Ядро любого атома состоит из положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов

Примерное время чтения: 5 минут

В 1913 году датский физик Нильс Бор предложил свою теорию строения атома. За основу он взял планетарную модель атома, разработанную физиком Резерфордом. В ней атом уподоблялся объектам макромира — планетарной системе, где планеты двигаются по орбитам вокруг большой звезды. Аналогично в планетарной модели атома электроны движутся по орбитам вокруг расположенного в центре тяжёлого ядра. 

Бор ввёл в теорию атома идею квантования. Согласно ей, электроны могут двигаться только по фиксированным орбитам, соответствующим определённым энергетическим уровням. Именно модель Бора стала основой для создания современной квантово-механической модели атома. В этой модели ядро атома, состоящее из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов, тоже окружено отрицательно заряженными электронами. Однако согласно квантовой механике, для электрона нельзя определить какую-то точную траекторию или орбиту движения — есть только область, в которой находятся электроны с близким энергетическим уровнем.

Что находится внутри атома?

Атомы состоят из электронов, протонов и нейтронов. Нейтроны были открыты после того, как физиками была разработана планетарная модель атома. Лишь в 1932 году, проводя серию опытов, Джеймс Чедвик обнаружил частицы, не имеющие никакого заряда. Отсутствие заряда подтверждалось тем, что эти частицы никак не реагировали на электромагнитное поле. 

Само ядро атома образуют тяжёлые частицы — протоны и нейтроны: каждая из этих частиц почти в две тысячи раз тяжелее электрона. Протоны и нейтроны также имеют схожие размеры, но протоны обладают положительным зарядом, а нейтроны не имеют заряда вообще. 

В свою очередь, протоны и нейтроны состоят из элементарных частиц, называемых кварками. В современной физике кварки являются самой маленькой, основной частицей материи.

Размеры самого атома во много раз превышают размеры ядра. Если увеличить атом до размеров футбольного поля, то размеры его ядра могут быть сопоставимы с теннисным мячиком в центре такого поля. 

В природе существует множество атомов, различающихся размерами, массой и другими характеристиками. Совокупность атомов одного вида называется химическим элементом. На сегодняшний день известно более ста химических элементов. Их атомы различаются размерами, массой, а также строением.

Электроны внутри атома

Отрицательно заряженные электроны двигаются вокруг ядра атома, образуя своего рода облако. Массивное ядро притягивает электроны, но энергия самих электронов позволяет им «убегать» дальше от ядра. Таким образом, чем больше энергия электрона, тем дальше от ядра он находится.

Значение энергии электронов не может быть произвольным, оно соответствует чётко определенному набору энергетических уровней в атоме. То есть энергия электрона изменяется скачкообразно от одного уровня к другому. Соответственно, и двигаться электрон может только в рамках ограниченной электронной оболочки, соответствующей тому или иному энергетическому уровню — в этом смысл постулатов Бора. 

Получив больше энергии, электрон «перескакивает» в более высокий от ядра слой, потеряв энергию — наоборот, в более низкий слой. Таким образом, облако электронов вокруг ядра упорядочено в виде нескольких «нарезанных» слоев.

История представлений об атоме

Само слово «атом» происходит от греческого «неделимый» и восходит к идеям древнегреческих философов о наименьшей неделимой части материи. В средние века химики убедились в том, что некоторые вещества не могут быть подвергнуты дальнейшему расщеплению на составляющие элементы. Такие наименьшие частицы вещества и получили название атомов. В 1860 году на международном съезде химиков в Германии это определение было официально закреплено в мировой науке.

В конце XIX — начале XX века физиками были открыты субатомные частицы и стало ясно, что атом в действительности не является неделимым. Сразу же были выдвинуты теории о внутреннем строении атома, одной из первых среди которых стала модель Томсона или модель «пудинга с изюмом». Согласно этой модели, маленькие электроны находились внутри массивного положительно заряженного тела — как изюм внутри пудинга. Однако, практические эксперименты химика Резерфорда опровергли эту модель и привели того к созданию планетарной модели атома. 

