Атом и атомное ядро

Теория

Атом и атомное ядро

Атом — не «шарик без начинки». В его центре сидит крошечное, но тяжёлое ядро, а вокруг движутся лёгкие электроны. Почти вся масса атома — в ядре, а размер ядра в десятки тысяч раз меньше самого атома. На ОГЭ по этой теме нужно уметь две вещи: считать частицы в атоме по таблице Менделеева и разбираться с радиоактивным распадом. Обе задачи решаются буквально в одно-два действия — главное не путать буквы.

Главное

• Ядро состоит из протонов (заряд +1) и нейтронов (заряда нет). Вместе их называют нуклонами.
• Z — заряд ядра. Он равен числу протонов и совпадает с порядковым номером элемента в таблице Менделеева.
• A — массовое число, то есть общее число частиц в ядре: A = Z + N, где N — число нейтронов.
• Отсюда число нейтронов: N = A − Z.
• Атом в целом нейтрален, поэтому число электронов в оболочке равно числу протонов: e = Z.
• Изотопы — атомы одного элемента (одинаковый Z), но с разным числом нейтронов (разное A).
• Радиоактивность — самопроизвольный распад нестабильных ядер. Период полураспада T — время, за которое распадается половина имевшихся ядер.
• Если прошло время t, число прошедших периодов n = t/T, и от исходного числа ядер N₀ останется N₀/2ⁿ (после одного периода — 1/2, после двух — 1/4, после трёх — 1/8 и так далее).

Как решать

Задача про состав атома: «Заряд ядра серы равен 16, массовое число изотопа — 32. Сколько протонов в ядре?»

1. Выпиши, что дано: Z = 16, A = 32.
2. Пойми, что спрашивают. Протоны? Это ровно Z = 16. Электроны нейтрального атома? Тоже Z = 16. Нейтроны? Тогда N = A − Z = 32 − 16 = 16.
3. Запиши ответ числом, без единиц измерения.

Задача про распад: «Период полураспада йода-131 — 8 суток. Во сколько раз уменьшится число ядер через 24 суток?»

1. Найди число периодов: n = 24/8 = 3.
2. За каждый период ядер становится вдвое меньше: 1/2 → 1/4 → 1/8.
3. Значит, число ядер уменьшится в 2³ = 8 раз. В развёрнутом ответе обязательно покажи эту цепочку «вдвое за каждый период» — без пояснения балл не дадут.

Ловушки ОГЭ

• Вопрос «сколько нейтронов?» — самый коварный. Нейтроны — это A − Z, а не A и не Z. Прочитай вопрос дважды: протоны, электроны или нейтроны?
• Не думай, что за 3 периода полураспада ядер станет меньше в 3 или в 6 раз. Уменьшение идёт вдвое за каждый период: за 3 периода — в 2·2·2 = 8 раз.
• Распадаются не все ядра «до нуля за два периода»: после каждого периода всегда остаётся половина от предыдущего количества.
• В текстовой задаче не выдавай голый ответ «в 8 раз» — обоснование с периодом полураспада обязательно, это часть оценивания.

Где пригодится

• Задание 11 — состав атома и ядра: протоны, нейтроны, электроны по Z и A.
• Задание 18 — работа с текстом физического содержания: радиоактивный распад и период полураспада с развёрнутым пояснением.

Попробуй решить

Реши задачу этого типа прямо здесь — проверю сразу и покажу разбор:

Разбор заданий