Какое число протонов и нейтронов содержится в элементе x

Какое число протонов и нейтронов содержится в элементе x thumbnail

За это задание ты можешь получить 1 балл. Уровень сложности: базовый.
Средний процент выполнения: 62.5%
Ответом к заданию 19 по физике может быть последовательность цифр, чисел или слов. Порядок записи имеет значение.

Задачи для практики

Задача 1

Определите количество нуклонов в полученном ядре химического элемента в результате реакции $↙{13}↖{27}Al + {}↙{0}↖{1}n → X + ↙{2}↖{4}He$?

Решение

$↙{13}↖{27}Al+{}↙{0}↖{1}n→X+{}↙{2}↖{4}He$. Найдем массовое $A$ и зарядовое $Z$ числа химического элемента: $A=27+1-4=28-4=24, Z=13+0-2=11$. Число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре равняется массовому числу $A$.

Ответ: 24

Задача 2

Радиоактивный изотоп технеция $↙{43}↖{95}Tc$, не обнаруженный в природе, был получен искусственно в результате реакции $↙{42}↖{94}Mo + ↙{1}↖{2}H → {}↙{43}↖{95}Tc + X$. Какая частица (нейтрон, протон, электрон, альфа-частица) выбрасывается? Ответ запишите словом (словами).

Решение

$↙{42}↖{94}Mo+{}↙{1}↖{2}H→{}↙{43}↖{95}Tc+X$. Найдем массовое $A$ и зарядовое $Z$ числа элемента $X$ и на их основе сделаем вывод: $A=94+2-95=1, Z=42+1-43=0$. Значит, неизвестным элементом является нейтрон $↙{0}↖{1}n$.

Ответ: нейтрон

Задача 3

Укажите недостающее обозначение (нейтрон, протон, электрон, альфа-частица) ядерной реакции: $↙{3}↖{7}Li + ↙{1}↖{2}H → {}↙{4}↖{8}Be + X$. Ответ запишите словом (словами).

Решение

$↙{3}↖{7}Li+{}↙{1}↖{2}H→{}↙{4}↖{8}Be+{}↙{Z}↖{A}X$. Найдем массовое $A$ и зарядовое $Z$ числа элемента $X$ и на их основе сделаем вывод: $A=7+2-8=1, Z=3+1-4=0$. Значит, неизвестным элементом является нейтрон $↙{0}↖{1}n$.

Ответ: нейтрон

Задача 4

Сколько протонов и сколько нуклонов содержится в ядре $↙{11}↖{23}Na$?

Решение

В ядре $↙{11}↖{23}Na$: число протонов равно $Z=11$ — зарядовое число; число нуклонов (протонов и нейтронов) равно $A=23$ — массовое число.

Ответ: 1123

Задача 5

Радиоактивный изотоп урана $↙{92}↖{238}U$ претерпевает 2α-распада и 2β-распада. Укажите массовое и зарядовое число образовавшегося ядра изотопа тория.

Решение

Решение:

Запишем уравнение ядерной реакции:

$↙{92}↖{238}U⇄{}↙{90}↖{230}x+2{}↙{2}↖{4}He+2{}↙{1}↖{0}e$.

Альфа-распад это $↙{2}↖{4}He$, а β-распад это $↙{-1}↖{0}e$.

Ответ: 23090

Задача 6

Какой заряд Z будет иметь ядро элемента, получившееся из ядра изотопа $↙{92}↖{238}U$ после трёх α-распадов и одного β-распада?

Решение

Решение:

$↙{92}↖{238}U⇄{}↙{87}↖{225}x+3{}↙{2}↖{4}He+{}↙{1}↖{0}e$, $Z=87$ у ядра элемента.

Ответ: 87

Задача 7

Определите, сколько протонов и нейтронов входит в состав ядра атома $↙{88}↖{226}Ra$?

Решение

Число $p$(протонов)$=Z=88$ для $Ra$(радия).

Число $n$(нейтронов)$=A-Z=226-88=138$.

Ответ: 88138

Задача 8

Определите, сколько протонов и нейтронов входит в состав ядра атома $↙{42}↖{98}Mo$?