Развитие планетарной модели Бором наряду с открытием в 1932 году нейтронов сформировало основу для современной теории о строении атома. Следующие этапы в развитии знаний об атоме уже связаны с физикой элементарных частиц: кварков, лептонов, нейтринов, фотонов, бозонов и других.

Смотрите также

Нуклоны – это частицы, входящие в состав атомного ядра. Атомное ядро любого химического элемента состоит из протонов и нейтронов.

Массовое число ($A$) –количество протонов и нейтронов (нуклонов) в ядре атома. Массовое число равно округленному до целого значению массы атомного ядра в а.е.м.

Массовое число равно сумме количества протонов и нейтронов в ядре $A=Z+N$, где  – количество нейтронов в ядре.

Зарядовое число ($Z$) –количество протонов в ядре. Зарядовое число равно сумме зарядов протонов, входящих в состав ядра, выраженной в элементарных электрических зарядах. Элементарный электрический заряд равен заряду электрона. Зарядовое число равно порядковому номеру химического элемента в периодической таблице Менделеева.

Измерения массы атомов показали, что практически все химические элементы имеют изотопы. Изотопы – это атомы одного и того же химического элемента, имеющие одинаковое количество протонов, но отличающиеся количеством нейтронов в ядре.

Решение заданий Открытого банка заданий ФИПИ

1. На рисунке представлен фрагмент Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Используя таблицу, из предложенного перечня выберите два верных утверждения. Укажите их номера.

1) Ядро кислорода с массовым числом 17 содержит 8 нейтронов.
2) Ядро кислорода с массовым числом 17 содержит 9 протонов.
3) При ионизации атома заряд ядра не меняется.
4) Нейтральный атом фтора содержит 9 электронов.
5) Ядро лития с массовым числом 7 содержит 7 нейтронов.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Утверждение 1 — неверно. Порядковый номер кислорода в ПСХЭ Д.И Менделеева — 8, значит ядро кислорода содержит 8 протонов ($Z=8$). Массовое число изотопа — 17 ($A=17$). Количество нейтронов $N=17-8=9$.

Утверждение 2 — неверно. См. предыдущий пункт.

Утверждение 3 — верно. При ионизации состав атомного ядра не меняется, а изменяется количество электронов.

Утверждение 4 — верно. Порядковый номер фтора в ПСХЭ Д.И. Менделеева 9, значит ядро атома фтора содержит 9 протонов. Это означает, что нейтральный атом фтора содержит 9 электронов.

Утверждение 5 — неверно. Массовое число лития равно 7 — это означает что общее количество протонов и нейтронов равно 7.

2. На рисунке представлен фрагмент Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Используя таблицу, выберите из предложенного перечня два верных утверждения. Укажите их номера.

1) Ядро бериллия с массовым числом 10 содержит 10 нейтронов.
2) Ядро бора с массовым числом 10 содержит 6 протонов.
3) При ионизации атома заряд ядра увеличивается.
4) Нейтральный атом азота содержит 7 электронов.
5) Ядро лития содержит 3 протона.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Утверждение 1 — неверно. Порядковый номер бериллия в ПСХЭ Д.И. Менделеева 4, значит ядро атома бериллия содержит 4 протона. Количество нейтронов: 10-4=6.

Утверждение 2 — неверно. Порядковый номер бора в ПСХЭ Д.И. Менделеева 5, значит ядро атома бора содержит 5 протонов.

Утверждение 3 — неверно. При ионизации состав атомного ядра не меняется, а изменяется количество электронов.

Утверждение 4 — верно. Порядковый номер азота в ПСХЭ Д.И. Менделеева 7, значит ядро атома азота содержит 7 протонов. Это означает, что нейтральный атом азота содержит 7 электронов.

