Упражнения върху структурата на атома (с коментиран шаблон)

Тествайте знанията си с 10 въпроса след това върху атомната структура. Проверете коментарите след обратната връзка, за да изчистите съмненията си по темата.

Въпрос 1

Атомът е основната единица на материята и субатомните частици, които го съставят, се различават, например, по маса, електрически заряд и местоположение.

Попълнете таблицата по-долу с липсващата информация.

частица	Символ	паста (в единица от атомна маса)	Зареждане (в единица от електрически заряд - c.u.e.)	Местоположение
Протон		сърцевина
Неутрон	не		0
Електрон	и	-1	електросфера

вижте отговора

Правилен отговор:

частица	Символ	паста (в единица от атомна маса)	Зареждане (в единица от електрически заряд - c.u.e.)	Местоположение
Протон	П		+1	сърцевина
Неутрон	не		0	сърцевина
Електрон	и		-1	електросфера

Трите основни частици, които изграждат атомите, са: протони (положително заредени), неутрони (неутрални частици) и електрони (отрицателно заредени).

Ядрото е централната част на атома, където са протоните и неутроните. Около тази област има електрони.

О протон (p) е частица, която има положителен заряд (+1), атомна маса 1 u и се намира в атомното ядро.

О електрон (e) е частица, която има положителен заряд (-1), практически нулева атомна маса и се намира в електросферата.

О неутрон (n) е частица, която има нулев електрически заряд, атомна маса 1 u и се намира в атомното ядро.

въпрос 2

Най-разпространеният химичен елемент на планетата Земя е кислородът. Освен че присъства във въздуха и е жизненоважен за дишането на живите същества, той съставлява незаменима субстанция за нашето оцеляване: вода (H₂О).

Разгледайте следната таблица с основната информация за кислородния атом и анализирайте следните твърдения.

Символ	О
атомно число	8
масово число	16
Електронна дистрибуция	1s^2 2s^2 2т^4

аз Кислородният атом има 8 протона.
II. Кислородният атом има 7 неутрона.
III. Кислородният атом има 7 електрона.
IV. Във валентната обвивка на кислорода има 6 електрона.

Твърденията са верни:

а) I и II
б) II и IV
в) I и IV
г) II и III

вижте отговора

Правилна алтернатива: в) I и IV.

а) ПРАВИЛНО. Атомният номер на химичния елемент съответства на броя на протоните в неговото ядро. Следователно, кислородният атом, тъй като има Z = 8, има 8 протона.

б) ГРЕШНО. Масовото число е сумата от броя на протоните и неутроните, тоест A = Z + n. Както кислородният атом има 8 протона, така и ядрото му също има 8 неутрона.

A = Z + n
16 = 8 + n
16 - 8 = n
n = 8

в) ГРЕШНО. Атомът в основното състояние е електрически неутрален. Това означава, че броят на протоните е равен на броя на електроните. Тъй като атомният номер на кислорода е 8, това означава, че неговите електрони също имат 8 електрона.

г) ПРАВИЛНО. Валентната обвивка е най-външната обвивка на електроните на атома. Тъй като кислородът има само два слоя, така че най-външният слой е слой 2, който съдържа 6 електрона: 2 електрона в s подниво и 4 електрона в p подниво.

научете повече за атомна структура.

въпрос 3

Електроните са субатомни частици, които обикалят около атомното ядро ​​при точно определени енергийни нива.

Натрият (Na) е химичен елемент с атомен номер 11 и неговото електронно разпределение е 1s²2s²2т⁶3s¹.

По отношение на разположението на електроните в електросферата на натриевия атом е правилно да се твърди, че

а) Единствената обвивка, изпълнена с максимален брой електрони, е първата обвивка.
б) Електроните на натриевия атом са разпределени в три енергийни нива.
в) Електронът, който се използва за създаване на химична връзка с друг атом, трябва да бъде разположен във втората електронна обвивка на натриевия атом, тъй като има най-много електрони на разположение.
г) Стабилността на натриевия атом се придобива чрез получаване на електрони, за да запълни напълно последната електронна обвивка.

вижте отговора

Правилна алтернатива: б) Електроните на натриевия атом са разпределени в три енергийни нива.

а) ГРЕШНО. Първият и вторият слой в електронното разпределение имат максималния възможен брой електрони.

