Номер 1, страница 40 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Вопросы и задания. §5. Изотопы. Глава 1. От атома до вещества - номер 1, страница 40.

1. Что общего у изотопов одного и того же элемента и чем они различаются?

Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента. Они занимают одно и то же место («топос») в периодической таблице, поэтому и получили такое название (от древнегреческих слов «ἴσος» — равный, одинаковый, и «τόπος» — место).

Что общего у изотопов одного и того же элемента

Общими для всех изотопов одного элемента являются характеристики, определяющие его химическую индивидуальность:

• Количество протонов в ядре. Это фундаментальная характеристика, называемая зарядовым числом ($Z$). Именно она определяет, к какому химическому элементу относится атом. У всех изотопов одного элемента $Z$ одинаково.
• Заряд ядра. Так как заряд ядра определяется количеством протонов, он также одинаков для всех изотопов элемента.
• Количество электронов в атоме. В электрически нейтральном атоме число электронов на электронных оболочках равно числу протонов в ядре.
• Строение электронной оболочки. Одинаковое количество электронов означает одинаковую электронную конфигурацию.
• Химические свойства. Поскольку химические свойства элемента определяются строением его электронной оболочки, все изотопы одного элемента вступают в одни и те же химические реакции и образуют одинаковые соединения. Их химическое поведение практически идентично.

...и чем они различаются?

Различия между изотопами одного элемента связаны со строением их атомных ядер:

• Количество нейтронов в ядре ($N$). Это главное и определяющее различие между изотопами.
• Массовое число ($A$). Это суммарное число протонов ($Z$) и нейтронов ($N$) в ядре: $A = Z + N$. Так как число нейтронов разное, массовое число тоже будет разным. Например, у изотопов углерода $^{12}C$ и $^{14}C$ зарядовое число $Z=6$, а число нейтронов $N=6$ и $N=8$ соответственно, поэтому их массовые числа равны 12 и 14.
• Масса атома. Поскольку основная масса атома сосредоточена в ядре, изотопы с разным числом нейтронов имеют разную массу.
• Физические свойства, зависящие от массы. Такие свойства, как плотность, температуры плавления и кипения, скорость диффузии, могут незначительно отличаться. Эти отличия называют изотопными эффектами.
• Стабильность ядра. Это одно из важнейших различий. Ядра одних изотопов могут быть абсолютно стабильными, в то время как ядра других — нестабильными (радиоактивными) и подверженными самопроизвольному распаду. Например, изотоп водорода протий ($^{1}H$) стабилен, а тритий ($^{3}H$) — радиоактивен.

Ответ: Изотопы одного и того же элемента имеют общее число протонов в ядре (одинаковое зарядовое число $Z$), одинаковое число электронов в электронной оболочке и, как следствие, практически идентичные химические свойства. Различаются они количеством нейтронов в ядре, что приводит к разным массовым числам ($A$), разной массе атома и, зачастую, к разной стабильности ядра (некоторые изотопы стабильны, а другие радиоактивны).