Утверждение 5 — верно. Порядковый номер лития в ПСХЭ Д.И. Менделеева 3, значит ядро атома лития содержит 3 протона.

3. На рисунке представлен фрагмент Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Используя данные рисунка, из предложенного перечня утверждений выберите два правильных. Укажите их номера.

1) Радиоактивный  распад  ядра  свинца-187  в  ядро  ртути-183  сопровождается  испусканием альфа-частицы.
2) Радиоактивный  распад  ядра  свинца-212  в  ядро  висмута-212  сопровождается  испусканием протона.
3) Ядро висмута содержит 83 протона.
4) Ядро ртути содержит 80 нейтронов.
5) Ядро золота содержит 197 нейтронов.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Утверждение 1 — верно. При альфа-распаде массовое число уменьшается на 4 (187-183=4), а зарядовое число уменьшается на 2 (82-80=2).

Утверждение 2 — неверно. В случае испускания протона массовое число должно уменьшится на 1. Однако свинец и висмут имеют одинаковую массу ($A=212$).

Утверждение 3 — верно. Порядковый номер висмута в ПСХЭ Д.И. Менделеева 83, значит ядро атома висмута содержит 83 протона.

Утверждение 4 — неверно. Порядковый номер ртути в ПСХЭ Д.И. Менделеева 80, значит ядро атома ртути содержит 80 протонов. Массое число ртути — 201. Количество нейтронов: 201-80=121.

Утверждение 5 — неверно. Массовое число золота равно 197 — это означает что общее количество протонов и нейтронов равно 197.

4. На рисунке представлен фрагмент  Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева.

Используя таблицу, из  предложенного перечня выберите два  верных утверждения. Укажите их номера.

1) В результате бета-распада ядра висмута образуется ядро свинца.
2) В результате альфа-распада ядра полония образуется ядро висмута.
3) Ядро ртути-200 содержит 120 нейтронов.
4) Нейтральный атом свинца содержит 207 электронов.
5) При захвате ядром золота нейтрона зарядовое число ядра не изменится.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Утверждение 1 — неверно. В результате бета-распада зарядовое число увеличивается на 1, т.е. из ядра висмута должно получиться ядро полония.

Утверждение 2 — неверно. В результате альфа-распада зарядовое число уменьшается на 2 единицы, т.е. в результате альфа-распада полония должен получиться свинец.

Утверждение 3 — неверно. Порядковый номер ртути в ПСХЭ Д.И. Менделеева 80, значит ядро атома ртути содержит 80 протонов. Массое число ртути — 200. Количество нейтронов: 200-80=120.

Утверждение 4 — неверно. Порядковый номер свинца в ПСХЭ Д.И. Менделеева 82, значит ядро атома азота содержит 82 протона. Это означает, что нейтральный атом азота содержит 82 электрона.

Утверждение 5 — верно. Нейтрон — нейтральная частица, поэтому при захвате ядром нейтрона заряд едря (и его зарядовое число соответственно) не меняется.

5. Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, представленный на рисунке, определите, сколько нейтронов содержит ядро кислорода с массовым числом 17.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Порядковый номер кислорода в ПСХЭ Д.И Менделеева — 8, значит ядро кислорода содержит 8 протонов ($Z=8$). Массовое число изотопа — 17 ($A=17$). Количество нейтронов $N=17-8=9$.

6. Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, представленный на рисунке, определите, сколько нейтронов содержит ядро бора с массовым числом 11.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Порядковый номер бора в ПСХЭ Д.И Менделеева — 5, значит ядро бора содержит 5 протонов ($Z=5$). Массовое число изотопа — 11 ($A=11$). Количество нейтронов $N=11-5=6$.

7. Используя фрагмент Периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, представленный на рисунке, определите, сколько протонов содержит ядро кислорода с массовым числом 16.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Порядковый номер кислорода в ПСХЭ Д.И Менделеева — 8, значит ядро кислорода содержит 8 протонов ($Z=8$). 

