Номер 228, страница 54 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

228. Определите суммарное число элементарных частиц (протонов, электронов и нейтронов) в ионах:

a) $^\text{79}\text{Br}^{-}$;

б) $^\text{32}\text{S}^{2-}$.

в) $^\text{15}\text{N}^{3-}$;

г) $^\text{17}\text{O}^{2-}\text{H}^{-}$;

д) $^\text{14}\text{N}^\text{15}\text{O}_2^{-}$;

е) $^\text{13}\text{C}^\text{15}\text{O}_3^{2-}$.

Для определения суммарного числа элементарных частиц (протонов, нейтронов и электронов) в ионе необходимо для каждого атома в составе иона определить количество протонов, нейтронов и электронов, а затем сложить их.

• Число протонов ($p^{+}$) равно порядковому номеру ($Z$) элемента в периодической системе.
• Число нейтронов ($n^{0}$) равно разности между массовым числом ($A$, указано в виде верхнего индекса) и числом протонов: $n^{0} = A - Z$.
• Число электронов ($e^{-}$) в ионе определяется общим числом протонов и зарядом иона ($q$). Для аниона (отрицательный заряд) число электронов равно $e^{-} = \Sigma Z - q$.

а) $^{79}\text{Br}^{-}$

Дано:

Ион $^{79}\text{Br}^{-}$.

Атомный номер брома (Br) $Z = 35$.

Массовое число изотопа $A = 79$.

Заряд иона $q = -1$.

Найти:

Суммарное число элементарных частиц.

Решение:

1. Число протонов ($p^{+}$) равно атомному номеру элемента:

$p^{+} = Z = 35$

2. Число нейтронов ($n^{0}$) вычисляется как разность массового числа и числа протонов:

$n^{0} = A - Z = 79 - 35 = 44$

3. Число электронов ($e^{-}$) в ионе определяется числом протонов и зарядом иона. Так как заряд иона равен -1, он содержит на один электрон больше, чем протонов:

$e^{-} = Z - q = 35 - (-1) = 36$

4. Суммарное число элементарных частиц равно сумме числа протонов, нейтронов и электронов:

Сумма = $p^{+} + n^{0} + e^{-} = 35 + 44 + 36 = 115$

Ответ: 115.

б) $^{32}\text{S}^{2-}$

Дано:

Ион $^{32}\text{S}^{2-}$.

Атомный номер серы (S) $Z = 16$.

Массовое число изотопа $A = 32$.

Заряд иона $q = -2$.

Найти:

Суммарное число элементарных частиц.

Решение:

1. Число протонов: $p^{+} = Z = 16$.

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

3. Число электронов (заряд -2): $e^{-} = Z - q = 16 - (-2) = 18$.

4. Суммарное число частиц: Сумма = $p^{+} + n^{0} + e^{-} = 16 + 16 + 18 = 50$.

Ответ: 50.

в) $^{15}\text{N}^{3-}$

Дано:

Ион $^{15}\text{N}^{3-}$.

Атомный номер азота (N) $Z = 7$.

Массовое число изотопа $A = 15$.

Заряд иона $q = -3$.

Найти:

Суммарное число элементарных частиц.

Решение:

1. Число протонов: $p^{+} = Z = 7$.

2. Число нейтронов: $n^{0} = A - Z = 15 - 7 = 8$.

3. Число электронов (заряд -3): $e^{-} = Z - q = 7 - (-3) = 10$.

4. Суммарное число частиц: Сумма = $p^{+} + n^{0} + e^{-} = 7 + 8 + 10 = 25$.

Ответ: 25.

г) $^{17}\text{O}^{2}\text{H}^{-}$

Дано:

Ион $^{17}\text{O}^{2}\text{H}^{-}$.

Состоит из:

- 1 атом изотопа $^{17}\text{O}$: $A_O = 17$, $Z_O = 8$.

- 1 атом изотопа $^{2}\text{H}$ (дейтерий): $A_H = 2$, $Z_H = 1$.

Заряд иона $q = -1$.

Найти:

Суммарное число элементарных частиц.

Решение:

1. Общее число протонов ($p^{+}_{total}$) равно сумме протонов всех атомов:

$p^{+}_{total} = Z_O + Z_H = 8 + 1 = 9$

2. Общее число нейтронов ($n^{0}_{total}$) равно сумме нейтронов всех атомов:

$n^{0}_O = A_O - Z_O = 17 - 8 = 9$

$n^{0}_H = A_H - Z_H = 2 - 1 = 1$

$n^{0}_{total} = n^{0}_O + n^{0}_H = 9 + 1 = 10$

3. Общее число электронов ($e^{-}_{total}$) определяется общим числом протонов и зарядом иона:

$e^{-}_{total} = (Z_O + Z_H) - q = 9 - (-1) = 10$

4. Суммарное число элементарных частиц:

Сумма = $p^{+}_{total} + n^{0}_{total} + e^{-}_{total} = 9 + 10 + 10 = 29$

Ответ: 29.

д) $^{14}\text{N}^{15}\text{O}_{2}^{-}$

Дано:

Ион $^{14}\text{N}^{15}\text{O}_{2}^{-}$.

Состоит из:

- 1 атом изотопа $^{14}\text{N}$: $A_N = 14$, $Z_N = 7$.

- 2 атома изотопа $^{15}\text{O}$: $A_O = 15$, $Z_O = 8$.

Заряд иона $q = -1$.

Найти:

Суммарное число элементарных частиц.

Решение:

1. Общее число протонов:

$p^{+}_{total} = Z_N + 2 \times Z_O = 7 + 2 \times 8 = 7 + 16 = 23$

2. Общее число нейтронов:

$n^{0}_N = A_N - Z_N = 14 - 7 = 7$

$n^{0}_O = A_O - Z_O = 15 - 8 = 7$

$n^{0}_{total} = n^{0}_N + 2 \times n^{0}_O = 7 + 2 \times 7 = 7 + 14 = 21$

3. Общее число электронов:

$e^{-}_{total} = (Z_N + 2 \times Z_O) - q = 23 - (-1) = 24$

4. Суммарное число элементарных частиц:

Сумма = $p^{+}_{total} + n^{0}_{total} + e^{-}_{total} = 23 + 21 + 24 = 68$

Ответ: 68.

е) $^{13}\text{C}^{15}\text{O}_{3}^{2-}$

Дано:

Ион $^{13}\text{C}^{15}\text{O}_{3}^{2-}$.

Состоит из:

- 1 атом изотопа $^{13}\text{C}$: $A_C = 13$, $Z_C = 6$.

- 3 атома изотопа $^{15}\text{O}$: $A_O = 15$, $Z_O = 8$.

Заряд иона $q = -2$.

Найти:

Суммарное число элементарных частиц.

Решение:

1. Общее число протонов:

$p^{+}_{total} = Z_C + 3 \times Z_O = 6 + 3 \times 8 = 6 + 24 = 30$

2. Общее число нейтронов:

$n^{0}_C = A_C - Z_C = 13 - 6 = 7$

$n^{0}_O = A_O - Z_O = 15 - 8 = 7$

$n^{0}_{total} = n^{0}_C + 3 \times n^{0}_O = 7 + 3 \times 7 = 7 + 21 = 28$

3. Общее число электронов:

$e^{-}_{total} = (Z_C + 3 \times Z_O) - q = 30 - (-2) = 32$

4. Суммарное число элементарных частиц:

Сумма = $p^{+}_{total} + n^{0}_{total} + e^{-}_{total} = 30 + 28 + 32 = 90$

Ответ: 90.