Номер 12, страница 9, часть 2 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 2. Глава 6. Электрические явления. Параграф 34. Строение атомов - номер 12, страница 9.

Условие.

12*. Ядро атома лития содержит три протона. Сколько электронов может содержать положительный ион лития?

Решение.

Дано:

Количество протонов в ядре атома лития $N_p = 3$.

Рассматриваемый объект – положительный ион лития.

Найти:

Возможные значения количества электронов $N_e$ в положительном ионе лития.

Решение:

Атом в обычном (нейтральном) состоянии является электрически нейтральным. Это означает, что положительный заряд ядра, создаваемый протонами, полностью компенсируется отрицательным зарядом электронов, вращающихся вокруг ядра. Следовательно, в нейтральном атоме число протонов равно числу электронов.

Для атома лития, ядро которого содержит 3 протона, в нейтральном состоянии будет 3 электрона.

Ион – это атом или молекула, которая имеет ненулевой электрический заряд. Положительный ион (катион) образуется, когда нейтральный атом теряет один или несколько электронов. При этом число протонов в ядре не изменяется, а число электронов становится меньше числа протонов.

Заряд иона $\text{q}$ можно выразить формулой $q = (N_p - N_e) \cdot e$, где $N_p$ – число протонов, $N_e$ – число электронов, а $\text{e}$ – элементарный заряд.

Для того чтобы ион лития был положительным, его заряд $\text{q}$ должен быть больше нуля ($q > 0$), что эквивалентно условию $N_p > N_e$.

Так как для лития $N_p = 3$, то для его положительного иона должно выполняться неравенство $N_e < 3$.

Число электронов может быть только целым неотрицательным числом. Рассмотрим все возможные случаи:

1. Атом лития теряет один электрон. Тогда в ионе остается $3 - 1 = 2$ электрона. Образуется ион $Li^+$ с зарядом $+1$.

2. Атом лития теряет два электрона. Тогда в ионе остается $3 - 2 = 1$ электрон. Образуется ион $Li^{2+}$ с зарядом $+2$.

3. Атом лития теряет все три электрона. Тогда в ионе остается $3 - 3 = 0$ электронов. Образуется ион $Li^{3+}$ с зарядом $+3$, который представляет собой голое ядро лития.

Таким образом, положительный ион лития может содержать 0, 1 или 2 электрона.

Ответ: положительный ион лития может содержать 2, 1 или 0 электронов.