Номер 185, страница 35 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

185. Укажите верные утверждения:

а) азот-14 и хлор-35 являются изотопами;

б) нуклиды — это атомы одного химического элемента;

в) все химические элементы в природе представлены несколькими изотопами;

г) у всех химических элементов существуют изотопы;

д) нуклиды разных химических элементов не могут иметь одинаковую относительную атомную массу;

е) изотопы всегда имеют разную относительную атомную массу;

ж) только у одного нуклида в ядре нет нейтронов;

з) изотопы могут иметь разное число протонов;

и) существуют нуклиды, в ядрах которых отсутствуют протоны.

а) Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов в ядре, но различаются числом нейтронов. Азот (N) имеет атомный номер 7, то есть в ядре его атома 7 протонов. Хлор (Cl) имеет атомный номер 17, то есть 17 протонов в ядре. Так как у азота-14 ($^{14}_{7}\text{N}$) и хлора-35 ($^{35}_{17}\text{Cl}$) разное число протонов, они являются атомами разных химических элементов и не могут быть изотопами.

Ответ: утверждение неверно.

б) Нуклид — это общий термин для обозначения атомных ядер или атомов с определённым числом протонов ($Z$) и нейтронов ($N$). Нуклиды с одинаковым числом протонов (одинаковым $Z$), но разным числом нейтронов ($N$) являются изотопами и принадлежат одному химическому элементу. Однако существуют нуклиды, принадлежащие разным химическим элементам, например, углерод-14 ($^{14}_{6}\text{C}$) и азот-14 ($^{14}_{7}\text{N}$). Таким образом, не все нуклиды являются атомами одного химического элемента.

Ответ: утверждение неверно.

в) Не все химические элементы в природе представлены несколькими изотопами. Существуют так называемые моноизотопные элементы, которые в природе состоят только из одного стабильного изотопа. Примерами являются фтор (стабилен только $^{19}\text{F}$), натрий (стабилен только $^{23}\text{Na}$), алюминий (стабилен только $^{27}\text{Al}$) и золото (стабилен только $^{197}\text{Au}$).

Ответ: утверждение неверно.

г) У каждого известного химического элемента, помимо стабильных, существуют и радиоактивные (нестабильные) изотопы, которые либо встречаются в природе в малых количествах, либо могут быть получены искусственно. Даже для моноизотопных элементов, таких как фтор, известны радиоизотопы (например, $^{17}\text{F}$, $^{18}\text{F}$, $^{20}\text{F}$). Следовательно, у всех химических элементов существуют изотопы.

Ответ: утверждение верно.

д) Нуклиды разных химических элементов могут иметь одинаковое массовое число ($A$) и, как следствие, очень близкую относительную атомную массу. Такие нуклиды называются изобарами. Например, аргон-40 ($^{40}_{18}\text{Ar}$) и кальций-40 ($^{40}_{20}\text{Ca}$) являются нуклидами разных элементов, но у них одинаковое массовое число, равное 40.

Ответ: утверждение неверно.

е) Изотопы по определению имеют разное число нейтронов при одинаковом числе протонов. Это означает, что их массовые числа ($A = \text{число протонов} + \text{число нейтронов}$) всегда различны. Поскольку относительная атомная масса напрямую связана с массовым числом, разные изотопы одного элемента всегда имеют разную относительную атомную массу.

Ответ: утверждение верно.

ж) Число нейтронов в ядре ($N$) равно разности массового числа ($A$) и числа протонов ($Z$). Условие $N=0$ выполняется только тогда, когда $A=Z$. Единственным нуклидом, для которого это справедливо, является протий ($^{1}_{1}\text{H}$) — изотоп водорода, ядро которого состоит из одного протона и не содержит нейтронов. Ядра всех остальных нуклидов содержат хотя бы один нейтрон.

Ответ: утверждение верно.

з) По определению, изотопы — это атомы одного и того же химического элемента. Атомы одного элемента характеризуются одинаковым числом протонов в ядре. Изотопы различаются только числом нейтронов. Таким образом, изотопы не могут иметь разное число протонов.

Ответ: утверждение неверно.

и) Нуклид — это ядро атома, а атом определяется наличием протонов в ядре (число протонов $Z$ — это атомный номер элемента). Частица без протонов не является ядром какого-либо химического элемента. Например, нейтрон ($Z=0$, $A=1$) — это элементарная частица, а не нуклид. Следовательно, не существует нуклидов, в ядрах которых отсутствуют протоны.

Ответ: утверждение неверно.