електронен слой	максимален брой електрони	Разпределение на електроните
К	2	1s^2
Л	8	2s^2 2т^6

б) ПРАВИЛНО. Общо един атом може да съдържа до 7 енергийни нива, наречени от K до Q. Тъй като има 11 електрона, натриевият атом запълва три електронни обвивки: K, L и M.

Енергийно ниво	електронен слой	Разпределение на електроните
1º	К	1s^2
2º	Л	2s^2 2т^6
3º	М	3s^1

в) ГРЕШНО. Електроните, използвани за химическа връзка, се намират в най-външната обвивка на атома. Следователно електронът, който се намира в s подниво на М обвивката, е това, което ще бъде използвано за свързване с друг атом.

г) ГРЕШНО. Натрият е елемент с ниска електроотрицателност и следователно има тенденция да дарява електрони, вместо да ги получава. Следователно, за да стане стабилен, натриевият атом установява химична връзка от йонен тип, тъй като при прехвърляне на своя електрон към по-електроотрицателен атом се създава йонът Na.⁺, чието електронно разпространение е 1с² 2s² 2т⁶.

научете повече за електронно разпространение.

въпрос 4

Азотният атом има атомен номер 7. В основно състояние, тъй като атомът е електрически неутрален, електросферата на този химичен елемент има 7 електрона.

Знаейки, че електронното разпределение на азота е 1s²2s²2т³, попълнете правилно местоположението на електроните в следните орбитали.

вижте отговора

Правилен отговор:

Атомните орбитали съответстват на регионите, където е най-вероятно да се открият електрони. Всяка орбитала съдържа максимум 2 електрона и това запълване се извършва от електронното разпределение.

При електронното разпределение на орбиталите първоначално запълваме всички орбитали с електрон в една и съща посока, който е обърнат нагоре. След като всички орбитали са запълнени с електрон, можем да се върнем към първата орбитала и да вкараме останалите електрони, този път в обратна посока.

Обърнете внимание, че в случая на азот 2 орбитали са напълно запълнени, а 3 са останали с непълни орбитали, тъй като имат несдвоени електрони.

Това е така, защото поднивото s има една орбитала, която съдържа максимум 2 електрона, а поднивото p има три орбитали, които могат да бъдат запълнени с максимум 6 електрона.

въпрос 5

Квантовите числа са като координати, които имат функцията да локализират електрони в електроните на атома. Всеки електрон има специфичен набор от квантови числа.

Свържете правилно квантовото число (колона 1) с неговото описание (колона 2).

(I) Главно квантово число
(II) Вторично квантово число
(III) Магнитно квантово число
(IV) Спиново квантово число

( ) показва енергийното подниво, т.е. енергийното подниво, към което принадлежи електронът.
( ) показва посоката на въртене на електрона в орбитала.
( ) показва енергийното ниво, тоест електронната обвивка, в която се намира електронът.
( ) показва орбиталата, където е електронът, т.е. областта, която е най-вероятно да го намери в енергийно подниво.

Правилната последователност е:

а) I, II, III и IV
б) II, IV, I и III
в) III, I, IV и II
г) IV, III, II и I

вижте отговора

Правилна алтернатива: б) II, IV, I и III.

(II) The вторично квантово число показва енергийно подниво, тоест енергийното подниво, към което принадлежи електронът.

(IV) The спиново квантово число показва смисъл на въртене електрон в орбитала.

(I) The главно квантово число показва енергийно ниво, тоест електронната обвивка, в която е електронът.

(III) The магнитно квантово число показва орбитален къде е електронът, т.е. регионът, който е най-вероятно да го намери в енергийно подниво.

научете повече за квантови числа.

въпрос 6

Главното „n“, вторичното „l“ и магнитното „m“ квантови числа на най-енергичния електрон на железния атом (Z = 26) са съответно:

а) 2, 2, -2
б) 3, 1, 2
в) 1, -3, 2
г) 3, 2, -2

вижте отговора

Правилна алтернатива: г) 3, 2, -2.

Първата стъпка за отговор на този въпрос е да се направи електронното разпределение на железния атом. Тъй като неговият атомен номер е 26, атомът има 26 протона и, следователно, 26 електрона.