1) 26 протонов, 56 нейтронов
2) 26 протонов, 30 нейтронов
3) 26 нейтронов, 56 протонов
4) 26 нейтронов, 30 протонов

Нажмите, чтобы увидеть решение

Ядро атома железа содержит 26 протонов ($Z=26$). Массовое число изотопа — 56 ($A=56$). Количество нейтронов $N=56-26=30$.

1) 108 нейтронов и 47 протонов
2) 61 нейтрон и 47 протонов
3) 47 нейтронов и 61 протон
4) 47 нейтронов и 108 протонов

Нажмите, чтобы увидеть решение

Зарядовое число серебра — 47, значит ядро атома серебра содержит 47 протонов. Количество нейтронов $N=108-47=61$.

10. Используя фрагмент Периодической системы химических элементов, представленный на рисунке, определите состав ядра бериллия с массовым числом 10.

1) 5 протонов, 5 нейтронов
2) 9 протонов, 10 нейтронов
3) 4 протона, 5 нейтронов
4) 4 протона, 6 нейтронов

Нажмите, чтобы увидеть решение

Порядковый номер бериллия в ПСХЭ Д.И Менделеева — 4, значит ядро бериллия содержит 4 протона ($Z=4$). Массовое число изотопа — 10 ($A=10$). Количество нейтронов $N=10-4=6$.

11. Используя фрагмент Периодической системы химических элементов, представленный на рисунке, определите состав ядра азота с массовым числом 15.

1) 7 протонов, 7 нейтронов
2) 7 протонов, 8 нейтронов
3) 15 протонов, 7 нейтронов
4) 14 протонов, 7 нейтронов

Нажмите, чтобы увидеть решение

Порядковый номер азота в ПСХЭ Д.И Менделеева — 7, значит ядро азота содержит 7 протона ($Z=7$). Массовое число изотопа — 15 ($A=15$). Количество нейтронов $N=15-7=8$.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Зарядовое число кальция — 20, значит ядро атома кальция содержит 20 протонов.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Зарядовое число титана — 22, значит ядро атома кальция содержит 22 протона. Массовое число титана — 50. Количество нейтронов: 50-22=28.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Зарядовое число углерода — 6, значит ядро атома углерода содержит 6 протонов.

Нажмите, чтобы увидеть решение

Зарядовое число полония — 84, значит ядро атома полония содержит 84 протона. Массовое число полония — 206. Количество нейтронов: 206-84=122.

В ядре атома меди 63 частиц из них 29 протонов

В ядре атома меди 63 частицы. Из них 29 протоков, сколько нейтронов и электронов обращается вокруг этого ядра? Помогите пожалуйста))

Ответы и объяснения 1

Дано A=63 Z=29
N=63-29=34 — число нейтронов находятся в ядре
Z=29 — число электронов в нейтральном атоме

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

• Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
• Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
• Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

• Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
• Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
• Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
• Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

В ядре атома меди 63 частиц из них 29 протонов

В ядре атома меди 63 частицы. Из них 29 протоков, сколько нейтронов и электронов обращается вокруг этого ядра? Помогите пожалуйста))

Ответы и объяснения 1

Дано A=63 Z=29
N=63-29=34 — число нейтронов находятся в ядре
Z=29 — число электронов в нейтральном атоме

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

• Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
• Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
• Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

• Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
• Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
• Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
• Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

В ядре атома меди 63 частицы. Из них 29 протоков, сколько нейтронов и электронов обращается вокруг этого ядра? Помогите пожалуйста))

Протонов — 29
Нейтронов — 63-29=34

Дано A=63 Z=29
N=63-29=34 — число нейтронов находятся в ядре
Z=29 — число электронов в нейтральном атоме

електронов столько же сколько и электронов значит 29, и получается 5 нейтронов на счет нейтронов неуверен)

ой первое протоны вместо электроны

Другие вопросы из категории

сопротивление и во сколько раз?(решение нужно. Ответ: второй, в 16 раз)

поднимаеться в бутылку? 2.Поместите открытую пустую пластиковую бутылку на некоторое время в морозильную камеру.Достав её оттуда,переверните и опустите горловиной в сосуд с водой.Какое явление наблюдаете?Объясните это явление.

