Номер 1, страница 150 - гдз по химии 8 класс учебник Шиманович, Красицкий

1. Чем схожи и чем различаются между собой изотопы водорода?

Изотопы – это разновидности атомов одного и того же химического элемента, которые имеют одинаковое число протонов в ядре (и, следовательно, одинаковый заряд ядра), но разное число нейтронов. У водорода, первого элемента Периодической системы, есть три основных изотопа: протий, дейтерий и тритий.

Сходства изотопов водорода

Сходства изотопов водорода обусловлены одинаковым количеством протонов и электронов в их атомах:

Одинаковый заряд ядра. Ядро каждого изотопа водорода содержит ровно один протон. Это определяет их одинаковый атомный номер $Z=1$.

Одинаковое строение электронной оболочки. В нейтральном атоме любого изотопа водорода вокруг ядра движется один электрон.

Почти идентичные химические свойства. Поскольку химические свойства элемента определяются в первую очередь строением его электронной оболочки, все изотопы водорода вступают в одинаковые химические реакции и образуют аналогичные соединения.

Одно и то же место в Периодической системе. Все изотопы водорода занимают первую клетку в таблице Д. И. Менделеева.

Различия изотопов водорода

Различия между изотопами водорода вызваны разным количеством нейтронов в их ядрах:

Разное число нейтронов. Это их фундаментальное различие.
• Протий ($_{1}^{1}\text{H}$) – самый лёгкий и распространённый изотоп, его ядро не содержит нейтронов.
• Дейтерий ($_{1}^{2}\text{H}$ или D) – его ядро содержит один протон и один нейтрон.
• Тритий ($_{1}^{3}\text{H}$ или T) – его ядро содержит один протон и два нейтрона.

Разные массовые числа и атомная масса. Из-за разного числа нейтронов у них разные массовые числа (A): 1 у протия, 2 у дейтерия и 3 у трития. Соответственно, различаются и их атомные массы. Масса атома дейтерия примерно вдвое, а трития — втрое больше массы атома протия.

Разные физические свойства. Разница в массе приводит к различиям в физических свойствах, таких как плотность, температура кипения и плавления. Например, тяжелая вода ($D_2O$), образованная дейтерием, имеет более высокую плотность (около 1,11 г/см³) и температуру кипения (101,4 °C) по сравнению с обычной водой ($H_2O$).

Разная ядерная стабильность. Протий и дейтерий являются стабильными изотопами. Тритий же радиоактивен, он подвергается бета-распаду с периодом полураспада около 12,3 лет.

Ответ: Изотопы водорода (протий, дейтерий, тритий) схожи тем, что имеют одинаковый заряд ядра (содержат 1 протон) и одинаковое количество электронов (1 электрон в нейтральном атоме), что обуславливает их практически идентичные химические свойства и общее положение в Периодической системе. Различаются они количеством нейтронов в ядре (0, 1 и 2 соответственно), что приводит к разным массовым числам, разным физическим свойствам (масса, плотность, температуры кипения и плавления) и разной ядерной стабильности (тритий радиоактивен, а протий и дейтерий стабильны).