Как найти нейтроны протоны: Определите количество протонов,нейтронов и электронов в атомах селена,натрия ,меди

Содержание

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2 Решение задач по теме «Расчет количества протонов, нейтронов, электронов в атомах различных химических элементов» | Учебно-методическое пособие по химии (10 класс) по теме:

Практическая работа №2

Решение задач по теме «Расчет количества протонов, нейтронов, электронов в атомах различных химических элементов. Составление электронных конфигураций атомов химических элементов»

Цель: Формирование умений обучающихся записывать электронные конфигурации атомов элементов I-IV периодов и определять элемент по электронной конфигурации атома.

РАЗМИНКА /фронтально/:

1.Укажите, какие частиц входят в состав ядра атома?

1) электроны, протоны и нейтроны 2) только протоны

3) протоны и нейтроны 4) протоны и электроны

2. Укажите, какая характеристика атома определяет химические свойства элемента?

1) атомная масса 2) число нейтронов в ядре

3) электроотрицательность 4) заряд ядра атома

3.Ряд чисел 2,8,5 соответствует распределению электронов по энергетическим уровням атома

алюминия 2) азота 3) фосфора 4) хлора

4.Наиболее ярко выражены неметаллические свойства у 1) Sn 2) Ge 3) Si 4) C

5. Четыре электрона на внешнем энергетическом уровне имеет атом

1) гелия 2) бериллия 3) углерода 4) кислорода

6. Распределение по энергетическим уровням атома хлора соответствует ряд чисел

1) 2, 8, 7 2) 2, 7 3) 2, 8, 5 4) 2, 5

ВАРИАНТ I ВАРИАНТ II

Задание 1. Заполните графы в таблице:

Вариант	Название химического элемента	Электронные формулы	Порядковый номер	Номер периода	Номер группы
I		1s²2s²2p3
II		1s²2s²2p6 3s²3р6

Задание 2. Укажите число протонов, нейтронов и электронов для

атомов представленных ниже изотопов

Изотопы p+ n0 e Изотопы

13 C 15 Cl

55 Mn 17 Cl

97 Mo 59 Co

Задание 3. Назовите химические элементы, а также определите заряды ядер атомов этих элементов, зная распределение электронов по энергетическим уровням: 2, 8, 2; 2, 2; 2, 8, 6. 2, 8, 5; 2; 2, 8, 3 Определите, к какому типу элементов они относятся (металлы или неметаллы).

Вариант I Вариант II

*Задание 4. Электронная формула атома

1s 22s 22p 63s 23p4 1s 22s 22p 63s 23p5

Химический символ и формула водородного соединения этого элемента

1)C и Ch5 3) Si и Sih5

2)O и Н2O 4) S и h3S

S и h3S 3) P и Ph4
N и Nh4 4) As и Ash4

**Задание 5. Определите число электронов в ионах:

1) Na + , 2) Cl -, 3) Mg +2 , 4) S -2 1) F -, , 2) Ca +2 , 3) O -2 , 4) Li +

Запишите электронные формулы этих ионов.

Домашнее задание:

Составить электронные формулы элементов IV периода.

Распады нейтрона указали на существование темной материи

^{Физики из Калифорнийского университета в Сан-Диего предложили объяснить с помощью темной материи расхождение между «бутылочными» и «пучковыми» экспериментами по определению времени жизни свободного нейтрона. Для этого около одного процента распадов нейтронов должно содержать в качестве конечного продукта частицу темной материи, масса которой практически совпадает с массой протона. Статья опубликована в Physical Review Letters, кратко о ней сообщает Physics.}

В связанном состоянии (внутри атомного ядра) нейтроны могут жить неограниченно долго, однако свободные нейтроны быстро распадаются. Как правило, продуктами такого распада выступает протон, электрон и электронное антинейтрино n → p + e⁻ + ν_e^* (так называемый бета-распад), хотя Стандартная модель разрешает и более экзотические процессы, например, радиативный бета-распад или распад с образованием атома водорода. Теоретические оценки на время жизни свободного нейтрона, распадающегося по такому каналу, существенно зависят от величины константы связи аксиального вектора с обычным (axial-vector to vector coupling ratio), которая измерена с относительной погрешностью около 0,2 процента. Это мешает точно оценить время жизни нейтрона. В настоящее время теоретические расчеты предсказывают продолжительность жизни от 875 до 891 секунды, то есть порядка 15 минут.

С другой стороны, время жизни нейтрона можно измерить напрямую, причем сразу двумя легко реализуемыми на практике способами. В первом типе экспериментов ученые охлаждают частицы до низкой температуры, помещают их в гравитационную ловушку, напоминающую по своей форме вытянутую бутылку, и измеряют, как число нейтронов в ловушке N зависит от времени. Сравнивая затем измеренную экспериментально зависимость с экспоненциальным законом N ~ exp(−t/τ), можно найти характерное время жизни нейтрона τ = τ^{бутылка}. Во втором типе экспериментов физики получают пучок нейтронов и измеряют, сколько в нем содержится протонов, образовавшихся в результате бета-распада. Это позволяет определить скорость распада, а следовательно, и его характерное время, совпадающее со временем жизни нейтрона τ = τ^пучок.