Решение

Решение:

$↙{42}↖{98}Mo$ Число протонов равно числу электронов $Z=42$.

Число нейтронов $A-Z=98-42=56$.

Ответ: 4256

Задача 9

Определите элемент, получившийся в ходе α-распада. $↙{92}↖{235}U → {}↙{Z}↖{A}X + {}↙{2}↖{4}He$.

Решение

Запишем ядерную реакцию:

$↙{92}↖{235}U→{}↙{90}↖{231}Th+{}↙{4}↖{2}He$ — по таблице Менделеева определим элемент.

Ответ: Th

Задача 10

Какой ещё частицей сопровождается деление изотопа урана $↙{92}↖{236}U$, если одним из осколков является ядро цезия $↙{90}↖{232}Cs$?

Решение

Составим уравнение радиоактивного распада $↙{92}↖{236}U⇄{}↙{90}↖{232}Cs+{}↙{2}↖{4}He$ ($α$-частица).

Ответ: альфачастица

Задача 11

При бомбардировке америция $↙{95}↖{243}Am$ атомами изотопа кислорода был получен новый элемент лоуренсий. Найдите число x нейтронов, являющихся продуктом реакции $↙{95}↖{243}Am + {}↙{8}↖{18}O = {}↙{103}↖{256}Lr + x · n$.

Решение

Для находения числа нейтронов решим реакцию относительно атомного числа: $|256-243-18|={5}/{1}=5$ нейтронов.

Ответ: 5

Задача 12

Период полураспада изотопа натрия N a равен 2,6 года. Если изначально было 104 г этого изотопа, то сколько примерно его будет через 5,2 года? Ответ выразите в (г).

Решение

Дано:

$T_п=2.6$года

$m_0=104$г

$t=5.2$года

$m_к-?$

Решение:

За время $t=5.2$ пройдет два периода полураспада, тогда масса начальная $m_0$ уменьшится в 4 раза $m_к={m_0}/{4}={104}/{4}=26$г.

Ответ: 26

Задача 13

При β-распаде заряд радиоактивного ядра увеличивается на … Ответ выразить в 10−19 Кл.

Решение

Дано:

$β$ — распад

$∆Q-?$

Решение:

$↙{Z}↖{A}x→{}↙{Z+1}↖{A}Y+{}↙{-1}↖{0}e$

Форму $β$ распада говорит о том, что заряд увеличился на 1 зард электрона, который равен $1.6·10^{-19}$Кл.

Ответ: 1.6

Задача 14

Ядро некоторого элемента состоит из 83 протонов и 131 нейтрона. Сколько нейтронов будет содержаться в ядре, образовавшемся из исходного после испускания одной α-частицы и трёх β-частиц?

Решение

Запишем уравнение данной реакции: $↙{83}↖{214}X-{}↙{2}↖{4}α-3{}↙{-1}↖{0}β→{}↙{Z}↖{A}Y$, где $X$ — исходный элемент, $Y$ — образовавшийся элемент. Найдем зарядовое число элемента $Y$: $Z=83-2-3·(-1)=83-2+3=84$. Найдем массовое числоэлемента $Y$: $A=214-4-3·0=210$. Тогда число нейтронов $N$ в ядре элемента $Y$ равно: $N=A-Z=210-84=126$.

Ответ: 126

Задача 15

Масса ядра дейтерия $↙{1}↖{2}H$ на 3,9 · 10−30 кг меньше суммы масс нейтрона и протона. Какая энергия выделяется в ядерной реакции $↙{1}↖{1}p +{}↙{0}↖{1}n → {}↙{1}↖{2}H$? Ответ округлите до десятых. Ответ выразите в (МэВ).

Решение

Дано:

$∆m=3.9·10^{-30}кг$

$с=3·10^{8}м/с$

$∆E-?$

Решение:

Запишем уравнение: $↙{1}↖{1}p+{}↙{0}↖{1}n→{}↙{1}↖{2}H+∆E$(1), где $∆E$ — выделяющаяся энергия.

