В переводе с греческого «атом» означает «неделимый». Соответствует ли это действительности?
В переводе с греческого «атом» означает «неделимый», но это утверждение не совсем соответствует действительности в современном понимании науки. Хотя в древности атом считался элементарной частицей, которая не может быть разделена, современные исследования показали, что атом состоит из более мелких частиц — протонов, нейтронов и электронов. Ядро атома состоит из протонов и нейтронов, а электроны вращаются вокруг него.
1. Какие элементарные частицы составляют ядро атома? Как определить заряд ядра атома, количество протонов в ядре, количество нейтронов, массовое число элемента?
Ядро атома состоит из двух элементарных частиц: протонов и нейтронов. Протоны имеют положительный заряд, а нейтроны не имеют заряда (они нейтральны).
Заряд ядра атома определяется количеством протонов в нем, поскольку каждый протон несет единичный положительный заряд. Количество протонов в ядре — это атомный номер элемента, который также равен заряду ядра. Количество нейтронов можно найти, вычитая атомный номер из массового числа атома: количество нейтронов = массовое число - атомный номер. Массовое число элемента — это сумма количества протонов и нейтронов в ядре атома.
2. Сравните между собой элементарные частицы, т. е. найдите общее и различия между протоном и нейтроном, протоном и электроном.
Протон и нейтрон: Общее: обе частицы находятся в ядре атома, имеют схожую массу (масса нейтрона немного больше массы протона). Различие: протон имеет положительный заряд, а нейтрон не имеет заряда (нейтральный). Протон и электрон: Общее: обе частицы участвуют в образовании атома. Различие: протон имеет положительный заряд и находится в ядре, в то время как электрон имеет отрицательный заряд и находится вокруг ядра в электронной оболочке. Масса электрона в 1836 раз меньше массы протона.
3. Что называют изотопами? Запишите обозначения изотопов водорода, хлора и калия.
Изотопы — это атомы одного и того же химического элемента, имеющие одинаковое количество протонов (одинаковый атомный номер), но разное количество нейтронов и, соответственно, разное массовое число.
Изотопы водорода: Протий (1H), Дейтерий (2H), Тритий (3H) Изотопы хлора: Хлор-35 (35Cl), Хлор-37 (37Cl) Изотопы калия: Калий-39 (39K), Калий-40 (40K), Калий-41 (41K)
4. Рассчитайте число нейтронов в ядрах атомов: 15N, 19F, 27Al, 37Cl, 108Ag.
Число нейтронов = массовое число - атомный номер (количество протонов).
Для 15N (азот): массовое число = 15, атомный номер = 7. Число нейтронов = 15 - 7 = 8 нейтронов. Для 19F (фтор): массовое число = 19, атомный номер = 9. Число нейтронов = 19 - 9 = 10 нейтронов. Для 27Al (алюминий): массовое число = 27, атомный номер = 13. Число нейтронов = 27 - 13 = 14 нейтронов. Для 37Cl (хлор): массовое число = 37, атомный номер = 17. Число нейтронов = 37 - 17 = 20 нейтронов. Для 108Ag (серебро): массовое число = 108, атомный номер = 47. Число нейтронов = 108 - 47 = 61 нейтрон.
5. Вместо символа X запишите соответствующее число или символ химического элемента: 24xMg, 5224X, xK, 14X.
24xMg: X = 12, это магний (Mg). 5224X: X = 24, это хром (Cr). xK: X = 19, это калий (K). 14X: X = 6, это углерод (C).
6. Определите, сколько различных молекул хлороводорода можно составить из природного изотопа водорода 1H и двух природных изотопов хлора – 35Cl и 37Cl. Рассчитайте их относительные молекулярные массы.
Изотопы водорода — 1H (протий), изотопы хлора — 35Cl и 37Cl. Таким образом, можно составить три возможные молекулы хлороводорода:
HCl (с изотопом хлора 35Cl): Относительная молекулярная масса = 1 (для водорода) + 35 (для хлора) = 36. HCl (с изотопом хлора 37Cl): Относительная молекулярная масса = 1 (для водорода) + 37 (для хлора) = 38. DCl (с изотопом водорода 2H (дейтерий) и хлором 35Cl): Относительная молекулярная масса = 2 (для дейтерия) + 35 (для хлора) = 37. DCl (с изотопом водорода 2H (дейтерий) и хлором 37Cl): Относительная молекулярная масса = 2 (для дейтерия) + 37 (для хлора) = 39.
7. Относительная атомная масса брома, приведённая в таблице Д. И. Менделеева, равна 80. Однако изотопа с таким массовым числом не существует. В природе бром представлен изотопами 79Br и 81Br. Рассчитайте число нейтронов в ядрах этих изотопов. Что можно сказать об их распространённости в природе?
Для 79Br (бром-79): Массовое число = 79, атомный номер = 35. Число нейтронов = 79 - 35 = 44 нейтрона. Для 81Br (бром-81): Массовое число = 81, атомный номер = 35. Число нейтронов = 81 - 35 = 46 нейтронов. Бром в природе представлен двумя изотопами — 79Br и 81Br, с примерно равной распространённостью. Однако изотоп бром-79 немного более стабилен и распространён в больших количествах, что и приводит к средней относительной атомной массе 80.
8. Определите количество протонов, нейтронов и электронов в атомах следующих изотопов: а) 3416S; б) 115B; в) 136C; г) 7935Br; д) 31H
а) 3416S (сера-34):
Атомный номер (протоны) = 16. Массовое число = 34. Число нейтронов = 34 - 16 = 18 нейтронов. Число электронов = 16 (так как атом в нейтральном состоянии). б) 115B (бор-11):
Атомный номер (протоны) = 5. Массовое число = 11. Число нейтронов = 11 - 5 = 6 нейтронов. Число электронов = 5. в) 136C (углерод-13):
Атомный номер (протоны) = 6. Массовое число = 13. Число нейтронов = 13 - 6 = 7 нейтронов. Число электронов = 6. г) 7935Br (бром-79):
Атомный номер (протоны) = 35. Массовое число = 79. Число нейтронов = 79 - 35 = 44 нейтрона. Число электронов = 35. д) 31H (водород-1):
Атомный номер (протоны) = 1. Массовое число = 1. Число нейтронов = 1 - 1 = 0 нейтронов. Число электронов = 1.