Проблема заключается в том, что результаты измерений, выполненных различными способами, отличаются почти на десять секунд — в то время как бутылочные эксперименты дают значение τ = 879,6±0,6 секунд, эксперименты с пучками приводят к заметно большему значению τ = 888±2 секунды. Таким образом, расхождение между этими результатами достигает 4σ. Причинами подобного расхождения могут быть как систематические ошибки, упущенные из виду сразу несколькими группами экспериментаторов, так и фундаментальные механизмы, указывающие на физику за пределами Стандартной модели.

Физики Бартош Форнал (Bartosz Fornal) и Бенджамин Гринштейн (Benjamín Grinstein) предлагают объяснить расхождение между результатами различных экспериментов с помощью темной материи. В самом деле, в «пучковом» способе предполагается, что в результате распада сто процентов нейтронов превращается в протоны плюс еще какие-нибудь менее массивные частицы (фотоны, нейтрино и так далее). Если же небольшая часть этих распадов будет происходить по «невидимому» каналу, то есть будет содержать в качестве конечных продуктов частицу темной материи, очень слабо взаимодействующую с веществом, то скорость распада и рассчитанное на ее основе время жизни надо будет немного подкорректировать. Грубо говоря, при наличии «невидимого» канала скорость распада занижается, и экспериментаторам кажется, будто нейтроны живут немного дольше. Если точнее, истинное время жизни можно восстановить, если умножить время τ^пучок на отношение Br между числом реакций с участием частиц Стандартной модели и полным числом реакций (физики называют такое отношение «коэффициентом ветвления», branching ratio). Чтобы увязать результаты «бутылочных» и «пучковых» экспериментов, отношение должно быть примерно равно Br ≈ 0,99, то есть около одного процента распадов должны идти по «невидимому» каналу.

Ученые предлагают два возможных канала распада с участием частиц темной материи. Один из них «невидим» полностью (включает в качестве конечных продуктов только частицы темной материи), а другой «невидим» только частично, то есть помимо массивной частицы темной материи содержит сравнительно легкие частицы Стандартной модели — фотоны, электроны, позитроны и так далее. К сожалению, при введении в теорию подобных каналов становится возможным распад протона, который на практике не наблюдается; тем не менее, физики показали, что такие распады будут запрещены, если масса «невидимой» частицы будет лежать в диапазоне от 937,9 до 939,6 мегаэлектронвольт. Кроме того, дальнейший распад частицы с образованием протона будет невозможен, если ее масса будет меньше, чем 938,8 мегаэлектронвольт. При таком условии время жизни образовавшейся частицы будет довольно большим, что делает ее хорошим кандидатом на роль частицы темной материи.

Наконец, физики более подробно изучили каждый из двух возможных каналов и уточнили параметры частиц, которые в них образуются. Так, например, энергия фотонов, которые рождаются наряду с долгоживущими частицами темной материи в «частично невидимом» канале, лежит в диапазоне от 0,782 до 1,664 мегаэлектронвольт, причем фотоны должны быть монохроматичны (то есть их энергия во всех распадах одинакова). Если же требование долгого времени жизни с частицы снять, нижняя граница на энергию фотонов исчезнет.

Хотя статья физиков в Physical Review Letters вышла только на прошлой неделе, на сайте препринтов arXiv.org она была опубликована еще 3 января 2018 года. Поэтому несколько групп ученых уже успели применить идеи Форнала и Гринштейна в своей работе. В частности, группа исследователей из Америки и Франции уже попытались обнаружить фотоны, которые рождаются в результате «частично невидимых» распадов нейтронов, просканировав диапазон энергий от 0.782 до 1.664 мегаэлектронвольт, — однако им так и не удалось зарегистрировать заметного сигнала, что исключает образование долгоживущих частиц темной материи в ходе распадов. Другие группы рассмотрели, как «невидимые» распады будут сказываться на эволюции нейтронных звезд — оказалось, что если бы такие распады действительно происходили, масса звезд быстро бы уменьшалась. Это противоречит наблюдениям астрономов; следовательно, в нейтронных звездах «невидимые» распады должны быть запрещены. Наконец, еще одна группа ученых показала, что аномально высокое содержание атомов ¹⁰Be в продуктах распада ¹¹Be можно объяснить с помощью тех же самых механизмов, что и при распаде нейтрона.

Пока что ученым так и не удалось поймать в прямом эксперименте частицы темной материи, так что все свидетельства в пользу ее существования носят исключительно гравитационный характер. Вместо этого физики установили очень жесткие ограничения на сечение взаимодействия вимпов с веществом — так, наибольшее возможное значение этого сечения оценивается сейчас величиной порядка 10⁻⁴⁵ квадратных сантиметров. Тем не менее, исследователи не теряют надежды на успех — продолжают совершенствовать существующие экспериментальные установки, разрабатывают новые типы детекторов, ищут частицы темной материи других видов (например, аксионы или темные фотоны), а также предлагают альтернативные способы детектирования частиц.

