Ядро изотопа некоторого химического элемента имеет массу m = 80,16 ⋅ 10⁻²⁷ кг. Известно, что нейтронов в ядре изотопа на k = 4 больше, чем протонов. Определи зарядовое и массовое число изотопа. Посмотри на таблицу химических элементов и определи, что это за изотоп. Массу одного нуклона принять равной m₁ = 1,67 ⋅ 10⁻²⁷ кг. (Ответ запиши в виде ⁴₂X.)

Решение:

1. Определение массы изотопа в атомных единицах массы (а.е.м.):

   Масса изотопа \(m\) = 80,16 \(\cdot 10^{-27}\) кг.

   Масса одного нуклона \(m_1\) = 1,67 \(\cdot 10^{-27}\) кг.

   Массовое число \(A\) = \(m / m_1\) = \(80,16 \cdot 10^{-27} \text{ кг} / 1,67 \cdot 10^{-27} \text{ кг}\) \(\approx 48\).

2. Определение зарядового числа (Z) и числа нейтронов (N):

   Пусть количество протонов равно \(Z\).

   Тогда количество нейтронов \(N = Z + 4\).

   Массовое число \(A = Z + N\).

   Подставляем известные значения:

   \(48 = Z + (Z + 4)\)

   \(48 = 2Z + 4\)

   \(2Z = 48 - 4\)

   \(2Z = 44\)

   \(Z = 22\)

   Число нейтронов \(N = Z + 4 = 22 + 4 = 26\).

3. Определение элемента по зарядовому числу (Z):

   Зарядовое число \(Z\) равно количеству протонов в ядре атома, и оно соответствует порядковому номеру элемента в периодической таблице.

   По таблице Менделеева, элемент с порядковым номером 22 — это Титан (Ti).

4. Проверка:

   Для Титана (Ti):

   • Порядковый номер \(Z = 22\).
   • Массовое число \(A \approx 48\).
   • Число нейтронов \(N = A - Z = 48 - 22 = 26\).
   • Соотношение нейтронов и протонов: \(N = 26\), \(Z = 22\). \(N = Z + 4\) (26 = 22 + 4), что соответствует условию задачи.

Ответ: ⁴⁸₂₂Ti.