Вправи: 317

317. У молекулі води можуть міститися різні нукліди Гідрогену (¹H, ²H, ³H) та Оксигену (¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O), утворюючи молекули з різною відносною молекулярною масою. Скільки різних молекул може утворитися із цих нуклідів: а) за складом; б) за масою?

а) За складом.

У молекулі води H₂O — 2 атоми Гідрогену та 1 атом Оксигену.

Гідроген має 3 нукліди: ¹H, ²H (дейтерій), ³H (тритій).

Оксиген має 3 нукліди: ¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O.

Кількість варіантів складу Гідрогену: комбінації з 2 атомів з 3 типів з урахуванням порядку й повторів. Це 6 варіантів.

Для кожної з них — 3 варіанти Оксигену.

Отже, за складом можливі 6 × 3 = 18 різних молекул.

б) За масою.

Варто порахувати всі комбінації мас:

Маси H: 1, 2, 3.

Маси O: 16, 17, 18.

Комбінації мас H₂: 1 + 1 = 2; 1 + 2 = 3; 1 + 3 = 4; 2 + 2 = 4; 2 + 3 = 5; 3 + 3 = 6. Тобто 5 різних сум: 2, 3, 4, 5, 6.

Додаючи кожну до 16, 17, 18 — отримаємо всі можливі маси. Усього 9 різних значень маси молекули води.