По уравнению Эйнштейна: $∆E=mc^2$(2), где С — скорость света в вакууме. Учитывая, что $1эВ=1.6·10^{-19}Дж$, найдем $∆E: ∆E=∆mc^2={3.9·10^{-30}·9·10^{16}}/{1.6·10^{-19}}=2.19·10^{6}эВ≈2.2МэВ$

Ответ: 2.2

Задача 16

Ядро урана $↙{92}↖{235}U$, захватив нейтрон, делится на два осколка $↙{55}↖{140}Cs$ и $↙{37}↖{94}Rb$. Сколько нейтронов выделяется в такой ядерной реакции деления?

Читайте также:  Какой элемент больше всего содержится в нашем организме
Решение

$↙{92}↖{235}U+{}↙{1}↖{0}n→{}↙{55}↖{140}Cs+{}↙{37}↖{94}Rb+?{}↙{1}↖{0}n$. Найдем зарядовое число: $Z=92+0-55-37=0$. Найдем массовое число: $A=235+1-140-94=2$. Так как массовое число у нас получилось $A=2$, а у нейтрона $A=1$, то, значит, в такой ядерной реакции деления выделяется 2 нейтрона.

Ответ: 2

Задача 17

Сколько протонов и сколько нейтронов содержится в ядре $↙{88}↖{226}Ra$?

Решение

$↙{88}↖{226}Ra$. В ядре $↙{88}↖{226}Ra$ зарядовое число $Z=88$, следовательно, число протонов в ядре равно 88, массовое число $A=226$, значит, число нуклонов (протонов и нейтронов) в ядре равно 226. Учитывая, что $A=Z+N$, где $N$ — число нейтронов в ядре, имеем: $N=A-Z=226-88=138$.

Ответ: 88138

Задача 18

Определите массовое и зарядовое числа продукта реакции $↙{7}↖{14}N +↙{0}↖{1}n →↙{6}↖{14}C + X$.

Решение

Дано:

$↙{7}↖{14}N+{}↙{0}↖{1}n→{}↙{6}↖{14}C+X$

$A-?X-?$

Решение:

Воспользуемся законом сохранения заряда: $Z=7+0-6=1$.

Воспользуемся законом сохранения массы: $A=14+1-14=1$.

Ответ: 11

Задача 19

Определите массовое и зарядовое числа продукта реакции $↙{8}↖{18}O +↙{1}↖{1}p →↙{9}↖{18}F + X$.

Решение

Дано:

$↙{8}↖{18}O+{}↙{1}↖{1}p→{}↙{9}↖{18}F+{}↙{Z}↖{A}X$

$A-?X-?$

Решение:

Воспользуемся законом сохранения заряда: $Z=8+1-9=9-9=0$.

Воспользуемся законом сохранения массы: $A=18+1-18=1$.

$A$ — массовое число, $Z$ — зарядовое число.

Ответ: 10

Задача 20

Сколько протонов и сколько нейтронов содержится в ядре никеля $↙{28}↖{59}Ni$?

Решение

Дано:

$↙{28}↖{59}Ni$

$N-?Z-?$

Решение:

$Z=28$ (число протонов равно зарядовому числу Z).

Число нейтронов $N$ равно: $N=A-Z=59-28=31$.

Ответ: 2831

Источник

Протоны, нейтроны и электроны – основные частицы, из которых состоит атом. Протоны заряжены положительно, электроны – отрицательно, а нейтроны и вовсе не имеют заряда.[1] Масса электронов очень мала, а масса протонов и нейтронов практически одинакова.[2] На самом деле, найти в атоме количество протонов, нейтронов и электронов довольно просто, нужно только научиться ориентироваться по периодической таблице химических элементов Д.И.Менделеева.

