Номер 129, страница 35 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

129. Определите число электронов, протонов и нейтронов в составе указанных атомов и ионов:

а) $F$ и $F^{-}$;

б) $Al$ и $Al^{3+}$;

в) $Li$ и $Li^{+}$;

г) $Ca$ и $Ca^{2+}$;

д) $Be$ и $Be^{2+}$;

е) $S$ и $S^{2-}$.

Для определения числа протонов, нейтронов и электронов в атоме или ионе необходимо использовать периодическую систему химических элементов Д.И. Менделеева.

Число протонов ($p^{+}$) в ядре атома равно порядковому номеру элемента (Z) в периодической таблице. Число протонов не меняется при образовании иона из атома.

Число электронов ($e^{-}$) в нейтральном, электронейтральном атоме равно числу протонов (Z). В ионе число электронов изменяется: у положительного иона (катиона) число электронов меньше числа протонов на величину заряда иона ($N(e^{-}) = Z - \text{заряд}$); у отрицательного иона (аниона) число электронов больше числа протонов на абсолютную величину заряда иона ($N(e^{-}) = Z + |\text{заряд}|$).

Число нейтронов ($n^{0}$) определяется как разность между массовым числом (A) и порядковым номером (Z). Массовое число A — это относительная атомная масса элемента, округленная до ближайшего целого числа. Формула для расчета: $N(n^{0}) = A - Z$.

а) F и F⁻

Фтор (F) находится в периодической таблице под номером 9, его относительная атомная масса равна 18.998, округляем до 19.

Следовательно, для атома фтора (F):

Число протонов $p^{+} = Z = 9$.

Число электронов $e^{-} = Z = 9$ (атом нейтрален).

Число нейтронов $n^{0} = A - Z = 19 - 9 = 10$.

Для иона фтора, фторид-иона (F⁻), который имеет заряд -1, ядро не изменяется, а число электронов увеличивается на 1:

Число протонов $p^{+} = 9$.

Число электронов $e^{-} = 9 + 1 = 10$.

Число нейтронов $n^{0} = 10$.

Ответ: В атоме F: 9 протонов, 10 нейтронов, 9 электронов. В ионе F⁻: 9 протонов, 10 нейтронов, 10 электронов.

б) Al и Al³⁺

Алюминий (Al) имеет порядковый номер $Z=13$ и относительную атомную массу $A_r \approx 26.982$, округляем до $A=27$.

Для атома алюминия (Al):

Число протонов $p^{+} = Z = 13$.

Число электронов $e^{-} = Z = 13$.

Число нейтронов $n^{0} = A - Z = 27 - 13 = 14$.

Для иона алюминия (Al³⁺), который имеет заряд +3, атом теряет 3 электрона:

Число протонов $p^{+} = 13$.

Число электронов $e^{-} = 13 - 3 = 10$.

Число нейтронов $n^{0} = 14$.

Ответ: В атоме Al: 13 протонов, 14 нейтронов, 13 электронов. В ионе Al³⁺: 13 протонов, 14 нейтронов, 10 электронов.

в) Li и Li⁺

Литий (Li) имеет порядковый номер $Z=3$ и относительную атомную массу $A_r \approx 6.94$, округляем до $A=7$.

Для атома лития (Li):

Число протонов $p^{+} = Z = 3$.

Число электронов $e^{-} = Z = 3$.

Число нейтронов $n^{0} = A - Z = 7 - 3 = 4$.

Для иона лития (Li⁺) с зарядом +1, атом теряет 1 электрон:

Число протонов $p^{+} = 3$.

Число электронов $e^{-} = 3 - 1 = 2$.

Число нейтронов $n^{0} = 4$.

Ответ: В атоме Li: 3 протона, 4 нейтрона, 3 электрона. В ионе Li⁺: 3 протона, 4 нейтрона, 2 электрона.

г) Ca и Ca²⁺

Кальций (Ca) имеет порядковый номер $Z=20$ и относительную атомную массу $A_r \approx 40.078$, округляем до $A=40$.

Для атома кальция (Ca):

Число протонов $p^{+} = Z = 20$.

Число электронов $e^{-} = Z = 20$.

Число нейтронов $n^{0} = A - Z = 40 - 20 = 20$.

Для иона кальция (Ca²⁺) с зарядом +2, атом теряет 2 электрона:

Число протонов $p^{+} = 20$.

Число электронов $e^{-} = 20 - 2 = 18$.

Число нейтронов $n^{0} = 20$.

Ответ: В атоме Ca: 20 протонов, 20 нейтронов, 20 электронов. В ионе Ca²⁺: 20 протонов, 20 нейтронов, 18 электронов.

д) Be и Be²⁺

Бериллий (Be) имеет порядковый номер $Z=4$ и относительную атомную массу $A_r \approx 9.012$, округляем до $A=9$.

Для атома бериллия (Be):

Число протонов $p^{+} = Z = 4$.

Число электронов $e^{-} = Z = 4$.

Число нейтронов $n^{0} = A - Z = 9 - 4 = 5$.

Для иона бериллия (Be²⁺) с зарядом +2, атом теряет 2 электрона:

Число протонов $p^{+} = 4$.

Число электронов $e^{-} = 4 - 2 = 2$.

Число нейтронов $n^{0} = 5$.

Ответ: В атоме Be: 4 протона, 5 нейтронов, 4 электрона. В ионе Be²⁺: 4 протона, 5 нейтронов, 2 электрона.

е) S и S²⁻

Сера (S) имеет порядковый номер $Z=16$ и относительную атомную массу $A_r \approx 32.06$, округляем до $A=32$.

Для атома серы (S):

Число протонов $p^{+} = Z = 16$.

Число электронов $e^{-} = Z = 16$.

Число нейтронов $n^{0} = A - Z = 32 - 16 = 16$.

Для иона серы, сульфид-иона (S²⁻), который имеет заряд -2, атом присоединяет 2 электрона:

Число протонов $p^{+} = 16$.

Число электронов $e^{-} = 16 + 2 = 18$.

Число нейтронов $n^{0} = 16$.

Ответ: В атоме S: 16 протонов, 16 нейтронов, 16 электронов. В ионе S²⁻: 16 протонов, 16 нейтронов, 18 электронов.