Номер В, страница 113 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. К каким оксидам относятся оксиды галогенов:

а) основным;

б) кислотным?

2. Какой объем хлороводорода образуется при взаимодействии 30 л хлора с водородом?

Протоны

Протон (обозначается как $p$ или $p^+$) — это стабильная субатомная частица, которая является одной из основных составляющих атомного ядра. Протоны несут положительный электрический заряд, равный по модулю элементарному заряду электрона, но противоположный по знаку. Величина этого заряда составляет $+1e$, что равно примерно $+1.602 \times 10^{-19}$ Кулон.

Масса протона в состоянии покоя составляет приблизительно $m_p \approx 1.67262 \times 10^{-27}$ кг, что примерно в 1836 раз больше массы электрона. Масса протона очень близка к 1 атомной единице массы (а.е.м.).

Вместе с нейтронами протоны образуют ядро атома и удерживаются в нём сильным ядерным взаимодействием. Эти частицы, протоны и нейтроны, вместе называются нуклонами. Количество протонов в ядре атома является его важнейшей характеристикой, так как оно определяет атомный номер (зарядовое число) $Z$ химического элемента. Именно число протонов определяет, к какому химическому элементу относится атом. Например, у всех атомов водорода в ядре есть 1 протон, у гелия — 2, у лития — 3 и так далее, что соответствует их порядковому номеру в Периодической системе химических элементов.

Ответ: Протоны — это положительно заряженные частицы, находящиеся в ядре атома. Их число определяет химический элемент (атомный номер $Z$). Заряд протона равен $+1.602 \times 10^{-19}$ Кл, а масса — $1.67262 \times 10^{-27}$ кг.

Нейтроны

Нейтрон (обозначается как $n$ или $n^0$) — это субатомная частица, которая, как и протон, входит в состав атомных ядер. Главное отличие нейтрона от протона заключается в том, что нейтрон не имеет электрического заряда, то есть он электронейтрален.

Масса нейтрона в состоянии покоя $m_n \approx 1.67493 \times 10^{-27}$ кг, что немного превышает массу протона. Как и протоны, нейтроны являются нуклонами.

Нейтроны играют ключевую роль в стабильности атомного ядра. Находясь в ядре, они участвуют в сильном ядерном взаимодействии, которое притягивает нуклоны друг к другу, противодействуя силам электростатического отталкивания между положительно заряженными протонами. Без нейтронов ядра всех элементов, кроме протия (изотопа водорода $^1\text{H}$), были бы нестабильны.

Атомы одного и того же химического элемента могут иметь разное количество нейтронов в ядре. Такие разновидности атомов называются изотопами. Например, углерод ($Z=6$) существует в природе в виде нескольких изотопов, наиболее известными из которых являются углерод-12 ($^{12}\text{C}$), с 6 протонами и 6 нейтронами, и углерод-14 ($^{14}\text{C}$), с 6 протонами и 8 нейтронами. Сумма числа протонов ($Z$) и нейтронов ($N$) в ядре называется массовым числом ($A$), т.е. $A = Z + N$.

Ответ: Нейтроны — это электрически нейтральные частицы, входящие в состав ядра атома. Они обеспечивают стабильность ядра, а их количество может варьироваться, приводя к образованию изотопов. Масса нейтрона — $1.67493 \times 10^{-27}$ кг.

Заряд ядра

Заряд ядра — это суммарный электрический заряд атомного ядра. Поскольку ядро состоит из протонов, имеющих положительный заряд, и нейтронов, не имеющих заряда, то заряд ядра полностью определяется количеством протонов в нём.

Заряд ядра ($Q_{ядра}$) можно рассчитать по формуле:

$Q_{ядра} = Z \cdot e$

где $Z$ — атомный номер элемента (число протонов в ядре), а $e$ — элементарный заряд, равный $1.602 \times 10^{-19}$ Кл.

Заряд ядра является фундаментальной характеристикой атома и однозначно определяет его принадлежность к определенному химическому элементу. Порядковый номер элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева как раз и равен числу протонов, а следовательно, и заряду ядра, выраженному в единицах элементарного заряда. Например, для элемента кислорода (O) порядковый номер равен 8, это означает, что в ядре атома кислорода находится 8 протонов, и заряд его ядра равен $+8e$.

В нейтральном атоме число электронов на электронных оболочках равно числу протонов в ядре, поэтому их суммарный отрицательный заряд компенсирует положительный заряд ядра, и атом в целом оказывается электронейтральным.

Ответ: Заряд ядра — это положительный заряд, сосредоточенный в центре атома, который создается протонами. Он равен произведению числа протонов ($Z$) на элементарный заряд ($e$). Заряд ядра определяет химическую природу элемента.

Относительная атомная масса

Относительная атомная масса (обозначается как $A_r$) — это безразмерная величина, которая показывает, во сколько раз средняя масса атомов данного химического элемента больше 1/12 массы атома изотопа углерода-12 ($^{12}\text{C}$).

Эталонная единица, 1/12 массы атома углерода-12, называется атомной единицей массы (а.е.м.) или дальтон (Да).

$1 \text{ а.е.м.} \approx 1.66054 \times 10^{-27} \text{ кг}$.

Большинство химических элементов в природе представляют собой смесь нескольких изотопов — атомов с одинаковым числом протонов, но разным числом нейтронов (и, следовательно, разной массой). Относительная атомная масса, указываемая в Периодической системе, является средневзвешенным значением масс всех природных изотопов элемента с учётом их распространённости. Рассчитывается она по формуле:

$A_r = \sum_{i} (x_i \cdot M_i)$

где $x_i$ — мольная доля (распространённость) $i$-го изотопа, а $M_i$ — его относительная масса (практически равная его массовому числу).

Например, природный хлор состоит из двух основных изотопов: хлор-35 ($^{35}\text{Cl}$) с распространённостью около 75.77% и хлор-37 ($^{37}\text{Cl}$) с распространённостью около 24.23%. Его относительная атомная масса рассчитывается так:

$A_r(\text{Cl}) \approx 0.7577 \cdot 35 + 0.2423 \cdot 37 \approx 35.453$

Не следует путать относительную атомную массу с массовым числом ($A$), которое является целым числом и равно общему количеству протонов и нейтронов в ядре конкретного изотопа.

Ответ: Относительная атомная масса — это средневзвешенное значение масс природных изотопов элемента, выраженное в атомных единицах массы (1 а.е.м. = 1/12 массы атома $^{12}\text{C}$). Эта величина учитывает природную распространённость изотопов и поэтому, как правило, является дробным числом.