Номер 432, страница 80 - гдз по химии 8 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

432. Что такое массовое число атома? Чему равны массовые числа и заряд ядер атомов следующих нуклидов: $ {}^{15}_{7}\text{N} $, $ {}^{20}_{10}\text{Ne} $, $ {}^{33}_{16}\text{S} $, $ {}^{41}_{20}\text{Ca} $?

Что такое массовое число атома?

Массовое число (обозначается буквой $A$) — это общее число нуклонов (протонов и нейтронов) в атомном ядре. Поскольку основная масса атома сосредоточена в ядре, а массы протона и нейтрона близки друг к другу, массовое число примерно определяет массу атома, выраженную в атомных единицах массы.

Массовое число является целым числом и равно сумме числа протонов $Z$ (которое также называют зарядовым числом) и числа нейтронов $N$ в ядре:

$A = Z + N$

Например, в ядре изотопа углерода-12 (${}^{12}\text{C}$) содержится 6 протонов и 6 нейтронов, поэтому его массовое число $A$ равно $6 + 6 = 12$.

Ответ: Массовое число атома — это суммарное количество протонов и нейтронов в его ядре.

Чему равны массовые числа и заряд ядер атомов следующих нуклидов: ${}_{7}^{15}\text{N}$, ${}_{10}^{20}\text{Ne}$, ${}_{16}^{33}\text{S}$, ${}_{20}^{41}\text{Ca}$?

Дано:

Нуклиды: ${}_{7}^{15}\text{N}$, ${}_{10}^{20}\text{Ne}$, ${}_{16}^{33}\text{S}$, ${}_{20}^{41}\text{Ca}$
Элементарный заряд $e \approx 1.6 \cdot 10^{-19}$ Кл.

Найти:

Массовые числа $A$ и заряды ядер $q$ для каждого нуклида.

Решение:

Для любого химического элемента, представленного в виде ${}_{Z}^{A}\text{X}$, приняты следующие обозначения:

• $A$ — массовое число (верхний левый индекс), равное общему числу протонов и нейтронов в ядре.
• $Z$ — зарядовое число (нижний левый индекс), равное числу протонов в ядре.
• $\text{X}$ — символ химического элемента.

Заряд ядра $q$ определяется общим зарядом всех его протонов. Так как каждый протон имеет положительный заряд, равный элементарному заряду $e$, то заряд ядра можно вычислить по формуле:

$q = Z \cdot e$

Теперь определим массовое число и заряд для каждого из заданных нуклидов.

1. Для нуклида азота ${}_{7}^{15}\text{N}$:
Массовое число $A = 15$.
Зарядовое число $Z = 7$.
Заряд ядра $q = 7 \cdot e = 7 \cdot 1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} = 11.2 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} = 1.12 \cdot 10^{-18} \text{ Кл}$.

2. Для нуклида неона ${}_{10}^{20}\text{Ne}$:
Массовое число $A = 20$.
Зарядовое число $Z = 10$.
Заряд ядра $q = 10 \cdot e = 10 \cdot 1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} = 1.6 \cdot 10^{-18} \text{ Кл}$.

3. Для нуклида серы ${}_{16}^{33}\text{S}$:
Массовое число $A = 33$.
Зарядовое число $Z = 16$.
Заряд ядра $q = 16 \cdot e = 16 \cdot 1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} = 25.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} = 2.56 \cdot 10^{-18} \text{ Кл}$.

4. Для нуклида кальция ${}_{20}^{41}\text{Ca}$:
Массовое число $A = 41$.
Зарядовое число $Z = 20$.
Заряд ядра $q = 20 \cdot e = 20 \cdot 1.6 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} = 32 \cdot 10^{-19} \text{ Кл} = 3.2 \cdot 10^{-18} \text{ Кл}$.

Ответ:

• Для ${}_{7}^{15}\text{N}$: массовое число $A=15$, заряд ядра $q = 7e \approx 1.12 \cdot 10^{-18}$ Кл.
• Для ${}_{10}^{20}\text{Ne}$: массовое число $A=20$, заряд ядра $q = 10e \approx 1.6 \cdot 10^{-18}$ Кл.
• Для ${}_{16}^{33}\text{S}$: массовое число $A=33$, заряд ядра $q = 16e \approx 2.56 \cdot 10^{-18}$ Кл.
• Для ${}_{20}^{41}\text{Ca}$: массовое число $A=41$, заряд ядра $q = 20e \approx 3.2 \cdot 10^{-18}$ Кл.