Номер 5, страница 231 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 9. Физика атома и атомного ядра. Параграф 45. Радиоактивность. Состав атомного ядра. Задания и упражнения - номер 5, страница 231.

Условие.

5. Сравните изотопы водорода $\text{}^{3}_{1}\text{H}$ и гелия $\text{}^{3}_{2}\text{He}$.

Решение.

4. Решение

Состав атомного ядра определяется числом протонов $\text{Z}$ (зарядовое число) и числом нейтронов $\text{N}$. Общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре называется массовым числом $\text{A}$. Эти величины связаны соотношением $A = Z + N$. В общепринятом обозначении изотопа $^A_Z\text{X}$ верхний индекс $\text{A}$ — это массовое число, а нижний индекс $\text{Z}$ — зарядовое число, которое равно числу протонов в ядре. Число нейтронов можно найти по формуле $N = A - Z$.
Рассчитаем состав ядер для каждого изотопа кислорода:
1. Для изотопа $^{16}_{8}\text{O}$:Зарядовое число $Z = 8$, следовательно, ядро содержит 8 протонов.Массовое число $A = 16$.Число нейтронов $N = 16 - 8 = 8$.
2. Для изотопа $^{17}_{8}\text{O}$:Зарядовое число $Z = 8$, следовательно, ядро содержит 8 протонов.Массовое число $A = 17$.Число нейтронов $N = 17 - 8 = 9$.
3. Для изотопа $^{18}_{8}\text{O}$:Зарядовое число $Z = 8$, следовательно, ядро содержит 8 протонов.Массовое число $A = 18$.Число нейтронов $N = 18 - 8 = 10$.
Ответ: Ядро изотопа $^{16}_{8}\text{O}$ состоит из 8 протонов и 8 нейтронов; ядро $^{17}_{8}\text{O}$ — из 8 протонов и 9 нейтронов; ядро $^{18}_{8}\text{O}$ — из 8 протонов и 10 нейтронов.

5. Решение

Для сравнения изотопа водорода $^3_1\text{H}$ (тритий) и гелия $^3_2\text{He}$ определим состав их ядер.
Ядро водорода $^3_1\text{H}$ имеет зарядовое число $Z=1$ и массовое число $A=3$. Следовательно, оно содержит 1 протон и $N = A - Z = 3 - 1 = 2$ нейтрона.
Ядро гелия $^3_2\text{He}$ имеет зарядовое число $Z=2$ и массовое число $A=3$. Следовательно, оно содержит 2 протона и $N = A - Z = 3 - 2 = 1$ нейтрон.
Сходство этих ядер заключается в том, что у них одинаковое массовое число $A = 3$. Это означает, что общее количество нуклонов (протонов и нейтронов) в их ядрах одинаково. Ядра, принадлежащие разным химическим элементам, но имеющие одинаковое массовое число, называются изобарами. Таким образом, $^3_1\text{H}$ и $^3_2\text{He}$ являются изобарами.
Различия между ними состоят в следующем:

• Они являются ядрами разных химических элементов (водород и гелий), так как у них разное число протонов.
• Число протонов (зарядовое число) различно: $Z=1$ у $^3_1\text{H}$ и $Z=2$ у $^3_2\text{He}$.
• Число нейтронов в ядрах также различно: 2 у $^3_1\text{H}$ и 1 у $^3_2\text{He}$.
• Из-за разного числа протонов (и, соответственно, электронов в нейтральных атомах) они обладают совершенно разными химическими свойствами.

Ответ: Ядра $^3_1\text{H}$ и $^3_2\text{He}$ являются изобарами, так как имеют одинаковое массовое число (3), но разное число протонов (1 у водорода и 2 у гелия) и нейтронов (2 у водорода и 1 у гелия). Они являются ядрами разных химических элементов и обладают разными химическими свойствами.