Дмитрий Трунин

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Как найти количество нейтронов, протонов и электронов для атомов, ионов и изотопов

Обновлено 9 марта 2020 г.

Когда вы пытаетесь найти количество нейтронов, протонов или электронов, которые имеют различные химические вещества, таблица Менделеева — ваш лучший друг. Посмотрите, как использовать периодическую таблицу, а также ядерную нотацию, чтобы найти количество субатомных частиц, связанных с любым химическим веществом.

Чтение Периодической таблицы

Периодическая таблица содержит многое из того, что вам нужно знать о каждом элементе, включая количество электронов, протонов и нейтронов.

Взгляните на запись в периодической таблице для углерода (см. раздел Ресурсы). Какую информацию дает запись об углероде?

1. Самым большим компонентом является химический символ для элемента. Для углерода это C.

2. Над символом находится атомный номер (Z), который равен количеству протонов в ядре и количеству электронов в электронном облаке (при условии, что атом нейтрален). Для углерода Z=6.

3. Под символом указана атомная масса. Хотя это число представляет собой средневзвешенное значение масс всех изотопов элемента, если вы округлите число до ближайшего целого числа, вы найдете массовое число наиболее распространенного изотопа. Для углерода массовое число (М) равно 12. Это число представляет собой сумму числа протонов и нейтронов.

Итак, вы знаете, что у нейтрального атома углерода число электронов равно шести, число протонов равно шести, но каково число нейтронов? Вы можете использовать массовое число, чтобы найти это. Просто возьмите M и вычтите Z. Для углерода это означает, что имеется шесть нейтронов.

Определение количества субатомных частиц в ионах

Ионы образуются, когда атом либо теряет, либо приобретает электроны. Число в надстрочном индексе покажет вам величину этого изменения. Допустим, у вас есть Cl ^—. Сколько электронов, протонов и нейтронов имеет этот ион?

Процесс нахождения этих значений очень похож на то, что было сделано выше. Однако теперь вам нужно учитывать тот факт, что атом не является нейтральным.

Читая периодическую таблицу, вы можете сказать, что хлор имеет 17 протонов и 18 нейтронов (данные M-Z, или 35-17).

Учитывая, что суммарный заряд отрицательный, электронов должно быть больше, чем протонов. Вы можете использовать следующее уравнение:

Подстановка 17 для протонов (p+) и -1 для заряда дает:

Итак:

Таким образом, ион хлора имеет 18 электронов.

Определение количества субатомных частиц в изотопах

Изотопы — это формы одного и того же элемента с разным количеством нейтронов. Количество протонов не может быть изменено, поскольку, как только это число (Z) изменяется, меняется и элемент. Говоря об изотопах, 9Часто бывает полезной ядерная нотация 0017 .

Используя ядерную запись, углерод-12 будет записан как ¹² ₆ C.

Ядерная запись говорит вам о трех вещах:

1. химический символ элемента (C для углерода в примере выше)

2. Массовое число или количество нейтронов и протонов в ядре — это верхний индекс (12 в приведенном выше примере). Массовое число = # нейтронов + # протонов. Подсказка: это число, на которое следует обратить внимание при изучении изотопов.

3. Атомный номер или число протонов (Z) является индексом. Это всегда одно и то же для элемента. (6 для углерода в приведенном выше примере).

Например, углерод-12 будет записан как ¹² ₆ C в ядерной нотации, а изотоп углерода-13 будет записан как ¹³ ₆ C. Тогда сколько электронов, протонов и нейтронов имеет углерод -13 есть?

Число протонов и электронов в нижнем индексе (6).

Чтобы найти количество нейтронов, используйте следующее уравнение:

Подставляя известные вам значения, получаем:

Итак:

У углерода-13 семь нейтронов, а у углерода-12 шесть.

Рассчитайте количество протонов, электронов, нейтронов в броме с атомным номером 35 и массовым числом 80.

Дата последнего обновления: 26 декабря 2022 г. k

Ответ

Проверено

224,7 тыс.+ просмотров

Подсказка: Чтобы ответить на этот вопрос, вы должны вспомнить главу о периодических свойствах и понятии молей, в которой вы сделали преобразования относительно количества молей, количества атомов, количества электронов, протонов и нейтронов. в образце с заданным атомным номером и массовым числом. Во-первых, найди количество протонов и там будет столько же электронов и сумма протонов и нейтронов образует массовое число и ты получишь свои ответы.

Полный пошаговый ответ:
Шаг 1: На этом шаге мы найдем количество протонов данного образца:
Количество протонов образца = Атомный номер элемента = 35
Шаг 2: На этом шаге мы найдем количество электронов данного образца:
Количество электронов образца = количество протонов = 35
Шаг 3: На этом шаге мы найдем количество нейтронов данного образца:

Количество нейтронов образец = (массовое число — атомный номер) элемента
Количество нейтронов в образце = 80 – 35 = 45
Итак, мы получили искомые значения.