Как найти чисто протонов, электронов и нейтронов

  1. 1

    Возьмите периодическую таблицу элементов. Это система, в которой элементы организованы в зависимости от их атомной структуры. Цветное одно- или двухбуквенное сокращение – это название элемента в сокращенном виде. В таблице также представлена информация об атомном номере элемента и атомной массе.[3]

    • Таблицу Менделеева можно найти в учебнике по химии или в Интернете.
    • Во время контрольных работ периодическую таблицу обычно предоставляют.
  2. 2

    Найдите в таблице нужный вам элемент. Каждый элемент в таблице располагается под своим номером. Все элементы можно разделить на металлы, неметаллы и метоллоиды (полуметаллы). В этих группах элементы классифицируются еще на несколько групп: щелочные металлы, галогены, инертные газы.[4]

    • Группы (столбцы) и периоды (строки) нужны для систематизации, по ним легко найти нужный вам элемент.
    • Если вы ничего не знаете о нужном вам элементе, просто найдите его в таблице.
  3. 3

    Найдите атомный номер элемента. Атомный номер обозначает число протонов в ядре атома.[5] Атомный номер располагается над символом элемента, обычно в левом верхнем углу клетки. Он покажет вам, сколько протонов содержится в одном атоме элемента.

    • Например, Бор (В) обозначен в таблице под номером 5, поэтому у него 5 протонов.
  4. 4

    Определите количество электронов. Протоны — это положительно заряженные частицы в ядре атома. Электроны представляют собой частицы, которые несут отрицательный заряд. Поэтому когда элемент находится в нейтральном состоянии, то есть его заряд будет равен нулю, число протонов и электронов будет равным.

    • Например, Бор (В) обозначен в таблице под номером 5, поэтому можно смело утверждать, что у него 5 электронов и 5 протонов.
    • Однако если элемент содержит отрицательный или положительный ион, то протоны и электроны не будут одинаковыми. Вам придется вычислить их. Число ионов выглядит как маленький, верхний индекс после элемента.
  5. 5

    Найдите атомную массу элемента. Чтобы найти число нейтронов, вам сначала нужно вычислить атомную массу элемента. Атомная масса – это средняя масса атомов данного элемента, ее нужно рассчитывать. Имейте в виду, что у изотопов атомная масса отличается.[6]. Атомная масса указана под символом элемента.

    • Округляйте атомную массу до ближайшего целого числа. Например, атомная масса бора = 10,811, соответственно, ее можно округлить до 11.
  6. 6

    Вычтите из атомной массы атомный номер. Чтобы определить количество нейтронов, нужно вычесть атомный номер из атомной массы. Помните, что атомный номер — это число протонов, которое вы уже определили.[7]

    • Возьмем наш пример с бором: 11 (атомная масса) – 5 (атомный номер) = 6 нейтронов.

Расчет электронов с присутствующими ионами

  1. 1

    Определите число ионов. Ион — это атом, состоящий из положительно заряженного ядра, в котором находятся протоны и нейтроны, и отрицательно заряженных электронов. Атом несет нейтральный заряд, но заряд может быть положительным и отрицательным из-за электронов, которые атом может отдавать и принимать.[8] Поэтому число протонов в атоме не меняется, а число электронов в ионе может меняться.

    • Электрон несет отрицательный заряд, поэтому если атом отдает электроны, то сам становится заряженным положительно. Когда атом принимает электроны, он становится отрицательно заряженным ионом.
    • Например, у N3- заряд -3, а у Ca2+ заряд +2.
    • Помните, если число ионов не указано в таблице, вам не нужно делать подобные вычисления.
  2. 2

    Вычтите заряд из атомного номера. Если ион положительно заряжен, нужно вычесть из атомного номера заряд. Если у иона положительный заряд, значит, он отдал электроны. Чтобы подсчитать оставшееся число электронов, нужно вычесть заряд от атомного номера. Если ион заряжен положительно, значит, в нем больше протонов, чем электронов.

    • Например, у Ca2+ заряд +2, поэтому можно сказать, что он отдал два электрона. Атомный номер кальция = 20, поэтому у его иона 18 электронов (20-2=18).
  3. 3

    Если ион заряжен отрицательно, чтобы узнать число электронов, нужно добавить заряд к атомному номеру. Потому что ион стал отрицательным из-за того, что принял лишние электроны. Так что нужно просто прибавить заряд к атомному номеру, тогда вы получите число электронов. Разумеется, если ион заряжен отрицательно, то электронов в нем больше, чем протонов.