Читайте также

30? 2.После захвата нейтрона ядро изотопа урана 92U235 превращается в радиоактивный изотоп урана, который после двух последовательных бета-распадов превращается в плутоний. Сколько нейтронов содержит ядро атома плутония? 3.В чем состоит различие между цепной ядерной и термоядерной реакциями? Где может происходить каждая из них? 4.Определите удельную энергию связи ядра атома железа 26Fe56. 5.Какое из радиоактивных излучений не отклоняется магнитным и электрическим полями?

Д.И.Менделеева.Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом:
92U+0n—56Ba+zX+2*0n
где символом zX обозначено ядро атома одного из химических элементов.
Пользуясь законом сохранения заряда и таблицей Д.И.Менделеева,определите,что это за элемент

В ядре атома меди 63 частицы. Из них 29 протоков, сколько нейтронов и электронов обращается вокруг этого ядра? Помогите пожалуйста))

Протонов — 29
Нейтронов — 63-29=34

Дано A=63 Z=29
N=63-29=34 — число нейтронов находятся в ядре
Z=29 — число электронов в нейтральном атоме

електронов столько же сколько и электронов значит 29, и получается 5 нейтронов на счет нейтронов неуверен)

ой первое протоны вместо электроны

Другие вопросы из категории

сопротивление и во сколько раз?(решение нужно. Ответ: второй, в 16 раз)

поднимаеться в бутылку? 2.Поместите открытую пустую пластиковую бутылку на некоторое время в морозильную камеру.Достав её оттуда,переверните и опустите горловиной в сосуд с водой.Какое явление наблюдаете?Объясните это явление.

Читайте также

30? 2.После захвата нейтрона ядро изотопа урана 92U235 превращается в радиоактивный изотоп урана, который после двух последовательных бета-распадов превращается в плутоний. Сколько нейтронов содержит ядро атома плутония? 3.В чем состоит различие между цепной ядерной и термоядерной реакциями? Где может происходить каждая из них? 4.Определите удельную энергию связи ядра атома железа 26Fe56. 5.Какое из радиоактивных излучений не отклоняется магнитным и электрическим полями?

Д.И.Менделеева.Одна из возможных реакций деления урана может быть записана в символическом виде следующим образом:
92U+0n—56Ba+zX+2*0n
где символом zX обозначено ядро атома одного из химических элементов.
Пользуясь законом сохранения заряда и таблицей Д.И.Менделеева,определите,что это за элемент

В ядре атома меди 63 частицы, из них 29 протоков. Сколько нейтронов и электронов обращаеться вокруг этого ядра?

Ну во-первых не протоков, а протонов. У меди 64 частиц.

Если правильно поняла, то электронов = 29, а нейтронов = 35

Если в задании написано, что 63, то тогда нейтронов = 34

4.? (то же что и 3) Вообще-то должны отталкиваться

На детских площадках — качели в виде равноплечего рычага с точкой опоры посередине.

Еще есть Архимедова спираль — в поливных системах , в токарных патронах.

1. Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе за 30 мин, если сила тока в цепи 0,5 А, а напряжение на клеммах двигателя 12 В?Дано: СИ Решение: t= 30 мин 1800 с А= I U t I= 0,5 A A= 0,5 A×12 B×1800 c = 10800 ДжU=12 B A — ? Ответ: А= 10800 Дж

2. Рассчитайте расход энергии электрической лампой , включенной на 10 мин в сеть с напряжением 127 В, если сила тока в лампе 0,5 А.Карточка №2.Решите задачу (дается образец задачи) 1. Электроплитка рассчитана на напряжение 220 В и силу тока 3 А. Определите мощность тока в плитке. Дано: Решение: U=220 B P = U I I= 3 A P= 220 B×3 A = 660 Вт
P — ? Ответ: Р = 660 Вт1.

