Доля может выражаться простой или десятичной дробью, а также в процентах, например:
НУКЛИД, ИЗОТОП, ДОЛЯ
1.Определите долю протонов в ядре атома . .Определите долю нейтронов в этом ядре.
2.Какова доля нейтронов в ядрах нуклидов
3.Массовое число нуклида равно 27. Доля протонов в нем 48,2%. Нуклидом какого элемента является данный нуклид?
4.В ядре нуклида доля нейтронов 0,582. Определите Z.
5.Во сколько раз масса атома тяжелого изотопа урана 92U, содержащего 148 нейтронов в ядре, больше массы атома легкого изотопа урана, содержащего в ядре 135 нейтронов?
4.4. Количественные характеристики атомов и химических элементов
Из количественных характеристик атома вам уже знакомы массовое число, число нейтронов в ядре, число протонов в ядре и заряд ядра.
Так как заряд протона равен элементарному положительному заряду, то число протонов в ядре (Z) и заряд этого ядра (qя), выраженный в элементарных электрических зарядах, численно равны. Поэтому, как и число протонов, заряд ядра обычно обозначают буквой Z.
Число протонов одинаково для всех нуклидов какого-либо элемента, поэтому оно может использоваться как характеристика этого элемента. В этом случае оно называется атомным номером.
Атомный номер элемента – характеристика химического элемента, равная числу протонов в ядре любого нуклида этого элемента. |
Так как электрон "легче" любого из нуклонов почти в 2000 раз, масса атома (mo) сосредоточена прежде всего в ядре. Ее можно измерять в килограммах, но это очень неудобно.
Например, масса самого легкого атома – атома водорода – равна 1,674.10– 27 кг, и даже масса самого тяжелого из существующих на Земле атомов – атома урана – равна всего лишь 3,952.10– 25 кг. Даже используя самую маленькую десятичную долю грамма – аттограмм (аг), мы получим значение массы атома водорода mo(H) = = 1,674.10– 9 аг. Действительно, неудобно.
Поэтому в качестве единицы измерений масс атомов используется специальная атомная единица массы, для которой знаменитый американский химик Лайнус Полинг (1901 – 1994) предложил название " дальтон" .
Атомная единица массы с точностью, достаточной в химии, равна массе любого нуклона и близка к массе атома водорода, ядро которого состоит из одного протона. В 11-м классе из курса физики вы узнаете, почему она в действительности несколько меньше массы любой из этих частиц. Из соображений удобства измерений атомная единица массы определяется через массу нуклида самого распространенного изотопа углерода.
Дальтон (атомная единица массы) – 1/12 часть массы нуклида 12С. |
Обозначение атомной единицы массы – а. е. м. или Дн.
1Дн = 1,6605655.10– 27 кг ≈ 1,66.10– 27кг.
Если массу атома измеряют в дальтонах, то по традиции ее называют не " масса атома" , а атомная масса. Масса атома и атомная масса – одна и та же физическая величина. Так как речь идет о массе одного атома (нуклида), то ее называют атомной массой нуклида.
Атомная масса нуклида – масса нуклида, выраженная в дальтонах. |
Обозначается атомная масса нуклида буквами Аr с указанием символа нуклида, например:
Аr(16O) – атомная масса нуклида 16O,
Ar(35Cl) – атомная масса нуклида 35Сl,
Ar(27Аl) – атомная масса нуклида 27Аl.
Если у элемента есть несколько изотопов, то этот элемент состоит из нуклидов с разной массой. В природе изотопный состав элементов обычно постоянен, поэтому для каждого элемента можно посчитать среднюю массу атомов этого элемента ():
где D1, D2, ..., Di – доля 1-го, 2-го, ..., i-го изотопа;
m0(1), m0(2), ..., m0(i) – масса нуклида 1-го, 2-го, ..., i-го изотопа;
n – общее число изотопов данного элемента.
Если среднюю массу атомов элемента измеряют в дальтонах, то в этом случае ее называют атомной массой элемента.
Атомная масса элемента – средняя масса атомов элемента в природной смеси изотопов этого элемента, выраженная в атомных единицах массы (дальтонах). |
Обозначается атомная масса элемента так же, как и атомная масса нуклида, буквами Аr, но в скобках указывается не символ нуклида, а символ соответствующего элемента, например:
Аr(O) – атомная масса кислорода,
Аr(Сl) – атомная масса хлора,
Аr(Аl) - атомная масса алюминия.
Так как атомная масса элемента и средняя масса атома этого элемента – одна и та же физическая величина, выраженная в разных единицах измерений, то и формула для вычисления атомной массы элемента аналогична формуле для вычисления средней массы атомов этого элемента:
где D1, D2, ..., Dn – доля 1-го, 2-го, ..., i-того изотопа;
Аr(1), Аr(2), ..., Ar(i) – атомная масса 1-го, 2-го, ..., i-го изотопа;
п – общее число изотопов данного элемента.
АТОМНЫЙ НОМЕР ЭЛЕМЕНТА, МАССА АТОМА (НУКЛИДА),АТОМНАЯ МАССА НУКЛИДА, АТОМНАЯ ЕДИНИЦА МАССЫ, АТОМНАЯ МАССА ЭЛЕМЕНТА
1)Определите число нейтронов N и число электронов N(е– ) в следующих атомах: .
Какова доля протонов в ядре каждого из этих атомов?
2)Изотопами каких элементов являются нуклиды, содержащие в ядре
нейтронов |
5 |
16 |
4 |
1 |
60 |
2 |
146 |
0 |
протонов |
5 |
15 |
3 |
1 |
47 |
1 |
92 |
1 |
Запишите символы этих нуклидов.
3)Какова доля атомов водорода в молекуле воды? На этом примере докажите, что " доля не зависит от порции" , то есть, что доля атомов водорода в любой порции воды равна доле атомов водорода в одной молекуле этого вещества.
4)Какова доля а) атомов кислорода в оксиде азота N2O5; б) атомов серы в серной кислоте? 5)Принимая атомную массу нуклида численно равной массовому числу, рассчитайте атомную массу бора, если природная смесь изотопов бора содержит 19% изотопа 10В и 81% изотопа 11В.