    • Например, у N3- заряд -3, значит, азот получил три дополнительных электрона. Атомный номер азота 7, поэтому число электронов у азота = 10. (то есть 7+3=10).

Об этой статье

Эту страницу просматривали 667 151 раз.

Была ли эта статья полезной?

Источник

Анонимный вопрос  ·  6 марта 2019

94,4 K

Как известно, атом любого химического элемента состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Ядро атома в свою очередь состоит из положительно заряженных протонов и имеющих нулевой заряд нейтронов.

Как определить количество электронов, протонов и нейтронов в атоме химического элемента? Для этого посмотрим в Периодическую систему элементов Д.И. Менделеева. У каждого химического элемента есть свой порядковый номер — он равен числу протонов (обозначается как «Z») и числу электронов в атоме этого элемента. Кроме того, у каждого элемента есть своя атомная масса (обозначается как «A»), которая так же указывается в таблице рядом с символом элемента. Атомная масса элемента равна сумме числа протонов и числа нейтронов (обозначается как «N») в его ядре, то есть:

A=N+Z

Определяем число нейтронов в атоме (из атомной массы вычитаем число протонов или порядковый номер элемента):

N=A-Z

Для примера возьмём атом хлора (Cl).

Z=17. Значит, протонов и электронов в атоме хлора по 17 штук.

A=35,453. Но ведь число нейтронов не может быть дробным числом! Как быть? В таких случаях атомную массу округляют до ближайшего целого значения, то есть в данном случае до 35 (на самом деле, дробные значения атомных масс связаны с существованием изотопов — разновидностей одного и того же химического элемента, отличающихся друг от друга количеством нейтронов в ядре). Теперь можем найти число нейтронов:

N=A-Z=35-17=18 нейтронов.

А откуда электроны в ядре атома?

Бесконечно ли можно заполнять Таблицу Менделеева новыми элементами?

Химик, футбольный (диванный) эксперт, роцкер, задрот

Нет.

Таблица Менделеева — таблица элементов, которые характеризуются набором электронов вокруг ядра и протонов и нейтронов — в ядре. Электроны притягиваются к ядру, но чем дальше электроны от ядра, тем меньше сила притяжения между ядром и этими электронами. При увеличении числа электронов все легче становится «отвалится» электронам, что приведет к распаду ядра и элемент перестанет существовать.

Есть прогнозы, основанные на квантовой физике и химии, что электроны будут держаться около ядра до тех пор, пока их не станет 172. После — притяжения не будет, элемент существовать не будет вообще. На данный момент синтезируют неустойчивые ядра, существующие доли секунды. Их тоже считают элементами. Но практическое применение их — большой вопрос.

Графит ускоряет ядерную реакцию?

Нет, графит только обладает хорошей способностью замедлять нейтроны. Делящийся нуклид уран-235 лучше всего делится медленными нейтронами. Медленные нейтроны, это такие, чья энергия сопоставима с тепловой энергией движения молекул газа, при рождении же нейтрона его энергия колоссальна и скорость его может достигать сотен тысяч километров в секунду.

Так вот, технически графит не «ускоряет» реакцию, а провоцирует деление, то есть увеличивается энерговыделение за счёт возросшего числа замедленных нейтронов, которые начинают взаимодействовать с ядрами урана-235. Графитовые наконечники ускорили приближение теплового взрыва, но авария была неизбежна, поскольку реактор нечем было охлаждать к моменту аварии и коэффициент размножения в реакторе значительно превышал единицу (отношение числа нейтронов нового поколения к числу нейтронов предыдущего поколения) и реактор в любом случае шёл вразнос.

Среди экономически целесообразных замедлителей наилучшим замедлителем является тяжелая или дейтериевая вода, на втором месте графит и на третьем обычная или легкая вода.

Что такое атомы и частицы?

