Номер 842, страница 138 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

842. Рассчитайте число электронов, протонов и нейтронов в ионах:

a) $^\text{35}\text{Cl}^-$;

б) $^\text{19}\text{F}^-$;

в) $^\text{79}\text{Br}_3^-$;

г) $^\text{37}\text{Cl}^\text{17}\text{O}^-$;

д) $^\text{35}\text{Cl}^\text{19}\text{F}_3$;

е) $^\text{127}\text{I}^\text{35}\text{Cl}_4^+$.

Для расчета числа протонов, нейтронов и электронов в атомах и ионах необходимо использовать следующие принципы:

• Число протонов ($p^+$) в ядре атома равно его порядковому номеру (Z) в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.
• Число нейтронов ($n^0$) в ядре вычисляется как разность между массовым числом (A) и порядковым номером (Z): $N = A - Z$. Массовое число указывается в виде верхнего индекса слева от символа элемента ($^A\text{X}$).
• Число электронов ($e^-$) для нейтрального атома равно числу протонов. Для иона число электронов корректируется на величину заряда: для положительного иона (катиона) оно меньше числа протонов на величину заряда, а для отрицательного иона (аниона) — больше.

Дано:

Ион хлорида $^{35}\text{Cl}^{-}$.

Найти:

Число протонов ($p^+$), нейтронов ($n^0$) и электронов ($e^-$).

Решение:

Ион $^{35}\text{Cl}^{-}$ является изотопом хлора с массовым числом $A=35$ и зарядом $-1$.

1. Порядковый номер хлора (Cl) в периодической таблице $Z=17$. Число протонов равно порядковому номеру: $p^+ = 17$.

2. Число нейтронов находим по разности массового числа и числа протонов: $n^0 = A - Z = 35 - 17 = 18$.

3. В нейтральном атоме хлора 17 электронов. Так как ион имеет заряд $-1$, это означает, что он присоединил один дополнительный электрон: $e^- = 17 + 1 = 18$.

Ответ: 17 протонов, 18 нейтронов, 18 электронов.

Дано:

Ион фторида $^{19}\text{F}^{-}$.

Найти:

Число протонов ($p^+$), нейтронов ($n^0$) и электронов ($e^-$).

Решение:

Ион $^{19}\text{F}^{-}$ является изотопом фтора с массовым числом $A=19$ и зарядом $-1$.

1. Порядковый номер фтора (F) в периодической таблице $Z=9$. Число протонов: $p^+ = 9$.

2. Число нейтронов: $n^0 = A - Z = 19 - 9 = 10$.

3. В нейтральном атоме фтора 9 электронов. Ион с зарядом $-1$ имеет на один электрон больше: $e^- = 9 + 1 = 10$.

Ответ: 9 протонов, 10 нейтронов, 10 электронов.

Дано:

Ион трибромида $^{79}\text{Br}_3^{-}$.

Найти:

Общее число протонов ($p^+$), нейтронов ($n^0$) и электронов ($e^-$).

Решение:

Ион $^{79}\text{Br}_3^{-}$ состоит из трех атомов изотопа брома $^{79}\text{Br}$ и имеет общий заряд $-1$.

Сначала рассчитаем состав одного атома $^{79}\text{Br}$. Порядковый номер брома (Br) $Z=35$, массовое число $A=79$.

Для одного атома брома: $p^+ = 35$, $n^0 = 79 - 35 = 44$.

1. Общее число протонов в ионе: $p^+_{общ} = 3 \times 35 = 105$.

2. Общее число нейтронов в ионе: $n^0_{общ} = 3 \times 44 = 132$.

3. Общее число электронов в трех нейтральных атомах брома было бы $3 \times 35 = 105$. Ион имеет заряд $-1$, следовательно, он содержит один лишний электрон: $e^-_{общ} = 105 + 1 = 106$.

Ответ: 105 протонов, 132 нейтрона, 106 электронов.

Дано:

Ион гипохлорита $^{37}\text{Cl}^{17}\text{O}^{-}$.

Найти:

Общее число протонов ($p^+$), нейтронов ($n^0$) и электронов ($e^-$).

Решение:

Ион состоит из одного атома изотопа хлора $^{37}\text{Cl}$ и одного атома изотопа кислорода $^{17}\text{O}$. Общий заряд иона $-1$.

Для $^{37}\text{Cl}$: $Z=17$, $A=37$. Число протонов $p^+=17$, число нейтронов $n^0 = 37 - 17 = 20$.

Для $^{17}\text{O}$: $Z=8$, $A=17$. Число протонов $p^+=8$, число нейтронов $n^0 = 17 - 8 = 9$.

1. Общее число протонов: $p^+_{общ} = 17 + 8 = 25$.

2. Общее число нейтронов: $n^0_{общ} = 20 + 9 = 29$.

3. Общее число электронов в нейтральных атомах было бы $17+8=25$. Ион имеет заряд $-1$, значит содержит один дополнительный электрон: $e^-_{общ} = 25 + 1 = 26$.

Ответ: 25 протонов, 29 нейтронов, 26 электронов.

Дано:

Молекула трифторида хлора $^{35}\text{Cl}^{19}\text{F}_3$.

Найти:

Общее число протонов ($p^+$), нейтронов ($n^0$) и электронов ($e^-$).

Решение:

Частица является нейтральной молекулой (заряд равен 0) и состоит из одного атома изотопа хлора $^{35}\text{Cl}$ и трех атомов изотопа фтора $^{19}\text{F}$.

Для $^{35}\text{Cl}$: $Z=17, A=35$. $p^+=17$, $n^0 = 35 - 17 = 18$.

Для $^{19}\text{F}$: $Z=9, A=19$. $p^+=9$, $n^0 = 19 - 9 = 10$.

1. Общее число протонов: $p^+_{общ} = 17 + 3 \times 9 = 17 + 27 = 44$.

2. Общее число нейтронов: $n^0_{общ} = 18 + 3 \times 10 = 18 + 30 = 48$.

3. Поскольку молекула нейтральна, общее число электронов равно общему числу протонов: $e^-_{общ} = 44$.

Ответ: 44 протона, 48 нейтронов, 44 электрона.

Дано:

Катион тетрахлориода(V) $^{127}\text{I}^{35}\text{Cl}_4^{+}$.

Найти:

Общее число протонов ($p^+$), нейтронов ($n^0$) и электронов ($e^-$).

Решение:

Ион состоит из одного атома изотопа иода $^{127}\text{I}$ и четырех атомов изотопа хлора $^{35}\text{Cl}$. Общий заряд иона $+1$.

Для $^{127}\text{I}$: $Z=53, A=127$. $p^+=53$, $n^0 = 127 - 53 = 74$.

Для $^{35}\text{Cl}$: $Z=17, A=35$. $p^+=17$, $n^0 = 35 - 17 = 18$.

1. Общее число протонов: $p^+_{общ} = 53 + 4 \times 17 = 53 + 68 = 121$.

2. Общее число нейтронов: $n^0_{общ} = 74 + 4 \times 18 = 74 + 72 = 146$.

3. Общее число электронов в нейтральных атомах было бы 121. Ион имеет заряд $+1$, что означает потерю одного электрона: $e^-_{общ} = 121 - 1 = 120$.

Ответ: 121 протон, 146 нейтронов, 120 электронов.