Øvelser om atomstruktur (med kommenteret skabelon)

Test din viden med 10 spørgsmål derefter på atomstruktur. Tjek kommentarerne efter feedbacken for at fjerne dine tvivl om emnet.

Spørgsmål 1

Atomet er den grundlæggende enhed af stof, og de subatomære partikler, der udgør det, er differentieret, for eksempel efter masse, elektrisk ladning og placering.

Udfyld nedenstående tabel med de manglende oplysninger.

Partikel	Symbol	Pasta (i enhed af atommasse)	Oplade (i enhed af elektrisk ladning - c.u.e.)	Beliggenhed
Proton		kerne
Neutron	ingen		0
Elektron	og	-1	elektrosfære

se svar

Rigtigt svar:

Partikel	Symbol	Pasta (i enhed af atommasse)	Oplade (i enhed af elektrisk ladning - c.u.e.)	Beliggenhed
Proton	P		+1	kerne
Neutron	ingen		0	kerne
Elektron	og		-1	elektrosfære

De tre fundamentale partikler, der udgør atomer, er: protoner (positivt ladede), neutroner (neutrale partikler) og elektroner (negativt ladede).

Kernen er den centrale del af atomet, hvor protonerne og neutronerne er. Omkring denne region er elektroner.

O proton (p) er en partikel, der har en positiv ladning (+1), atommasse 1 u og er placeret i atomkernen.

O elektron (e) er en partikel, der har en positiv ladning (-1), praktisk talt nul atommasse og er placeret i elektrosfæren.

O neutron (n) er en partikel, der har nul elektrisk ladning, atommasse 1 u og er placeret i atomkernen.

spørgsmål 2

Det mest udbredte kemiske grundstof på planeten Jorden er ilt. Ud over at være til stede i luften og være livsvigtig for levende væseners vejrtrækning, udgør den et uundværligt stof for vores overlevelse: vand (H)₂O).

Se på følgende tabel med hovedoplysningerne om oxygenatomet og analyser følgende udsagn.

Symbol	O
Atom nummer	8
massetal	16
Elektronisk distribution	1s^2 2s^2 2 p^4

JEG. Iltatomet har 8 protoner.
II. Iltatomet har 7 neutroner.
III. Iltatomet har 7 elektroner.
IV. I valensskallen af ​​ilt er der 6 elektroner.

Udsagnene er korrekte:

a) I og II
b) II og IV
c) I og IV
d) II og III

se svar

Korrekt alternativ: c) I og IV.

a) KORREKT. Atomnummeret for et kemisk grundstof svarer til antallet af protoner i dets kerne. Derfor har oxygenatomet, fordi det har Z = 8, 8 protoner.

b) FORKERT. Massetallet er summen af ​​antallet af protoner og neutroner, det vil sige A = Z + n. Som oxygenatomet har 8 protoner, så har dets kerne også 8 neutroner.

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

c) FORKERT. Grundtilstandsatomet er elektrisk neutralt. Det betyder, at antallet af protoner er lig med antallet af elektroner. Da oxygenets atomnummer er 8, betyder det, at dets elektroner også har 8 elektroner.

d) KORREKT. Valensskallen er den yderste skal af atomets elektroner. Da ilt kun har to lag, så er det yderste lag lag 2, som indeholder 6 elektroner: 2 elektroner i s underniveau og 4 elektroner i p underniveau.

vide mere om atomare struktur.

spørgsmål 3

Elektroner er subatomære partikler, der kredser omkring atomkernen på veldefinerede energiniveauer.

Natrium (Na) er et kemisk grundstof med atomnummer 11 og dets elektronfordeling er 1s²2s²2 p⁶3s¹.

Med hensyn til arrangementet af elektroner i natriumatomets elektrosfære er det korrekt at sige det

a) Den eneste skal fyldt med det maksimale antal elektroner er den første skal.
b) Natriumatomets elektroner er fordelt i tre energiniveauer.
c) Den elektron, der bruges til at lave en kemisk binding med et andet atom, skal være placeret i natriumatomets anden elektronskal, da det har flest elektroner ledig.
d) Natriumatomets stabilitet opnås ved at modtage elektroner for fuldstændigt at fylde den sidste elektronskal.

se svar

Korrekt alternativ: b) Natriumatomets elektroner er fordelt i tre energiniveauer.

a) FORKERT. Det første og andet lag i den elektroniske fordeling har det maksimalt mulige antal elektroner.

elektronisk lag	maksimalt antal elektroner	Fordeling af elektroner
K	2	1s^2
L	8	2s^2 2 p^6

b) KORREKT. Alt i alt kan et atom indeholde op til 7 energiniveauer, kaldet K til Q. Fordi det har 11 elektroner, fylder natriumatomet tre elektronskaller: K, L og M.

