Номер 420, страница 84 - гдз по химии 9 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

420. Определите число элементарных частиц (протонов, нейтронов и электронов) в молекуле $HNO_3$ и ионе $NO_3^-$.

Дано:

Молекула азотной кислоты: $HNO_3$

Нитрат-ион: $NO_3^-$

Найти:

Число протонов ($p^+$), нейтронов ($n^0$) и электронов ($e^-$) для каждой частицы.

Решение:

Для определения числа элементарных частиц необходимо знать состав атомов, из которых состоят молекула и ион. Число протонов ($p^+$) в ядре атома равно его порядковому номеру ($Z$). Число нейтронов ($n^0$) вычисляется как разность между массовым числом ($A$) и порядковым номером ($n^0 = A - Z$). В нейтральном атоме число электронов ($e^-$) равно числу протонов.

Используем данные для наиболее распространенных изотопов:

• Атом водорода ($^{1}_{1}H$): $Z=1$, $A=1$. Содержит 1 протон, $1-1=0$ нейтронов, 1 электрон.
• Атом азота ($^{14}_{7}N$): $Z=7$, $A=14$. Содержит 7 протонов, $14-7=7$ нейтронов, 7 электронов.
• Атом кислорода ($^{16}_{8}O$): $Z=8$, $A=16$. Содержит 8 протонов, $16-8=8$ нейтронов, 8 электронов.

в молекуле HNO₃

Молекула азотной кислоты ($HNO_3$) состоит из одного атома водорода, одного атома азота и трех атомов кислорода. Молекула электронейтральна, следовательно, общее число протонов равно общему числу электронов.

Число протонов ($N_{p^+}$):

$N_{p^+} = N_{p^+}(H) + N_{p^+}(N) + 3 \cdot N_{p^+}(O) = 1 + 7 + 3 \cdot 8 = 1 + 7 + 24 = 32$

Число электронов ($N_{e^-}$):

$N_{e^-} = N_{p^+} = 32$

Число нейтронов ($N_{n^0}$):

$N_{n^0} = N_{n^0}(H) + N_{n^0}(N) + 3 \cdot N_{n^0}(O) = 0 + 7 + 3 \cdot 8 = 0 + 7 + 24 = 31$

Ответ: в молекуле $HNO_3$ содержится 32 протона, 31 нейтрон и 32 электрона.

в ионе NO₃⁻

Нитрат-ион ($NO_3^−$) состоит из одного атома азота и трех атомов кислорода. Заряд иона равен -1, что означает, что он содержит на один электрон больше, чем общее число протонов.

Число протонов ($N_{p^+}$):

$N_{p^+} = N_{p^+}(N) + 3 \cdot N_{p^+}(O) = 7 + 3 \cdot 8 = 7 + 24 = 31$

Число электронов ($N_{e^-}$):

$N_{e^-} = N_{p^+} + 1 = 31 + 1 = 32$

Число нейтронов ($N_{n^0}$):

$N_{n^0} = N_{n^0}(N) + 3 \cdot N_{n^0}(O) = 7 + 3 \cdot 8 = 7 + 24 = 31$

Ответ: в ионе $NO_3^−$ содержится 31 протон, 31 нейтрон и 32 электрона.