Номер 18, страница 120 - гдз по физике 9 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

XI. Квантовые явления. Выполняем тест - номер 18, страница 120.

Условие.

18. Ядра атомов двух изотопов урана $^ {235}_{92}\text{U}$ и $^ {238}_{92}\text{U}$ различаются числом:

1) протонов

2) электронов

3) нейтронов

4) ионов

Решение.

Дано:

Два изотопа урана: уран-235 ($_{92}^{235}\text{U}$) и уран-238 ($_{92}^{238}\text{U}$).

Найти:

Параметр, по которому различаются ядра этих изотопов.

Решение:

Изотопы – это разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов в ядре, но разное число нейтронов. В обозначении нуклида $_{Z}^{A}X$ буквой $\text{X}$ обозначается химический элемент, нижний индекс $\text{Z}$ (зарядовое число) указывает на количество протонов в ядре, а верхний индекс $\text{A}$ (массовое число) – на общее число протонов и нейтронов (нуклонов) в ядре.

Число нейтронов $\text{N}$ в ядре можно вычислить по формуле: $N = A - Z$.

Рассмотрим состав ядра первого изотопа – урана-235 ($_{92}^{235}\text{U}$):

Число протонов: $Z_1 = 92$.

Массовое число: $A_1 = 235$.

Число нейтронов: $N_1 = A_1 - Z_1 = 235 - 92 = 143$.

Рассмотрим состав ядра второго изотопа – урана-238 ($_{92}^{238}\text{U}$):

Число протонов: $Z_2 = 92$.

Массовое число: $A_2 = 238$.

Число нейтронов: $N_2 = A_2 - Z_2 = 238 - 92 = 146$.

Теперь сравним характеристики этих двух ядер:

1) Число протонов: $Z_1 = Z_2 = 92$. Количество протонов одинаково, так как это изотопы одного и того же элемента – урана. Следовательно, вариант 1 не подходит.

2) Число электронов: Вопрос касается состава ядра атома. Электроны не входят в состав ядра, они вращаются вокруг него. Поэтому этот вариант некорректен. Даже если бы речь шла о нейтральных атомах, число электронов у них было бы одинаковым (по 92).

3) Число нейтронов: $N_1 = 143$, а $N_2 = 146$. Число нейтронов различно ($143 \ne 146$). Именно этим и отличаются изотопы по определению. Этот вариант является правильным.

4) Число ионов: Ион — это атом, который приобрел или потерял один или несколько электронов. Это понятие описывает состояние всего атома, а не состав его ядра. Поэтому этот вариант не подходит.

Таким образом, ядра атомов двух изотопов урана различаются числом нейтронов.

Ответ: 3) нейтронов.