Номер 2, страница 147 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

2. В природе водород чаще всего существует в виде двух типов атомов — водорода-1 и водорода-2, а кислород — в виде трех — ${}^{16}\text{O}$, ${}^{17}\text{O}$, ${}^{18}\text{O}$. Посчитайте все возможные значения относительной молекулярной массы воды, образованной этими атомами.

Дано:

• Изотопы водорода: водород-1 ($^{1}$H) с относительной атомной массой $A_r(^{1}H) \approx 1$ и водород-2 ($^{2}$H) с относительной атомной массой $A_r(^{2}H) \approx 2$.
• Изотопы кислорода: $^{16}$O с $A_r(^{16}O) \approx 16$, $^{17}$O с $A_r(^{17}O) \approx 17$ и $^{18}$O с $A_r(^{18}O) \approx 18$.

Найти:

Все возможные значения относительной молекулярной массы ($M_r$) воды (H$_{2}$O), образованной данными изотопами.

Решение:

Относительная молекулярная масса ($M_r$) молекулы представляет собой сумму относительных атомных масс ($A_r$) всех атомов, входящих в ее состав. Для молекулы воды H$_{2}$O, состоящей из двух атомов водорода и одного атома кислорода, формула расчета выглядит так:

$M_r(H_2O) = A_r(H_1) + A_r(H_2) + A_r(O)$

где $A_r(H_1)$ и $A_r(H_2)$ — относительные атомные массы двух атомов водорода, а $A_r(O)$ — относительная атомная масса атома кислорода. Для нахождения всех возможных значений $M_r$ необходимо рассмотреть все возможные комбинации изотопов.

1. Сначала определим возможные суммарные массы двух атомов водорода:

• Два атома $^{1}$H: $1 + 1 = 2$
• Один атом $^{1}$H и один атом $^{2}$H: $1 + 2 = 3$
• Два атома $^{2}$H: $2 + 2 = 4$

Таким образом, масса водородной части молекулы может принимать значения 2, 3 или 4.

2. Теперь для каждой возможной массы водородной части рассчитаем молекулярную массу воды с каждым изотопом кислорода ($^{16}$O, $^{17}$O, $^{18}$O).

Случай 1: Суммарная масса атомов водорода равна 2 (молекула типа $^{1}$H$_{2}$O)

• с кислородом-16 ($^{16}$O): $M_r = 2 + 16 = 18$
• с кислородом-17 ($^{17}$O): $M_r = 2 + 17 = 19$
• с кислородом-18 ($^{18}$O): $M_r = 2 + 18 = 20$

Случай 2: Суммарная масса атомов водорода равна 3 (молекула типа $^{1}$H$^{2}$HO)

• с кислородом-16 ($^{16}$O): $M_r = 3 + 16 = 19$
• с кислородом-17 ($^{17}$O): $M_r = 3 + 17 = 20$
• с кислородом-18 ($^{18}$O): $M_r = 3 + 18 = 21$

Случай 3: Суммарная масса атомов водорода равна 4 (молекула типа $^{2}$H$_{2}$O)

• с кислородом-16 ($^{16}$O): $M_r = 4 + 16 = 20$
• с кислородом-17 ($^{17}$O): $M_r = 4 + 17 = 21$
• с кислородом-18 ($^{18}$O): $M_r = 4 + 18 = 22$

3. Соберем все полученные значения и отбросим повторы.
Полученные значения: 18, 19, 20, 19, 20, 21, 20, 21, 22.
Уникальные значения: 18, 19, 20, 21, 22.

Ответ:все возможные значения относительной молекулярной массы воды, образованной данными изотопами, равны 18, 19, 20, 21, 22.