Energiniveau	elektronisk lag	Fordeling af elektroner
1º	K	1s^2
2º	L	2s^2 2 p^6
3º	M	3s^1

c) FORKERT. Elektronerne, der bruges til en kemisk binding, er placeret i den yderste skal af atomet. Derfor er elektronen, der er placeret i s underniveau af M-skallen, det, der vil blive brugt til at skabe en association med et andet atom.

d) FORKERT. Natrium er et element med lav elektronegativitet og har derfor en tendens til at donere elektroner i stedet for at modtage dem. For at blive stabilt etablerer natriumatomet derfor en kemisk binding af den ioniske type, for når dens elektron overføres til et mere elektronegativt atom, dannes ionen Na.⁺, hvis elektroniske distribution er 1s² 2s² 2 p⁶.

vide mere om elektronisk distribution.

spørgsmål 4

Nitrogenatomet har atomnummer 7. I grundtilstanden, da atomet er elektrisk neutralt, har dette kemiske elements elektrosfære 7 elektroner.

Ved at elektronfordelingen af ​​nitrogen er 1s²2s²2 p³, udfyld korrekt placeringen af ​​elektroner i følgende orbitaler.

se svar

Rigtigt svar:

Atomiske orbitaler svarer til de områder, hvor der er størst sandsynlighed for, at elektroner findes. Hver orbital rummer maksimalt 2 elektroner og denne fyldning sker fra den elektroniske fordeling.

I den elektroniske fordeling af orbitaler fylder vi i første omgang alle orbitaler med en elektron i samme retning, som vender opad. Når alle orbitaler er fyldt med en elektron, kan vi gå tilbage til den første orbital og indsætte de resterende elektroner, denne gang i den modsatte retning.

Bemærk, at i tilfælde af nitrogen var 2 orbitaler fuldt udfyldte, og 3 stod tilbage med ufuldstændige orbitaler, da de har uparrede elektroner.

Dette skyldes, at s-underniveauet har én orbital, som rummer maksimalt 2 elektroner, og p-underniveauet har tre orbitaler, som maksimalt kan fyldes med 6 elektroner.

spørgsmål 5

Kvantetal er som koordinater, som har den funktion at lokalisere elektroner i et atoms elektroner. Hver elektron har et bestemt sæt kvantetal.

Forbind kvantetallet (kolonne 1) korrekt til dets beskrivelse (kolonne 2).

(I) Hovedkvantenummer
(II) Sekundært kvantetal
(III) Magnetisk kvantetal
(IV) Spin kvantetal

( ) angiver energiunderniveauet, det vil sige det energiunderniveau, som elektronen tilhører.
( ) angiver rotationsretningen for elektronen i en orbital.
( ) angiver energiniveauet, det vil sige den elektroniske skal, hvori elektronen er.
( ) angiver orbitalen, hvor elektronen er, det vil sige den region, der med størst sandsynlighed finder den inden for et energiunderniveau.

Den korrekte rækkefølge er:

a) I, II, III og IV
b) II, IV, I og III
c) III, I, IV og II
d) IV, III, II og I

se svar

Korrekt alternativ: b) II, IV, I og III.

(II) Den sekundært kvantetal angiver energi underniveau, altså det energiunderniveau, som elektronen tilhører.

(IV) Den spin kvantetal angiver rotationssans elektron i en orbital.

(I) Den hovedkvantetal angiver energiniveau, altså den elektroniske skal, hvori elektronen er.

(III) Den magnetisk kvantetal angiver orbital hvor elektronen er, det vil sige den region, der med størst sandsynlighed finder den inden for et energiunderniveau.

vide mere om kvantetal.

spørgsmål 6

De vigtigste "n", sekundære "l" og magnetiske "m" kvantetal af den mest energiske elektron i jernatomet (Z = 26) er henholdsvis:

a) 2, 2, -2
b) 3, 1, 2
c) 1, -3, 2
d) 3, 2, -2

se svar

Korrekt alternativ: d) 3, 2, -2.

Det første skridt til at besvare dette spørgsmål er at lave den elektroniske fordeling af jernatomet. Da dets atomnummer er 26, har atomet 26 protoner og dermed 26 elektroner.

