Номер 46.12, страница 169 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 46. Сведения о строении атома. Глава 7. Электрические явления - номер 46.12, страница 169.

46.12 [н] По какому признаку надо выбирать атомы одного и того же вещества среди множества атомов различных веществ?

Выберите правильный ответ:

1) одинаковое массовое число

2) одинаковое число электронов

3) одинаковый заряд ядра

4) одинаковое число нейтронов

Решение

Основной характеристикой, определяющей принадлежность атома к определенному химическому элементу (веществу), является количество протонов в его ядре. Это количество называется зарядовым числом или атомным номером и обозначается буквой $Z$. Именно зарядовое число определяет химические свойства атома и его место в периодической системе Менделеева.

Рассмотрим предложенные варианты ответов:

1) одинаковое массовое число

Массовое число $A$ — это общее число протонов $Z$ и нейтронов $N$ в ядре ($A = Z + N$). Атомы разных химических элементов могут иметь одинаковое массовое число. Такие атомы называются изобарами. Например, аргон-40 ($^{40}_{18}\text{Ar}$) и кальций-40 ($^{40}_{20}\text{Ca}$) имеют одинаковое массовое число 40, но являются атомами разных веществ. Следовательно, этот признак не подходит для однозначного определения вещества.

Ответ: неверно.

2) одинаковое число электронов

Нейтральный атом содержит одинаковое количество электронов и протонов. Однако атомы могут терять или приобретать электроны, превращаясь в ионы. В результате ионы разных элементов могут иметь одинаковое число электронов. Например, ион натрия $\text{Na}^+$ ($Z=11$), нейтральный атом неона $\text{Ne}$ ($Z=10$) и ион фтора $\text{F}^-$ ($Z=9$) имеют по 10 электронов, но относятся к разным химическим элементам. Таким образом, число электронов не является уникальной характеристикой вещества.

Ответ: неверно.

3) одинаковый заряд ядра

Заряд атомного ядра определяется количеством протонов в нем и равен $q_{ядра} = Z \cdot e$, где $Z$ — число протонов, а $e$ — элементарный заряд. Поскольку все атомы одного и того же вещества (химического элемента) имеют одинаковое число протонов $Z$, они обладают одинаковым зарядом ядра. Этот признак является уникальным для каждого элемента. Например, все атомы углерода имеют в ядре 6 протонов, а все атомы кислорода — 8. Поэтому по одинаковому заряду ядра можно однозначно отобрать атомы одного и того же вещества.

Ответ: верно.

4) одинаковое число нейтронов

Атомы одного и того же элемента могут иметь разное число нейтронов $N$. Такие разновидности атомов называются изотопами. Например, водород-1 (протий, 0 нейтронов), водород-2 (дейтерий, 1 нейтрон) и водород-3 (тритий, 2 нейтрона) — это все атомы одного и того же вещества, водорода. С другой стороны, атомы разных элементов могут иметь одинаковое число нейтронов (изотоны). Например, ядро углерода-13 ($^{13}_{6}\text{C}$) и ядро азота-14 ($^{14}_{7}\text{N}$) содержат по 7 нейтронов. Следовательно, число нейтронов не позволяет однозначно идентифицировать вещество.

Ответ: неверно.

Ответ: 3