3 В проводнике сопротивлением 2 Ом сила тока 20 А. Какое количество теплоты выделится в проводнике за 1 мин?Дано: СИ: Формулы: Решение: I = 20 А Q = I2Rt Q = (20 А)2 * 2 Ом * 60 с = 48000 Дж
R = 2 Ом
t = 1 мин 60 с
Найти:
Q
Ответ: Q = 48 к Дж.

4. Электрический паяльник рассчитан на напряжение 12 В силу тока 5 А. Какое количество теплоты выделится в паяльнике за 30 мин работы?Дано: СИ: Формулы: Решение: U = 12 В A = UIt Q = 12 В * 5А * 1800с = 108000 Дж
I = 5А Q = A
T = 30 мин 1800 c Q = UIt
Найти:
Q
Ответ: Q = 108 кДж.

5. Какую работу совершает электрический ток в электродвигателе за 30 мин, если сила тока в цепи 0,5 А, а напряжение на клеммах двигателя 12 В?Дано: СИ Решение: t= 30 мин 1800 с А= I U t I= 0,5 A A= 0,5 A×12 B×1800 c = 10800 ДжU=12 B A — ? Ответ: А= 10800 Дж

Число протонов нейтронов электронов в атоме элемента (Таблица)

Число протонов нейтронов и электронов в атоме химического элемента (изотопа) можно определить, зная порядковый номер элемента в периодической таблице Менделеева и его атомную массу:

— = = порядковый номер элемента

— = атомная масса – число протонов 

Вычислим число нейтронов в атоме на примере кислорода ¹⁶O:

16 – 8 = 8 (в кислороде 8 нейтронов)

Таблица число протонов нейтронов электронов в атоме химического элемента

Справочная таблица содержит список элементов (изотопов) и их число протонов, нейтронов и электронов, а также атомную массу изотопа.

это нестабильные изотопы и с большим периодом полураспада, который равняется возрасту Вселенной.

Атомная физика на ОГЭ. Вся теория и разбор заданий от преподавателя MAXIMUM

Атомная физика — один из труднейших разделов экзамена, а задания по этой теме кочуют из варианта в вариант каждый год. Не пугаемся! Для решения заданий ОГЭ на радиоактивность, распады и ядерные реакции нужно знать лишь самые базовые понятия. Из этой статьи вы узнаете все необходимое — атомная физика на ОГЭ обязательно вам покорится!

В этой статье:

Какие частицы необходимо помнить для сдачи ОГЭКакие ядерные распады нужно знатьАльфа-распадИзотопыБета-распад
Гамма-распадЯдерные реакцииАтомная физика на ОГЭ: что нужно запомнить

Какие частицы необходимо помнить для сдачи ОГЭ

Вспомним, что химические элементы обозначаются в виде ,  где

• X – название химического элемента
• А – массовое число, равное сумме протонов и нейтронов
• Z – зарядовое число, равное числу протонов в ядре

Давайте раз и навсегда узнаем, что скрывается за числами рядом с названием каждого элемента. Рассмотрим пример углерода:

• 6 — это порядковый номер и зарядовое число Z. Таким образом, в ядре атома углерода 6 протонов. Z=6.
• 12,011 — это атомная масса. Мы будем его округлять до 12 и называть массовым числом A, то есть суммой протонов и нейтронов. A=12.
• Получается, в ядре атома углерода 6 протонов и 6 нейтронов.

Какие ядерные распады нужно знать

На ОГЭ часто встречаются три типа распадов: альфа, бета и гамма.

Альфа-распад

α-распад — испускание ядром альфа-частицы. Что это такое? Все просто — так называют ядро атома гелия, то есть частицу из двух протонов и двух нейтронов.