Електронна дистрибуция на желязо: 1s²2s²2т⁶ 3s²3т⁶4s²3г⁶

От това можем да извлечем следните наблюдения:

• Като се има предвид, че неговият най-енергичен електрон е в обвивка 3, тогава n = 3;
• Неговото подниво е d, така че l = 2;
• Поднивото d има 5 орбитали. При разпределяне на електроните, последният е в -2 орбитала, така че m = -2.

Следователно правилната алтернатива е г) 3, 2, -2.

въпрос 7

Според броя на субатомните частици атомите на химичните елементи могат да бъдат класифицирани в

Изотопи: атоми на един и същи химичен елемент и следователно имат еднакъв атомен номер (Z).
Изобари: атоми на различни химични елементи, които имат еднакво масово число (A).
Изотони: атоми на различни химични елементи, които имат еднакъв брой неутрони (n).

Въз основа на горната информация преценете следните алтернативи.

аз ₁₇³⁷cl и ₂₀⁴⁰Ca са изотони
II. ₂₀⁴⁰ca и ₁₈⁴⁰въздухът са изобари
III. ₁¹H и ₁²Н са изотопи

Твърденията са верни.

а) I и II
б) II и III
в) I и III
г) Всички алтернативи

вижте отговора

Правилна алтернатива: d) Всички алтернативи.

аз ПРАВИЛНО. Елементите ₁₇³⁷cl и ₂₀⁴⁰Ca са изотони, защото имат еднакъв брой неутрони и различни масови числа и атомни числа.

Масовото число се изчислява чрез събиране на протоните и неутроните (A= p + n). От тази информация можем да изчислим броя на неутроните, както следва:

Елемент А: ₁₇³⁷кл

A = p + n
37 = 17 + n
37 - 17 = n
20 = не

Елемент Б: ₂₀⁴⁰Тук

A = p + n
40 = 20 + n
40 - 20 = n
20 = не

II. ПРАВИЛНО. Елементите ₂₀⁴⁰ca и ₁₈⁴⁰Ar са изобари, тъй като имат едно и също масово число и различни атомни числа;

III. ПРАВИЛНО. Елементите ₁¹H и ₁²H са изотопи, защото имат еднакъв атомен номер и различни масови числа.

научете повече за изотопи, изобари и изотопи.

въпрос 8

(UFU-MG) Далтън, Томсън, Ръдърфорд и Бор са учени, допринесли значително за развитието на атомната теория.

По отношение на атомната структура, маркирайте с (T) истинската(ите) алтернатива(и) и с (F) неверната(ите).

1. ( ) Далтън постулира, въз основа на експериментални доказателства, че атомът е изключително малка, масивна и неделима „топка“.
2. ( ) Резултатите от експерименти върху електрически разряди в разредени газове позволиха на Томсън да предложи атомен модел, състоящ се от отрицателни и положителни заряди.
3. ( ) Експериментите за бомбардиране на златна плоча с алфа частици доведоха Ръдърфорд до предлагат атомен модел, в който атомът е съставен от ядро ​​и електросфера на равни размери.
4. ( ) Тълкуването на изследвания с водородни спектри накара Бор да предположи, че атомът има орбити, определени от определени енергии.
5. ( ) В атомния модел на Бор различните енергийни състояния на електроните се наричат ​​енергийни слоеве или нива.

Правилната последователност е:

а) V, V, F, V, V
б) F, V, F, V, V
в) V, V, F, F, F
г) V, F, F, V, V
д) F, V, F, V, F

вижте отговора

Верен отговор: а) Т, Т, Ж, Т, Т.

Атомните модели са разработени от учени в опит да разкрият структурата на материята и да изучат състава на атома.

1. ВЯРНО. Въз основа на експериментални доказателства Далтън постулира, че атомът е изключително малка, масивна, постоянна и неделима „топка“. Следователно, според учения, атомите не могат нито да бъдат създадени, нито унищожени.

2. ВЯРНО. Резултатите от експерименти върху електрически разряди в разредени газове позволиха на Томсън да предложи атомен модел, състоящ се от отрицателни и положителни заряди. Неговият атомен модел става известен като "сливов пудинг", защото според него електроните са фиксирани на повърхността на положително заредения атом.

3. НЕВЯРНО. Експериментите за бомбардиране на златна плоча с алфа частици накараха Ръдърфорд да предложи атомен модел, в който атомът тя се състои от ядро, положително заредено и концентрирано в изключително малък обем, за разлика от електросферата.

