Номер 200, страница 37 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

200. Может ли молекула воды иметь относительную молекулярную массу 20 или 21? Кратко поясните свой ответ.

Да, молекула воды ($H_2O$) может иметь относительную молекулярную массу и 20, и 21. Это возможно благодаря существованию изотопов водорода и кислорода. Изотопы — это атомы одного и того же химического элемента, которые имеют разное количество нейтронов в ядре и, следовательно, разную атомную массу.

Основные изотопы водорода и кислорода и их целочисленные относительные атомные массы:

Водород: протий ($^1H$, масса ≈ 1), дейтерий ($^2H$, масса ≈ 2), тритий ($^3H$, масса ≈ 3).

Кислород: $^{16}O$ (масса ≈ 16), $^{17}O$ (масса ≈ 17), $^{18}O$ (масса ≈ 18).

Относительная молекулярная масса самой распространенной молекулы воды, состоящей из двух атомов протия и одного атома кислорода-16 ($^1H_2^{16}O$), составляет $2 \times 1 + 16 = 18$.

Молекула воды с относительной молекулярной массой 20 может образоваться, например, в следующих случаях:

– Она состоит из двух атомов дейтерия ($^2H$) и одного атома кислорода-16 ($^{16}O$). Такая вода называется тяжелой водой. Ее масса: $M_r(^2H_2^{16}O) = 2 \times 2 + 16 = 20$.

– Она состоит из двух атомов протия ($^1H$) и одного атома кислорода-18 ($^{18}O$). Ее масса: $M_r(^1H_2^{18}O) = 2 \times 1 + 18 = 20$.

Молекула воды с относительной молекулярной массой 21 может образоваться при еще более редких сочетаниях, например:

– Она состоит из одного атома протия ($^1H$), одного атома дейтерия ($^2H$) и одного атома кислорода-18 ($^{18}O$). Ее масса: $M_r(^1H^2H^{18}O) = 1 + 2 + 18 = 21$.

Таким образом, в природе существуют различные изотопологи воды (молекулы, отличающиеся изотопным составом) с разной массой.

Ответ: Да, молекула воды может иметь относительную молекулярную массу 20 или 21. Это объясняется существованием различных изотопов водорода и кислорода, комбинации которых в молекуле $H_2O$ могут давать указанные массы.