Номер 2, страница 175 - гдз по физике 9 класс учебник Изергин

Глава V. Физика атома и атомного ядра. Параграф 38. Радиоактивные изотопы и их использование - номер 2, страница 175.

Условие.

2. Перечислите изотопы водорода. Отличаются ли физические свойства тяжёлой воды от физических свойств обычной воды?

Решение.

Перечислите изотопы водорода.

Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов в ядре, но разное число нейтронов. Существуют три основных изотопа водорода:
- Протий (${}_1^1H$) — наиболее распространённый изотоп, ядро которого состоит из одного протона.
- Дейтерий (${}_1^2H$ или $\text{D}$) — так называемый тяжёлый водород, ядро которого содержит один протон и один нейтрон.
- Тритий (${}_1^3H$ или $\text{T}$) — сверхтяжёлый водород, ядро которого состоит из одного протона и двух нейтронов. Тритий является радиоактивным изотопом.

Ответ: Изотопы водорода: протий (${}_1^1H$), дейтерий (${}_1^2H$), тритий (${}_1^3H$).

Отличаются ли физические свойства тяжёлой воды от физических свойств обычной воды?

Да, физические свойства тяжёлой воды ($D_2O$) заметно отличаются от физических свойств обычной (лёгкой) воды ($H_2O$). Причина этих различий кроется в большей массе изотопа дейтерия по сравнению с протием. Атом дейтерия почти в два раза тяжелее атома протия, из-за чего молекула $D_2O$ примерно на 11% тяжелее молекулы $H_2O$.

Основные отличия в физических свойствах:
- Плотность: Тяжёлая вода плотнее обычной. При температуре 20 °C плотность $D_2O$ составляет около 1,1056 г/см³, в то время как плотность $H_2O$ — 0,9982 г/см³.
- Температуры фазовых переходов: Тяжёлая вода замерзает и кипит при более высоких температурах. Температура плавления $D_2O$ составляет +3,82 °C (у $H_2O$ — 0 °C), а температура кипения — +101,42 °C (у $H_2O$ — 100 °C).
- Температура максимальной плотности: Для тяжёлой воды эта точка достигается при 11,6 °C, в отличие от +3,98 °C для обычной воды.
- Вязкость: Тяжёлая вода примерно на 20% более вязкая, чем обычная (при 20 °C).

Эти различия также сказываются на химических и биологических свойствах. Например, химические реакции в тяжёлой воде протекают медленнее, а в высоких концентрациях она токсична для многих живых организмов.

Ответ: Да, физические свойства тяжёлой воды (плотность, температуры кипения и замерзания, вязкость и др.) отличаются от физических свойств обычной воды. Это обусловлено большей массой молекул тяжёлой воды, в состав которых входит изотоп водорода дейтерий.