Номер 3, страница 133 - гдз по физике 8 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 8. Строение атома. Элементы классической электронной теории. Параграф 36. Строение атома. Опыты Резерфорда. Задания и упражнения - номер 3, страница 133.

Условие.

3. Атом меди потерял два электрона. Как называется полученная частица? Каков её заряд?

Решение.

Дано:

Атом меди (Cu)
Число потерянных электронов, $n = 2$
Элементарный заряд, $e \approx 1.6 \times 10^{-19}$ Кл

Найти:

Название полученной частицы - ?
Заряд частицы, $\text{q}$ - ?

Решение:

Атом в обычном состоянии является электрически нейтральным, так как положительный заряд ядра, создаваемый протонами, равен по модулю суммарному отрицательному заряду электронов, вращающихся вокруг ядра.

Когда атом теряет один или несколько электронов, баланс зарядов нарушается. В нем становится меньше отрицательных зарядов (электронов), чем положительных (протонов в ядре). В результате атом превращается в положительно заряженную частицу, которая называется положительным ионом или катионом.

В данном случае атом меди потерял два электрона, следовательно, он стал положительным ионом меди, который обозначается как $Cu^{2+}$.

Теперь определим заряд этого иона. Заряд одного электрона равен элементарному заряду $\text{e}$ со знаком минус ($-e$). Когда атом теряет два электрона, его суммарный заряд изменяется на величину, равную заряду этих двух электронов, но с противоположным знаком. Изначальный заряд атома равен нулю.

Заряд иона $\text{q}$ можно рассчитать как:
$q = q_{начальный} - (n \cdot q_{электрона}) = 0 - (2 \cdot (-e)) = +2e$

Таким образом, заряд полученной частицы положителен и равен двум элементарным зарядам. Выразим этот заряд в Кулонах (Кл), используя значение элементарного заряда $e \approx 1.6 \times 10^{-19}$ Кл:
$q = 2 \cdot 1.6 \times 10^{-19} \text{ Кл} = 3.2 \times 10^{-19} \text{ Кл}$

Ответ: полученная частица называется положительным ионом меди (или катионом меди). Её заряд равен $+2e$, что составляет $+3.2 \times 10^{-19}$ Кл.