TutorOnline — одна из крупнейших онлайн-школ. Мы преподаем более 150 предметов. Наша цель…  ·  tutoronline.ru

  1. А́том (от др.-греч. ἄτομος «неделимый») — частица вещества микроскопических размеров и массы, наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Атомы состоят из ядра и электронов (точнее электронного «облака»). Ядро атома состоит из протонов и нейтронов. Количество нейтронов в ядре может быть разным: от нуля до нескольких десятков. Если число электронов совпадает с числом протонов в ядре, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. 2. Хотя слово атом в первоначальном значении обозначало частицу, которая не делится на меньшие части, согласно научным представлениям он состоит из более мелких частиц, называемых субатомными частицами. Атом состоит из электронов, протонов, все атомы, кроме водорода-1, содержат также нейтроны. Электрон является самой лёгкой из составляющих атом частиц с массой 9,11⋅10−31 кг, отрицательным зарядом и размером, слишком малым для измерения современными методами. Эксперименты по сверхточному определению магнитного момента показывают, что размеры электрона не превышают 10−18 м. Протоны обладают положительным зарядом и в 1836 раз тяжелее электрона (1,6726⋅10−27 кг). Нейтроны не обладают электрическим зарядом и в 1839 раз тяжелее электрона (1,6749⋅10−27 кг). При этом масса ядра меньше суммы масс составляющих его протонов и нейтронов из-за явления дефекта массы. Нейтроны и протоны имеют сравнимый размер, около 2,5⋅10−15 м, хотя размеры этих частиц определены плохо. В стандартной модели элементарных частиц как протоны, так и нейтроны состоят из элементарных частиц, называемых кварками. Наряду с лептонами, кварки являются одной из основных составляющих материи. И первые и вторые являются фермионами. Существует шесть типов кварков, каждый из которых имеет дробный электрический заряд, равный +2⁄3 или (−1⁄3) элементарного. Протоны состоят из двух u-кварков и одного d-кварка, а нейтрон — из одного u-кварка и двух d-кварков. Это различие объясняет разницу в массах и зарядах протона и нейтрона. Кварки связаны между собой сильными ядерными взаимодействиями, которые передаются глюонами.

Почему атомная масса хлора представляет собой дробное число?

Дело в том, что относительная атомная масса любого элемента рассчитывается с учётом распространённости в земной коре его стабильных изотопов.

Изотопы — это разновидности атомов одного и того же элемента, которые имеют одинаковый порядковый номер (то есть количество протонов в ядре), но разную атомную массу (то есть разное количество нейтронов в ядре).

Так у хлора стабильны 2 изотопа: Cl-35 (его в земной коре около 75,5%) и Cl-37 (его в земной коре около 24,5%). То есть все стабильные атомы хлора в природе — это атомы Cl-35 и атомы Cl-37.

Относительную атомную массу хлора, которая указана в таблице Менделеева рассчитывают, используя относительные атомные массы его стабильных изотопов:

A(Cl)=35*0.755+37*0.245=35,49

На самом деле, точность атомной массы зависит от точности определения содержания изотопов в земной коре, но значения в любом случае получаются дробные.

Почему в атомах число протонов как правило равно числу нейтронов (за редким исключением)? Какова роль нейтронов в атоме?

phd @ princeton astro | haykh.github.io

Есть полуэмпирическая формула Бете-Вайцзекера, которая выражает энергию связи ядра с атомной и зарядовой массами. Она полуэмпирическая в том смысле, что расчёты делаются с помощью поправок (кулоновских поправок, поправок на поверхностное натяжение, протон нейтронную асимметрию и т.д.) в рамках упрощённой капельной модели ядра. 

Естественно, что наиболее стабильными будут изотопы с максимальной энергией связи (при заданном зарядовом числе). При этом, отношение числа нейтроно N к числу протонов Z будет выражаться через атомную массу А как N / Z = 1 + κ A^(2/3). Т.е. это отношение отклоняется от 1 с ростом A степенным (примерно) законом 2/3. 

Вот, например, диаграмма этой энергии связи для ядер с различным числом протонов/нейтронов. Как видно, для больших A большие энергии связи уже соответствуют не равному числу протонов и нейтронов (отклонение от линии N = Z). Это, конечно, наивная простая модель (часто такие модели в науке называют toy model), но в целом с экспериментом вполне соотносится.

Прочитать ещё 1 ответ

Источник