Номер 421, страница 77 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

421. Определите, какой заряд будет иметь частица, если:

а) в состав атома химического элемента добавить два электрона;

б) в состав атома химического элемента добавить два протона;

в) из атома химического элемента удалить один электрон;

г) из ядра атома удалить три протона;

д) в состав ядра атома добавить два нейтрона.

Атом любого химического элемента в своем основном состоянии является электрически нейтральным. Это означает, что число положительно заряженных протонов ($N_p$) в его ядре равно числу отрицательно заряженных электронов ($N_e$) на его электронных оболочках. Общий заряд $Q$ такой частицы равен нулю, так как заряды протонов и электронов взаимно компенсируются: $Q = (N_p - N_e) \cdot e = 0$, где $e$ — элементарный заряд.

а) в состав атома химического элемента добавить два электрона;

Изначально атом нейтрален, то есть число протонов равно числу электронов ($N_p = N_e$). При добавлении двух электронов количество протонов $N_p$ не изменяется, а количество электронов увеличивается на два и становится равным $N_e' = N_e + 2$. Поскольку $N_p = N_e$, то новое количество электронов $N_e' = N_p + 2$. Итоговый заряд частицы $Q'$ будет: $Q' = (N_p - N_e') \cdot e = (N_p - (N_p + 2)) \cdot e = -2e$. Таким образом, атом превращается в отрицательно заряженный ион (анион) с зарядом $-2e$.

Ответ: частица будет иметь отрицательный заряд, равный $-2e$.

б) в состав атома химического элемента добавить два протона;

Добавление протонов происходит в ядро атома. Это приводит к изменению химического элемента, так как его порядковый номер определяется именно числом протонов. Количество протонов становится $N_p' = N_p + 2$, а количество электронов $N_e$ остается прежним. Так как исходный атом был нейтрален ($N_p = N_e$), новый заряд частицы $Q'$ составит: $Q' = (N_p' - N_e) \cdot e = ((N_p + 2) - N_e) \cdot e = (N_e + 2 - N_e) \cdot e = +2e$. В результате образуется положительно заряженный ион (катион) нового химического элемента с зарядом $+2e$.

Ответ: частица будет иметь положительный заряд, равный $+2e$.

в) из атома химического элемента удалить один электрон;

При удалении одного электрона из атома количество протонов $N_p$ в ядре не изменяется, а количество электронов уменьшается на один: $N_e' = N_e - 1$. Новый заряд частицы $Q'$, учитывая начальную нейтральность ($N_p = N_e$), будет равен: $Q' = (N_p - N_e') \cdot e = (N_p - (N_e - 1)) \cdot e = (N_e - N_e + 1) \cdot e = +e$. Атом превращается в положительно заряженный ион (катион) с зарядом $+e$.

Ответ: частица будет иметь положительный заряд, равный $+e$.

г) из ядра атома удалить три протона;

Удаление протонов из ядра является процессом ядерного превращения, в результате которого образуется атом другого химического элемента. Количество протонов становится $N_p' = N_p - 3$, в то время как количество электронов $N_e$ на оболочках остается неизменным. Новый заряд частицы $Q'$, исходя из начального условия $N_p = N_e$, будет: $Q' = (N_p' - N_e) \cdot e = ((N_p - 3) - N_e) \cdot e = (N_e - 3 - N_e) \cdot e = -3e$. Образуется отрицательно заряженный ион нового элемента с зарядом $-3e$.

Ответ: частица будет иметь отрицательный заряд, равный $-3e$.

д) в состав ядра атома добавить два нейтрона.

Нейтроны являются электрически нейтральными частицами ($q_n = 0$). Их добавление в ядро атома не изменяет ни количество протонов $N_p$, ни количество электронов $N_e$. В результате этого процесса образуется изотоп исходного элемента (атом с тем же зарядом ядра, но большей массой). Поскольку ни число протонов, ни число электронов не изменилось, заряд частицы останется прежним: $Q' = (N_p - N_e) \cdot e = 0$.

Ответ: частица останется электрически нейтральной, ее заряд будет равен нулю.