Все изотопы одного элемента имеют одинаковый заряд ядра, то есть число протонов в ядре. Он численно равен порядковому (атомному) номеру Z элемента в таблице Менделеева. Поскольку атом в целом не заряжен (электрически нейтрален), то число протонов в атоме равно числу электронов. Строение электронных оболочек у всех изотопов одного элемента одинаковое. Поэтому и химические свойства у изотопов одного элемента одинаковые. Изотопы отличаются только числом нейтронов в ядре N. Соответственно, они отличаются атомной массой A (так как A=Z+N). Отличия в атомной массе приводят к разнице в физических свойствах изотопов одного элемента - в самой массе, в плотности, температурах кипения и плавления элементов. Но как правило, эти отличия невелики. А вот по к радиоактивному распаду изотопы обычно сильно отличаются . Некоторые изотопы одного и того же вещества не распадаются (стабильны), некоторые распадаются с длительным периодом полураспада - от годов до миллионов лет, некоторые - короткоживущие изотопы с периодами полураспада порядка дней, часов или долей секунд.
Возвращаясь к нашей задаче, можно сказать, что у изотопов ₊₆¹²C и ₊₆¹³C одинаковый заряд ядра (число протонов, Z=6), но разное число нейтронов N: у ₊₆¹²C - 6 нейтронов (N = A-Z = 12-6=6 ), атомная масса A= 12 а у ₊₆¹³C - 7 нейтронов (N = A-Z = 13-6 = 7), атомная масса А=13 Оба изотопа ₊₆¹²C и ₊₆¹³C - стабильные (не радиоактивные). (Они отличаются по спину и четности ядра, но это за пределами школьного курса) Содержание этих изотопов в природном углероде: ¹²С - 98,93 % и ¹³С - 1,07 % Строение электронных оболочек и число электронов одинаковое. Одинаковы и химические свойства.
Дано: m (CxHy) = 0,31г m(CO2) = 0,66 г m(H2O) = 0,36 г D(Н2) = 30 Найти: CxHy Решение: M(в-ва) = D(Н2) ∙ M(Н2)= 2 ∙30 = 60 0,31 г 0,66 г 0,36 г CxHy + O2 = xCO2 + y/2H2O 71,68 г х∙ 44 г 9 ∙ у 0,31 г 0,66 г 60 г х∙44 г х = 60 г ∙ 0,66 г\ 0,31г ∙ 44 г = 2,9 ≈ 3 0,31 г 0,36 г 60 г 9 ∙ у г у = 60 г ∙ 0,36 г\ 0,31г ∙ 9 г = 7,5 ≈ 8 х: y = 3:8 = CxHy = C3H8 ответ: C3H8 (пропан) При сжигании 28 л газа, было получено 84 л углекислого газа и 67,5 г воды. Плотность газа по водороду составляет 21. Выведите молекулярную формулу газа. Дано: V (CxHy) = 28л V(CO2) = 84 л m(H2O) = 67,5 г D(Н2) = 21 Найти: CxHy Решение: M(в-ва) = D(Н2) ∙ M(Н2)= 2 ∙21 = 42г\моль m(CxHy) = V\Vm ∙ M = 28 л\ 22,4 л\моль ∙ 42г\моль = 52,5г 52,5 г 84 л 67,5 г CxHy + O2 = xCO2 + y/2H2O 42 г х∙ 22,4 л 9 ∙ у 52,5 г 84 л 42 г х∙22,4 л х = 42 г ∙ 84 л \52,5г ∙ 22,4 л = 3 52,5 г 67,5 г 42 г 9 ∙ у г у = 42 г ∙ 67,5 г\ 52,5г ∙ 9 г = 6 х: y = 3:6 = CxHy = C3H6 ответ: C3H6 При сжигании 2,5 г вещества выделяется 8, 46 г оксида углерода (IV) и 1,73 г воды. Масса 1 л при н.у. составляет 3,48 г. Определите молекулярную и структурную формулу вещества. Дано: m (CxHy) = 2,5 г m(CO2) = 8,46 г m(H2O) = 1,73 г ρ(CxHy) = 3,48 г\л Найти: M(CxHy) Решение: Mr (в-ва) = ρ (н.у) ∙ Vm = 3,48 г\л ∙22,4 л = 78 г 2,5 г 8,46 г 1,73 г CxHy + O2 = xCO2 + y/2H2O 78 г х∙ 44 г 9 ∙ у 2,5 г 8,46 г 78 г х∙44 г х = 78 г ∙ 8,46 г\ 2,5г ∙ 44 г = 5,9 ≈ 6 2,5 г 0,36 г 78 г 9 ∙ у г у = 78 г ∙ 0,36 г\ 2,5г ∙ 9 г = 5,9 ≈ 6 х: y =6:6 = CxHy = C6H6 ответ: C6H6 (бензол)
Изотопы отличаются только числом нейтронов в ядре N. Соответственно, они отличаются атомной массой A (так как A=Z+N).
