Номер 2, страница 135 - гдз по химии 8 класс учебник Габриелян, Остроумов

§ 30. Основные сведения о строении атома. Глава 4. Периодический закон и Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева. Строение атома - номер 2, страница 135.

2. Сравните между собой элементарные частицы, т. е. найдите общее и различия между протоном и нейтроном, протоном и электроном.

между протоном и нейтроном

Протон и нейтрон — это частицы, которые вместе образуют ядро атома и называются нуклонами. Их сравнение выявляет как фундаментальные сходства, так и ключевые различия.

Общее:

• Обе частицы являются нуклонами, то есть составляют атомное ядро.
• Они имеют очень близкие по значению массы. Масса протона $m_p \approx 1,6726 \times 10^{-27}$ кг, а масса нейтрона $m_n \approx 1,6749 \times 10^{-27}$ кг.
• И протон, и нейтрон относятся к классу адронов (точнее, барионов) и являются составными частицами, состоящими из трех кварков.
• Обе частицы участвуют в сильном ядерном взаимодействии, которое удерживает их вместе в ядре.
• Спин обеих частиц одинаков и равен $1/2$.

Различия:

• Электрический заряд: Протон обладает положительным элементарным зарядом $+e$ (приблизительно $+1,602 \times 10^{-19}$ Кл), в то время как нейтрон электрически нейтрален (заряд равен 0).
• Масса: Нейтрон незначительно тяжелее протона ($m_n > m_p$).
• Стабильность: В свободном состоянии протон является стабильной частицей. Свободный нейтрон, напротив, нестабилен и распадается с периодом полураспада около 15 минут на протон, электрон и электронное антинейтрино. В составе стабильных ядер нейтрон стабилен.
• Кварковый состав: Протон состоит из двух верхних (u) и одного нижнего (d) кварка (схема uud), а нейтрон — из одного верхнего (u) и двух нижних (d) кварков (схема udd).

Ответ: Главное сходство протона и нейтрона в том, что они являются нуклонами с почти одинаковой массой, участвующими в сильном взаимодействии. Ключевое различие заключается в их электрическом заряде (протон положителен, нейтрон нейтрален) и стабильности в свободном состоянии (протон стабилен, нейтрон нет).

между протоном и электроном

Протон и электрон являются фундаментальными составляющими любого атома, но относятся к разным классам частиц и обладают кардинально различными свойствами.

Общее:

• Обе частицы являются неотъемлемыми компонентами атома.
• Модуль (абсолютная величина) их электрического заряда одинаков и равен элементарному заряду $e \approx 1,602 \times 10^{-19}$ Кл.
• Обе частицы являются стабильными.
• Спин обеих частиц равен $1/2$.

Различия:

• Масса: Протон значительно (примерно в 1836 раз) тяжелее электрона. Масса протона $m_p \approx 1,6726 \times 10^{-27}$ кг, а масса электрона $m_e \approx 9,109 \times 10^{-31}$ кг. Практически вся масса атома сосредоточена в ядре, состоящем из протонов и нейтронов.
• Знак заряда: Протон имеет положительный заряд ($+e$), а электрон — отрицательный ($-e$).
• Расположение в атоме: Протоны находятся в центре атома, образуя ядро, а электроны движутся вокруг ядра по орбиталям (в электронных оболочках).
• Класс и структура частиц: Протон — это составная частица, адрон (барион), состоящий из кварков. Электрон же, согласно Стандартной модели, является фундаментальной (бесструктурной) частицей и относится к классу лептонов.
• Типы взаимодействий: Протон участвует во всех четырех фундаментальных взаимодействиях: сильном, слабом, электромагнитном и гравитационном. Электрон не участвует в сильном взаимодействии.

Ответ: Основное сходство протона и электрона — равенство модуля их заряда. Главные различия заключаются в знаке заряда, колоссальной разнице в массе, расположении в атоме, а также в их природе: протон — тяжелый, составной адрон в ядре, а электрон — легкий, фундаментальный лептон на оболочках.