Номер 6-8, страница 73 - гдз по химии 8 класс задачник Кузнецова, Левкин

6-8. Сколько различных видов молекул воды можно получить из изотопов водорода $^1\text{H}$, $^2\text{H}$, $^3\text{H}$ и изотопа кислорода $^{16}\text{O}$? Запишите формулы с различными комбинациями изотопов.

Решение

Молекула воды имеет химическую формулу $H_2O$ и состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. Согласно условию задачи, атом кислорода представлен только одним изотопом, $^{16}O$, а водород — тремя изотопами: протий (${}^1H$), дейтерий (${}^2H$) и тритий (${}^3H$). Различные виды молекул воды будут отличаться изотопным составом атомов водорода.

Чтобы найти все возможные виды молекул, необходимо рассмотреть все комбинации двух атомов водорода, которые могут быть образованы из трех доступных изотопов.

Возможны два основных случая:

1. Оба атома водорода в молекуле одинаковы. Это дает нам три варианта, так как у нас есть три изотопа водорода:
- Молекула, содержащая два атома протия: ${}^1H_2{}^{16}O$
- Молекула, содержащая два атома дейтерия: ${}^2H_2{}^{16}O$
- Молекула, содержащая два атома трития: ${}^3H_2{}^{16}O$

2. Атомы водорода в молекуле разные. В этом случае мы можем составить три различные пары изотопов:
- Молекула, содержащая один атом протия и один атом дейтерия: ${}^1H{}^2H{}^{16}O$
- Молекула, содержащая один атом протия и один атом трития: ${}^1H{}^3H{}^{16}O$
- Молекула, содержащая один атом дейтерия и один атом трития: ${}^2H{}^3H{}^{16}O$

Суммируя количество видов молекул из обоих случаев, получаем общее число различных видов молекул воды: $3 + 3 = 6$.

Ответ: Можно получить 6 различных видов молекул воды. Формулы этих молекул: ${}^1H_2{}^{16}O$, ${}^2H_2{}^{16}O$, ${}^3H_2{}^{16}O$, ${}^1H{}^2H{}^{16}O$, ${}^1H{}^3H{}^{16}O$, ${}^2H{}^3H{}^{16}O$.