Отличия в атомной массе приводят к разнице в физических свойствах изотопов одного элемента - в самой массе, в плотности, температурах кипения и плавления элементов. Но как правило, эти отличия невелики. А вот по к радиоактивному распаду изотопы обычно сильно отличаются . Некоторые изотопы одного и того же вещества не распадаются (стабильны), некоторые распадаются с длительным периодом полураспада - от годов до миллионов лет, некоторые - короткоживущие изотопы с периодами полураспада порядка дней, часов или долей секунд.
Возвращаясь к нашей задаче, можно сказать, что у изотопов ₊₆¹²C и ₊₆¹³C одинаковый заряд ядра (число протонов, Z=6), но разное число нейтронов N:
у ₊₆¹²C - 6 нейтронов (N = A-Z = 12-6=6 ), атомная масса A= 12
а у ₊₆¹³C - 7 нейтронов (N = A-Z = 13-6 = 7), атомная масса А=13
Оба изотопа ₊₆¹²C и ₊₆¹³C - стабильные (не радиоактивные).
(Они отличаются по спину и четности ядра, но это за пределами школьного курса)
Содержание этих изотопов в природном углероде: ¹²С - 98,93 % и ¹³С - 1,07 %
Строение электронных оболочек и число электронов одинаковое. Одинаковы и химические свойства.
m (CxHy) = 0,31г
m(CO2) = 0,66 г
m(H2O) = 0,36 г
D(Н2) = 30
Найти: CxHy
Решение: M(в-ва) = D(Н2) ∙ M(Н2)= 2 ∙30 = 60
0,31 г 0,66 г 0,36 г
CxHy + O2 = xCO2 + y/2H2O
71,68 г х∙ 44 г 9 ∙ у
0,31 г 0,66 г
60 г х∙44 г
х = 60 г ∙ 0,66 г\ 0,31г ∙ 44 г = 2,9 ≈ 3
0,31 г 0,36 г
60 г 9 ∙ у г
у = 60 г ∙ 0,36 г\ 0,31г ∙ 9 г = 7,5 ≈ 8
х: y = 3:8 = CxHy = C3H8
ответ: C3H8 (пропан)
При сжигании 28 л газа, было получено 84 л углекислого газа и 67,5 г воды. Плотность газа по водороду составляет 21. Выведите молекулярную формулу газа.
Дано:
V (CxHy) = 28л
V(CO2) = 84 л
m(H2O) = 67,5 г
D(Н2) = 21
Найти: CxHy
Решение: M(в-ва) = D(Н2) ∙ M(Н2)= 2 ∙21 = 42г\моль
m(CxHy) = V\Vm ∙ M = 28 л\ 22,4 л\моль ∙ 42г\моль = 52,5г
52,5 г 84 л 67,5 г
CxHy + O2 = xCO2 + y/2H2O
42 г х∙ 22,4 л 9 ∙ у
52,5 г 84 л
42 г х∙22,4 л
х = 42 г ∙ 84 л \52,5г ∙ 22,4 л = 3
52,5 г 67,5
г 42 г 9 ∙ у г
у = 42 г ∙ 67,5 г\ 52,5г ∙ 9 г = 6
х: y = 3:6 = CxHy = C3H6
ответ: C3H6
При сжигании 2,5 г вещества выделяется 8, 46 г оксида углерода (IV) и 1,73 г воды. Масса 1 л при н.у. составляет 3,48 г. Определите молекулярную и структурную формулу вещества.
Дано:
m (CxHy) = 2,5 г
m(CO2) = 8,46 г
m(H2O) = 1,73 г
ρ(CxHy) = 3,48 г\л
Найти: M(CxHy)
Решение: Mr (в-ва) = ρ (н.у) ∙ Vm = 3,48 г\л ∙22,4 л = 78 г
2,5 г 8,46 г 1,73 г
CxHy + O2 = xCO2 + y/2H2O
78 г х∙ 44 г 9 ∙ у
2,5 г 8,46 г
78 г х∙44 г
х = 78 г ∙ 8,46 г\ 2,5г ∙ 44 г = 5,9 ≈ 6
2,5 г 0,36 г
78 г 9 ∙ у г
у = 78 г ∙ 0,36 г\ 2,5г ∙ 9 г = 5,9 ≈ 6
х: y =6:6 = CxHy = C6H6
ответ: C6H6 (бензол)