• У нас был элемент X с массовым числом A и с зарядовым числом Z
• Атом испускает альфа-частицу с массовым числом=4 и зарядовым числом=2
• Мы получаем новый элемент с массовым числом=A-4 и зарядовым числом=Z-2

В α-распаде заряд уменьшается на 2, а масса уменьшается на 4.

Самостоятельно подготовиться к ОГЭ непросто. На то, чтобы разобраться со всеми темами, понадобится много времени. Но и это не решит проблему! Например, если вы запомнили какое-то решение из интернета, а оно оказалось неправильным, можно на пустом месте потерять баллы. Если хотите научиться решать все задания ОГЭ по физике, обратите внимание на онлайн-курсы MAXIMUM! Наши специалисты уже проанализировали сотни вариантов ОГЭ и подготовили для вас вас максимально полезные занятия.

Приходите к нам на пробный урок! Вы узнаете всю структуру ОГЭ-2021, разберете сложные задания из первой части, получите полезные рекомендации и узнаете, как устроена подготовка к экзаменам в MAXIMUM. Все это абсолютно бесплатно!

Задача 1

Используя фрагмент Периодической системы элементов Д.И. Менделеева, представленный на рисунке, определите, какое ядро образуется в результате α-распада ядра нептуния-237. 

• Как мы говорили чуть выше, порядковый номер элемента — это, по совместительству, зарядовое число. То есть, количество протонов. Получается, в Нептунии 93 протона.
• У α-частицы количество протонов = 2.
• Посчитаем, чему равно зарядовое число нашего нового элемента: зарядовое число = 93-2 = 91. Взглянув на табличку, находим элемент под номером 91 — Протактиний.

Ответ: 1) Ядро протактиния

Изотопы

Теперь давай обратим внимание на массовые числа нептуния и протактиния. Отличаются ли они на массовое число альфа-частицы — на 4?

Время бить тревогу! Неужели мы что-то напутали и решили задачу неверно? Но нет, оказывается, мы все сделали правильно — ведь у протактиния более 15 изотопов.

Изотопы — это разновидности атомов (и ядер) какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковое зарядовое число, но разные массовые числа. 

Например, изотопы азота:

Задача 2

Ядро тория   превратилось в ядро радия . Какую частицу испустило при этом ядро тория?

1. нейтрон
2. протон
3. альфа-частицу
4. бета-частицу

• Сверху находится массовое число — масса частицы. Вычтем из массы Тория массу Радия: 230-226=4. Получили массу неизвестной частицы.
• Снизу находится зарядовое число — это заряд не­из­вест­ной частицы. Вычтем из заряда Тория заряд Радия: 90-88=2. Получили заряд неизвестной частицы.
• Итого: массовое число = 4. Зарядовое число = 2
• Взглянем на табличку самых распространенных частиц. 

Вуаля! Наша незнакомка — это альфа-частица — частица с двумя протонами и двумя нейтронами.

Ответ: 3) альфа-частица

Бета-распад

β-распад — испускание ядром бета-частицы. Бета-частицей называют электрон. Посмотрим в списке основных частиц наверху, чему равны массовое и зарядовое число бета-частицы (электрона).

• У нас был элемент X с массовым числом A и с зарядовым числом Z
• Атом испускает бета-частицу с массовым числом=0 и зарядовым числом=-1
• Мы получаем новый элемент с прежним массовым числом=A и зарядовым числом=Z+1

В β-распаде заряд увеличивается на 1, а масса не меняется.

Задача 3

Изо­топ крип­то­на в ре­зуль­та­те серии рас­па­дов пре­вра­тил­ся изо­топ мо­либ­де­на . Сколь­ко β-частиц было ис­пу­ще­но в этой серии рас­па­дов?

• Обозначим количество испущенных β-частиц за N
• Зарядовое число криптона до серии β-распадов равнялось 36
• Зарядовое число молибдена после серии β-распадов 42
• Тогда 42-36=6 β распадов

Ответ: было испущено 6 β распадов

Задача 4

Радиоактивный атом превратился в атом в результате цепочки альфа- и бета-распадов. Чему было равно число альфа- и бета-распадов?