Elektronisk distribution af jern: 1s²2s²2 p⁶ 3s²3 s⁶4s²3d⁶

Ud fra dette kan vi uddrage følgende observationer:

• Når man tager i betragtning, at dens mest energiske elektron er i skal 3, så er n = 3;
• Dens underniveau er d, så l = 2;
• d-underniveauet har 5 orbitaler. Ved fordeling af elektronerne er den sidste i -2 orbitalen, så m = -2.

Derfor er det korrekte alternativ d) 3, 2, -2.

spørgsmål 7

I henhold til antallet af subatomære partikler kan atomer af kemiske elementer klassificeres i

Isotoper: atomer af samme kemiske grundstof og har derfor samme atomnummer (Z).
Isobarer: atomer af forskellige kemiske grundstoffer, der har samme massetal (A).
Isotoner: atomer af forskellige kemiske grundstoffer, der har det samme antal neutroner (n).

Baseret på ovenstående oplysninger, bedømme følgende alternativer.

JEG. ₁₇³⁷cl og ₂₀⁴⁰Ca er isotoner
II. ₂₀⁴⁰ca og ₁₈⁴⁰luft er isobarer
III. ₁¹H og ₁²H er isotoper

Udsagnene er korrekte.

a) I og II
b) II og III
c) I og III
d) Alle alternativer

se svar

Korrekt alternativ: d) Alle alternativer.

JEG. KORREKT. Elementerne ₁₇³⁷cl og ₂₀⁴⁰Ca er isotoner, fordi de har det samme antal neutroner og forskellige massetal og atomnumre.

Massetallet beregnes ved at lægge protonerne og neutronerne sammen (A= p + n). Ud fra disse oplysninger kan vi beregne antallet af neutroner som følger:

Element A: ₁₇³⁷cl

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

Element B: ₂₀⁴⁰Her

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

II. KORREKT. Elementerne ₂₀⁴⁰ca og ₁₈⁴⁰Ar er isobarer, da de har samme massetal og forskellige atomnumre;

III. KORREKT. Elementerne ₁¹H og ₁²H er isotoper, fordi de har samme atomnummer og forskellige massetal.

vide mere om isotoper, isobarer og isotoper.

spørgsmål 8

(UFU-MG) Dalton, Thomson, Rutherford og Bohr er videnskabsmænd, der har bidraget væsentligt til udviklingen af ​​atomteori.

Med hensyn til atomstrukturen, marker med (T) det eller de sande alternativer og med (F) det eller de falske.

1. ( ) Dalton postulerede, baseret på eksperimentelle beviser, at atomet var en ekstrem lille, massiv og udelelig "kugle".
2. ( ) Resultaterne af eksperimenter med elektriske udladninger i forkælede gasser gjorde det muligt for Thomson at foreslå en atommodel bestående af negative og positive ladninger.
3. ( ) Eksperimenter med bombardement af en guldplade med alfapartikler førte Rutherford til foreslå en atommodel, hvor atomet bestod af en kerne og en elektrosfære af lige store størrelser.
4. ( ) Fortolkningen af ​​undersøgelser med brintspektre fik Bohr til at foreslå, at atomet har baner defineret af bestemte energier.
5. ( ) I Bohrs atommodel blev de forskellige energitilstande for elektroner kaldt energilag eller niveauer.

Den korrekte rækkefølge er:

a) V, V, F, V, V
b) F, V, F, V, V
c) V, V, F, F, F
d) V, F, F, V, V
e) F, V, F, V, F

se svar

Korrekt svar: a) T, T, F, T, T.

Atommodeller blev udviklet af videnskabsmænd i et forsøg på at optrevle stoffets opbygning og studere atomets sammensætning.

1. RIGTIGT. Dalton postulerede, baseret på eksperimentelle beviser, at atomet var en ekstrem lille, massiv, permanent og udelelig "kugle". Derfor kunne atomer ifølge videnskabsmanden hverken skabes eller ødelægges.

2. RIGTIGT. Resultaterne af eksperimenter med elektriske udladninger i fordærvede gasser gjorde det muligt for Thomson at foreslå en atommodel bestående af negative og positive ladninger. Hans atommodel blev kendt som "blommebudding", fordi elektroner ifølge ham var fikseret på overfladen af ​​det positivt ladede atom.

3. FALSK. Eksperimenter med bombardement af en guldplade med alfapartikler fik Rutherford til at foreslå en atommodel, hvor atomet den bestod af en kerne, positivt ladet og koncentreret i et ekstremt lille volumen, i modsætning til elektrosfæren.

