Номер 72.14, страница 248 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 72. Состав ядра атома. Глава 10. Квантовые явления - номер 72.14, страница 248.

72.14 [1661] Являются ли ядра с индексами $ _{18}^{40} $ и $ _{20}^{40} $ ядрами изотопов одного и того же элемента?

Решение

Изотопами одного и того же химического элемента называются разновидности ядер, которые имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов. Число протонов в ядре называется зарядовым числом (или атомным номером) и обозначается буквой $Z$. Именно зарядовое число $Z$ определяет принадлежность атома к определенному химическому элементу.

В стандартном обозначении ядра химического элемента $_{Z}^{A}X$, нижний индекс $Z$ как раз и является зарядовым числом (числом протонов), а верхний индекс $A$ — массовым числом (суммарное число протонов и нейтронов).

Рассмотрим данные в задаче ядра.

1. Первое ядро имеет индексы $_{18}^{40}$. Его зарядовое число $Z_1 = 18$. Это означает, что в ядре содержится 18 протонов, и оно является ядром элемента аргона ($_{18}\text{Ar}$).

2. Второе ядро имеет индексы $_{20}^{40}$. Его зарядовое число $Z_2 = 20$. В этом ядре содержится 20 протонов, и оно является ядром элемента кальция ($_{20}\text{Ca}$).

Поскольку для того, чтобы ядра были изотопами одного и того же элемента, их зарядовые числа должны быть одинаковы, а в нашем случае они различны ($Z_1 = 18 \neq Z_2 = 20$), данные ядра не являются изотопами одного и того же элемента. Они являются ядрами разных химических элементов.

Ядра с одинаковым массовым числом $A$, но разными зарядовыми числами $Z$, как в данном примере ($A=40$), называются изобарами.

Ответ: Нет, данные ядра не являются изотопами одного и того же элемента, так как они имеют разное число протонов (разные зарядовые числа).