Страница 39 - гдз по химии 7 класс учебник Еремин, Дроздов

Изотопы отличаются друг от друга массой. Различаются ли они химическими свойствами?

Решение

Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов в ядре, но разное число нейтронов. Поскольку химические свойства элемента определяются в первую очередь строением его электронной оболочки, а оно, в свою очередь, зависит от заряда ядра (то есть от числа протонов), то изотопы одного элемента имеют практически одинаковые химические свойства.

Например, все изотопы водорода — протий ($^{1}_{1}H$), дейтерий ($^{2}_{1}H$ или $D$) и тритий ($^{3}_{1}H$ или $T$) — имеют в ядре один протон и, соответственно, в нейтральном атоме один электрон. Поэтому они все вступают в одни и те же химические реакции: образуют воду, кислоты, гидриды и т.д. Они занимают одну и ту же клетку в периодической системе химических элементов.

Тем не менее, из-за различия в массе атомов (которое обусловлено разным количеством нейтронов) существуют небольшие различия в физических свойствах и в скоростях протекания химических реакций. Это явление называется изотопным эффектом.

Различия наиболее заметны для изотопов легких элементов, где относительная разница в массе велика. Например, масса дейтерия в два раза больше массы протия. Поэтому "тяжелая вода" ($D_2O$), образованная дейтерием, имеет немного другие физические свойства (температура кипения 101,4 °C, плотность выше), а химические реакции с ее участием протекают медленнее, чем с обычной водой ($H_2O$).

Для тяжелых элементов, например, урана ($^{235}U$ и $^{238}U$), относительная разница в массе мала, и различия в химических свойствах практически незаметны и не играют существенной роли в большинстве химических процессов.

Таким образом, хотя фундаментально химические свойства изотопов идентичны, их масса влияет на кинетику реакций, что может приводить к небольшим, но измеримым различиям.

Ответ: Химические свойства изотопов практически одинаковы, так как они определяются зарядом ядра (числом протонов) и строением электронной оболочки, которые у изотопов одного элемента совпадают. Однако из-за разницы в массах атомов наблюдаются небольшие различия в скоростях химических реакций (кинетический изотопный эффект), которые наиболее выражены у легких элементов.