Чтобы определить количество электронов в атоме, нам сначала нужно выяснить, сколько в атоме протонов и нейтронов. Мы знаем, что масса атома составляет 15×10⁻²⁷ кг, а количество нейтронов на единицу больше, чем количество протонов.
Следуем следующим шагам:
- Определим массу одного атома: Для начала, нужно знать, что масса атома в основном определяется массой его протонов и нейтронов, так как масса электронов очень мала по сравнению с ними. Масса одного протона примерно равна 1,67×10⁻²⁷ кг, а масса одного нейтрона также примерно равна 1,67×10⁻²⁷ кг.
- Обозначим количество протонов: Пусть количество протонов в атоме обозначим буквой Z. Поскольку количество нейтронов на единицу больше, то количество нейтронов будет Z + 1.
- Запишем уравнение для массы атома: Общая масса атома может быть выражена как:
масса атома = (количество протонов × масса протона) + (количество нейтронов × масса нейтрона)
Подставим наши обозначения:
15×10⁻²⁷ = (Z × 1,67×10⁻²⁷) + ((Z + 1) × 1,67×10⁻²⁷)
- Упростим уравнение:
- 15×10⁻²⁷ = Z × 1,67×10⁻²⁷ + (Z × 1,67×10⁻²⁷ + 1,67×10⁻²⁷)
- 15×10⁻²⁷ = 2Z × 1,67×10⁻²⁷ + 1,67×10⁻²⁷
- 15×10⁻²⁷ = 1,67×10⁻²⁷ × (2Z + 1)
- Решим уравнение: Разделим обе стороны на 1,67×10⁻²⁷:
15 = 2Z + 1
- Найдём Z: Переносим 1 на другую сторону:
14 = 2Z
Затем делим на 2:
Z = 7
- Определим количество нейтронов: Теперь, зная, что Z = 7 (количество протонов), мы можем найти количество нейтронов:
количество нейтронов = Z + 1 = 7 + 1 = 8
- Определим количество электронов: В нейтральном атоме количество электронов равно количеству протонов. Следовательно, количество электронов также равно 7.
Ответ: В атоме, масса которого составляет 15×10⁻²⁷ кг и количество нейтронов на единицу больше, чем количество протонов, можно определить 7 электронов.