4. RIGTIGT. Fortolkningen af ​​undersøgelser med brintspektre fik Bohr til at foreslå, at atomet har baner defineret af visse energier og elektroner bevæger sig i disse lag rundt om kerne.

5. RIGTIGT. I Bohrs atommodel blev de forskellige energitilstande for elektroner kaldt energilag eller niveauer, fordi de har specifikke energiværdier. Derfor, når en elektron går til et niveau mere eksternt i forhold til elektronen, skal den absorbere energi. Når elektronen vender tilbage til en skal tættere på kernen, frigiver elektronen energi.

vide mere om atommodeller.

spørgsmål 9

(UFSC) Ordet atom stammer fra det græske og betyder udeleligt, det vil sige, ifølge de græske filosoffer ville atomet være den mindste partikel af stof, der ikke kunne opdeles yderligere. I øjeblikket accepteres denne idé ikke længere.

Med hensyn til atomer er det sandt at sige, at:

01. ikke kan opløses.
02. består af mindst tre fundamentale partikler.
04. har positive partikler kaldet elektroner.
08. har to adskilte områder, kernen og elektronen.
16. har elektroner, hvis elektriske ladning er negativ.
32. indeholder uladede partikler kaldet neutroner.

Summen af ​​sande udsagn er:

a) 56
b) 58
c) 62
d) 63

se svar

Korrekt alternativ: a) 56.

01. FALSK. Denne idé blev forsvaret af grækerne i begyndelsen af ​​studiet af atomer.

02. FALSK. Atomets mest kendte partikler er: protoner, elektroner og neutroner. Men i dag ved man, at protoner og neutroner dannes af endnu mindre partikler, kvarkerne.

04. FALSK. Protoner er udstyret med en positiv ladning.

08. RIGTIGT. Kernen er en lille, central region af atomet, hvor protoner og neutroner er placeret. I elektrosfæren er elektroner, der bevæger sig rundt om kernen.

16. RIGTIGT. Elektroner har en negativ ladning og er placeret i atomets elektroner.

32. RIGTIGT. Neutroner er subatomære partikler, der har masse, men den elektriske ladning er praktisk talt nul.

vide mere om atomer.

spørgsmål 10

(Ufscar-SP) En relativt simpel model for atomet beskriver, at det består af en kerne, der indeholder protoner og neutroner, og elektroner, der kredser omkring kernen.

En af isotoper af grundstoffet jern er repræsenteret ved symbolet ₂₆⁵⁶Tro. I nogle forbindelser, såsom blodhæmoglobin, er jern i 2+ oxidationstilstanden (Fe²⁺). I betragtning af kun den nævnte isotop, er det korrekt at anføre, at i Fe-ionen²⁺:

a) antallet af neutroner er 56, antallet af protoner er 26 og antallet af elektroner er 24.
b) antallet af neutroner + protoner er 56 og antallet af elektroner er 24.
c) antallet af neutroner + protoner er 56 og antallet af elektroner er 26.
d) antallet af protoner er 26 og antallet af elektroner er 56.
e) antallet af neutroner + protoner + elektroner er 56 og antallet af protoner er 28.

se svar

Korrekt alternativ: b) antallet af neutroner + protoner er 56 og antallet af elektroner er 24.

Oxidationstilstanden +2 indikerer, at jernatomet, som i grundtilstanden indeholder 26 elektroner, har mistet 2 elektroner og dermed antallet af elektroner i Fe-ionen²⁺ é 24.

Massetallet er summen af ​​antallet af protoner og neutroner, som for jern er 56.

Bliv ved med at teste din viden med:

• Øvelser på atomer
• Øvelser på atommodeller
• Øvelser om elektronisk distribution
• Periodiske øvelser
• Øvelser om at organisere det periodiske system

Bibliografiske referencer

ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Principper for kemi: stille spørgsmålstegn ved det moderne liv og miljøet. 3.udg. Porto Alegre: Bookman, 2006.

BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Kemi: kernevidenskaben. 9 udg. Prentice Hall, 2005.

USERCO, João; Salvador, Edgard. Generel kemi. 12. udg. Sao Paulo: Saraiva, 2006.

• Atom
• Øvelser på atommodeller
• Øvelser på atomer
• Udvikling af atommodeller
• Atomstruktur
• Kvantetal: Major, Minor, Magnetic og Spin
• Øvelser om det periodiske system
• Radioaktivitet: hvad det er, typer, love og øvelser