Эта задача требует максимальной концентрации — многие школьники ее решают неверно. Давайте разберем правильный подход к этой задаче.

• Для начала рассмотрим альфа-распады 

• Добьемся, чтобы массовое число изменилось с 232 до 208. Для этого производим альфа-распады, вычитая 4 из массового числа и 2 из зарядового числа.

• Получили элемент с массовым числом=208 и зарядовым числом=78. Для этого мы произвели 6 альфа распадов.

• Теперь перейдем к бета-распадам. Бета-распады влияют только на зарядовое число.

• Добьемся того, чтобы зарядовое число изменилось с 78 до 82.

• Получили элемент с массовым числом = 208 и зарядовым числом = 82. Для этого мы произвели 4 бета распада.

Ответ: 6 альфа распадов и 4 бета распада.

Гамма-распад

γ-частицы — это излучение, а γ-распад — испускание ядром гамма-излучения. Пожалуй, это самый простой распад, потому что он ничего не меняет.

Элемент X до распада и элемент Y после распада — это одно и то же.

На ОГЭ ученики часто попадают в ловушки экзамена, считая, что γ-излучение меняет элемент. Но это совсем не так! Какой элемент был до гамма-распада, такой и останется.

При γ-распаде заряд и масса не меняются.

Ядерные реакции

Атомная физика на ОГЭ включает в себя не только распады, но и ядерные реакции. Ядерные реакции происходят при столкновении ядер или элементарных частиц с другими ядрами. В результате изменяется массовое и зарядовое число элементов, появляются новые частицы.

Во всех ядерных реакциях работает очень простой лайфхак: при протекании ядерной реакции сохраняется суммарное массовое число  и суммарный заряд.

Сумма масс слева равна сумме масс справа: A₁+A₂=A₃+A₄.

Сумма зарядов слева равна сумме зарядов справа: Z₁+Z₂=Z₃+Z_4.

Сразу же закрепим эти правила на практике.

Задача 5

В результате столкновения ядра урана с частицей X произошло деление урана, описываемое реакцией:

Определите зарядовое и массовое числа частицы X, с которой столкнулось ядро урана.

• Сначала разберемся с массовым числом. Используем лайфхак: то, что слева, равно тому, что справа.
• Также заметим, что у нас 3 нейтрона. Получается, нам нужно умножить массовое число нейтрона на 3.
• С гамма-частицей разобраться легко — как мы показали ранее, она ни на что не влияет.

A+235 = 133+139+3*1

• Теперь настал черед зарядового числа.

Z+92 = 36+56+3*0

Ответ: получили элемент X c массовым числом 40 и зарядовым числом 0.

Атомная физика на ОГЭ: что нужно запомнить

• В α-распаде заряд уменьшается на 2, а масса уменьшается на 4.
• α-частица — это ядро атома гелия. α-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов.
• В β-распаде заряд увеличивается на 1, а масса не меняется.
• β-частица — это электрон.
• В γ-распаде заряд и масса не меняются.
• γ-частица — это порция электромагнитного излучения.
• Изотопы — это разновидности атомов (и ядер) какого либо химического элемента, которые имеют одинаковое зарядовое число, но разные массовые числа. 
• В ядерных реакциях сохраняется суммарное массовое число и суммарный заряд.

Теперь вы знаете, как решать задания на ядерные распады и реакции! Надеюсь, атомная физика на ОГЭ стала для вас намного понятнее. Если хотите разобраться в остальных темах по физике и не только, обратите внимание на наши онлайн-курсы. Уже более 150 тысяч выпускников подготовились с нами к ОГЭ и ЕГЭ. Кстати, у меня на курсах MAXIMUM тоже можно поучиться! Приходите на бесплатный пробный урок, чтобы познакомиться с нашей образовательной системой и узнать массу полезного про ОГЭ.

`

Лайфхаки экзамена