Дано: масса золота (Au) в олимпийской медали m = 6,0 г; молярная масса золота M = 197 г/моль.
Найти: количество протонов и нейтронов во всех атомах золота в медали.
Решение:
1. Найдем количество молей золота в медали:
n = m / M = 6,0 г / 197 г/моль ≈ 0,030 раундов до 3-х знаков после запятой);
2. 1 моль атомов золота содержит N_A = 6,022*10^23 атома.
Тогда в n молей атомов содержится N = n * N_A атомов.
3. Массовое число A атома равно сумме числа протонов Z и числа нейтронов N в ядре атома (A = Z + N).
Молярная масса золота Au равна сумме массового числа Z и нейтронов N в одном атоме Au (M = Z + N).
Из этого следует что N = M - Z.
4. Известно, что у золота число протонов Z = 79.
Подставляем Z и M в формулу для N:
N = 197 - 79 = 118.
Ответ: во всех атомах золота олимпийской медали содержится 79 протонов и 118 нейтронов.