:

• Хлор-35: $_{17}^{35}\text{Cl}$. Этот атом содержит 17 протонов и $35 - 17 = 18$ нейтронов.
• Хлор-37: $_{17}^{37}\text{Cl}$. Этот атом содержит 17 протонов и $37 - 17 = 20$ нейтронов.

Относительная атомная масса химического элемента, которая указывается в периодической таблице, является средневзвешенным значением масс всех его природных изотопов с учётом их распространённости. Природный хлор является смесью изотопов: примерно 75,77% приходится на долю $_{17}^{35}\text{Cl}$ и 24,23% на долю $_{17}^{37}\text{Cl}$.

Расчет относительной атомной массы хлора ($A_r(\text{Cl})$) выглядит так:

$A_r(\text{Cl}) = A_r(_{17}^{35}\text{Cl}) \cdot \omega(_{17}^{35}\text{Cl}) + A_r(_{17}^{37}\text{Cl}) \cdot \omega(_{17}^{37}\text{Cl})$

где $\omega$ — это доля изотопа (его распространенность).

$A_r(\text{Cl}) \approx 35 \cdot 0,7577 + 37 \cdot 0,2423 \approx 35,453$

Именно потому, что относительная атомная масса — это результат усреднения масс разных изотопов, её значение для хлора (и многих других элементов) является дробным.

Наиболее распространенными в природе являются два стабильных изотопа хлора: $_{17}^{35}\text{Cl}$ и $_{17}^{37}\text{Cl}$. Из них изотоп хлор-35 значительно более распространен, чем хлор-37.

Ответ: Обозначения наиболее распространенных изотопов хлора — $_{17}^{35}\text{Cl}$ и $_{17}^{37}\text{Cl}$. Относительная атомная масса хлора имеет дробное значение, так как является средневзвешенной величиной атомных масс его природных изотопов с учетом их распространенности в природе (около 75,77% для хлора-35 и 24,23% для хлора-37). Наиболее распространенными изотопами хлора в природе являются хлор-35 и хлор-37.