Номер 204, страница 37 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

204. *В составе нуклида массой 2,40 г содержится $6,02 \cdot 10^{23}$ электронов. Массовое число нуклида равно 120. Назовите нуклид.

Дано:

Масса нуклида $m = 2,40$ г

Общее число электронов в образце $N_e = 6,02 \cdot 10^{23}$

Массовое число нуклида $A = 120$

Постоянная Авогадро $N_A = 6,02 \cdot 10^{23}$ моль⁻¹

$m = 2,40 \cdot 10^{-3}$ кг

Найти:

Нуклид — ?

Решение:

Для того чтобы назвать нуклид, необходимо определить его зарядовое число $Z$ (порядковый номер в периодической таблице) и массовое число $A$ (дано в условии). В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов, которое, в свою очередь, равно зарядовому числу $Z$.

1. Найдем количество вещества $\nu$ в образце нуклида. Молярная масса $M$ нуклида численно равна его массовому числу $A$, выраженному в г/моль.

$M \approx A = 120$ г/моль.

Теперь вычислим количество вещества $\nu$ по формуле:

$\nu = \frac{m}{M} = \frac{2,40 \text{ г}}{120 \text{ г/моль}} = 0,02 \text{ моль}$.

2. Рассчитаем общее число атомов $N_{ат}$ в образце, используя постоянную Авогадро $N_A$:

$N_{ат} = \nu \cdot N_A = 0,02 \text{ моль} \cdot 6,02 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 1,204 \cdot 10^{22}$ атомов.

3. Зарядовое число $Z$, равное числу электронов в одном атоме, можно найти, разделив общее число электронов в образце $N_e$ на общее число атомов $N_{ат}$:

$Z = \frac{N_e}{N_{ат}} = \frac{6,02 \cdot 10^{23}}{1,204 \cdot 10^{22}} = \frac{60,2 \cdot 10^{22}}{1,204 \cdot 10^{22}} \approx 50$.

4. Зарядовое число нуклида равно 50. По Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева, элемент с порядковым номером 50 — это олово (Sn).

Следовательно, искомый нуклид имеет массовое число $A=120$ и зарядовое число $Z=50$.

Ответ:

Искомый нуклид — олово-120 ($^{120}_{50}\text{Sn}$).