4. ВЯРНО. Тълкуването на изследвания с водородни спектри накара Бор да предположи, че атомът има орбити, определени от определени енергии и електрони се движат в тези слоеве около сърцевина.

5. ВЯРНО. В атомния модел на Бор различните енергийни състояния на електроните се наричат ​​енергийни слоеве или нива, защото имат специфични енергийни стойности. Следователно, когато един електрон отиде на ниво, което е по-външно за електрона, той трябва да абсорбира енергия. При връщане в обвивка, по-близо до ядрото, електронът освобождава енергия.

научете повече за атомни модели.

въпрос 9

(UFSC) Думата атом произлиза от гръцки и означава неделим, т.е. според гръцките философи атомът би бил най-малката частица материя, която не може да бъде допълнително разделена. В момента тази идея вече не се приема.

По отношение на атомите е вярно да се каже, че:

01. не може да се разпадне.
02. са съставени от поне три основни частици.
04. имат положителни частици, наречени електрони.
08. имат две различни области, ядрото и електрона.
16. имат електрони, чийто електрически заряд е отрицателен.
32. съдържат незаредени частици, наречени неутрони.

Сборът на верните твърдения е:

а) 56
б) 58
в) 62
г) 63

вижте отговора

Правилна алтернатива: а) 56.

01. НЕВЯРНО. Тази идея е защитавана от гърците в началото на изучаването на атомите.

02. НЕВЯРНО. Най-известните частици на атома са: протони, електрони и неутрони. Днес обаче е известно, че протоните и неутроните се образуват от още по-малки частици, кварките.

04. НЕВЯРНО. Протоните са надарени с положителен заряд.

08. ВЯРНО. Ядрото е малка централна област на атома, където се намират протоните и неутроните. В електросферата електроните се движат около ядрото.

16. ВЯРНО. Електроните имат отрицателен заряд и се намират в електроните на атома.

32. ВЯРНО. Неутроните са субатомни частици, които имат маса, но електрическият заряд е практически нула.

научете повече за атоми.

въпрос 10

(Ufscar-SP) Сравнително прост модел за атома го описва като съставен от ядро, съдържащо протони и неутрони, и електрони, въртящи се около ядрото.

Един от изотопите на елемента желязо е представен със символа ₂₆⁵⁶вяра. В някои съединения, като кръвния хемоглобин, желязото е в степен на окисление 2+ (Fe²⁺). Имайки предвид само споменатия изотоп, правилно е да се твърди, че в йона Fe²⁺:

а) броят на неутроните е 56, броят на протоните е 26 и броят на електроните е 24.
б) броят на неутроните + протоните е 56, а броят на електроните е 24.
в) броят на неутроните + протоните е 56, а броят на електроните е 26.
г) броят на протоните е 26, а броят на електроните е 56.
д) броят на неутроните + протоните + електроните е 56, а броят на протоните е 28.

вижте отговора

Правилна алтернатива: б) броят на неутроните + протоните е 56, а броят на електроните е 24.

Степента на окисление +2 показва, че атомът на желязото, който в основно състояние съдържа 26 електрона, е загубил 2 електрона и следователно броят на електроните в Fe йона²⁺ é 24.

Масовото число е сумата от броя на протоните и неутроните, което в случая на желязото е 56.

Продължавайте да проверявате знанията си с:

• Упражнения върху атоми
• Упражнения върху атомни модели
• Упражнения по електронно разпространение
• Упражнения за периодична таблица
• Упражнения за организиране на периодичната таблица

Библиографски справки

ATKINS, P.W.; ДЖОУНС, Лорета. Принципи на химията: поставяне под въпрос на съвременния живот и околната среда. 3.изд. Порто Алегре: Bookman, 2006.

БРАУН, Теодор; ЛЕМАЙ, Х. Евгений; БЪРСТЪН, Брус Е. Химия: основната наука. 9 изд. Прентис Хол, 2005 г.

USERCO, Жоао; Салвадор, Едгард. Обща химия. 12-то изд. Сао Пауло: Saraiva, 2006.

• атом
• Упражнения върху атомни модели
• Упражнения върху атоми
• Еволюция на атомните модели
• Атомна структура
• Квантови числа: големи, малки, магнитни и спинови
• Упражнения върху периодичната система
• Радиоактивност: какво е това, видове, закони и упражнения