Номер 3, страница 107 - гдз по физике 9 класс учебник Кабардин

3. Что такое изотопы?

3. Решение

Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов в ядре, но разное число нейтронов. Из-за этого у изотопов одинаковый порядковый номер в таблице Менделеева, но разное массовое число.

Сам термин "изотопы" происходит от древнегреческих слов ἴσος (изос) — "равный", "одинаковый" и τόπος (топос) — "место", что дословно означает "занимающие одно и то же место". Это название подчеркивает, что все изотопы одного элемента располагаются в одной клетке Периодической системы химических элементов.

Ядро атома состоит из нуклонов: протонов и нейтронов. Число протонов ($\text{Z}$) в ядре определяет его заряд и, следовательно, сам химический элемент. Число нейтронов ($\text{N}$) может быть разным. Массовое число ($\text{A}$) — это общее количество нуклонов в ядре, то есть $A = Z + N$. У изотопов одного элемента одинаковое $\text{Z}$, но разные $\text{N}$ и, как следствие, разные $\text{A}$.

Поскольку химические свойства элемента определяются строением его электронной оболочки, а количество электронов в нейтральном атоме равно количеству протонов, химические свойства изотопов практически идентичны. Однако их физические свойства, которые зависят от массы атома (например, плотность, скорость диффузии, частоты колебаний в молекулах), могут незначительно отличаться.

Наглядными примерами являются:

1. Изотопы водорода: протий ($_{1}^{1}H$), ядро которого состоит только из одного протона; дейтерий ($_{1}^{2}H$ или $\text{D}$), в ядре которого один протон и один нейтрон; и тритий ($_{1}^{3}H$ или $\text{T}$), в ядре которого один протон и два нейтрона. Тритий радиоактивен.

2. Изотопы углерода: углерод-12 ($_{6}^{12}C$) — 6 протонов и 6 нейтронов (стабильный); углерод-13 ($_{6}^{13}C$) — 6 протонов и 7 нейтронов (стабильный); углерод-14 ($_{6}^{14}C$) — 6 протонов и 8 нейтронов (радиоактивный, используется для радиоуглеродного датирования).

Изотопы могут быть как стабильными, то есть существующими неограниченно долго, так и нестабильными (радиоактивными). Ядра радиоактивных изотопов со временем подвергаются радиоактивному распаду, превращаясь в ядра других элементов.

Ответ: Изотопы — это разновидности атомов одного химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов, но разное число нейтронов в ядре, и, как следствие, разную атомную массу, но одинаковые химические свойства.