Harjoitukset atomin rakenteesta (kommentoidulla mallilla)

Testaa tietosi kanssa 10 kysymystä sitten atomirakenteeseen. Tarkista kommentit palautteen jälkeen poistaaksesi aihetta koskevat epäilyksesi.

Kysymys 1

Atomi on aineen perusyksikkö, ja sen muodostavat subatomiset hiukkaset eroavat toisistaan ​​esimerkiksi massan, sähkövarauksen ja sijainnin perusteella.

Täytä alla oleva taulukko puuttuvilla tiedoilla.

Hiukkanen	Symboli	Pasta (yksikössä atomimassa)	Lataa (yksikössä sähkövaraus - c.u.e.)	Sijainti
Protoni		ydin
Neutron	ei		0
Elektroni	ja	-1	sähköpallo

katso vastaus

Oikea vastaus:

Hiukkanen	Symboli	Pasta (yksikössä atomimassa)	Lataa (yksikössä sähkövaraus - c.u.e.)	Sijainti
Protoni	P		+1	ydin
Neutron	ei		0	ydin
Elektroni	ja		-1	sähköpallo

Kolme perushiukkasta, jotka muodostavat atomeja, ovat: protonit (positiivisesti varatut), neutronit (neutraalit hiukkaset) ja elektronit (negatiivisesti varautuneet).

Ydin on atomin keskusosa, jossa ovat protonit ja neutronit. Tämän alueen ympärillä on elektroneja.

O protoni (p) on hiukkanen, jolla on positiivinen varaus (+1), atomimassa 1 u ja joka sijaitsee atomin ytimessä.

O elektroni (e) on hiukkanen, jolla on positiivinen varaus (-1), käytännössä nollaatomimassa ja joka sijaitsee elektropallossa.

O neutroni (n) on hiukkanen, jonka sähkövaraus on nolla, atomimassa 1 u ja joka sijaitsee atomin ytimessä.

kysymys 2

Maapallon runsain alkuaine on happi. Sen lisäksi, että se on ilmassa ja elintärkeä elävien olentojen hengittämiselle, se muodostaa välttämättömän aineen selviytymisellemme: veden (H₂O).

Katso seuraavaa taulukkoa, jossa on happiatomin päätiedot, ja analysoi seuraavat väittämät.

Symboli	O
atominumero	8
massanumero	16
Sähköinen jakelu	1s^2 2s^2 2p^4

minä Happiatomissa on 8 protonia.
II. Happiatomissa on 7 neutronia.
III. Happiatomissa on 7 elektronia.
IV. Hapen valenssikuoressa on 6 elektronia.

Lausumat pitävät paikkansa:

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

katso vastaus

Oikea vaihtoehto: c) I ja IV.

a) OIKEASTI. Kemiallisen alkuaineen atomiluku vastaa sen ytimessä olevien protonien määrää. Siksi happiatomilla, koska sillä on Z = 8, on 8 protonia.

b) VÄÄRIN. Massaluku on protonien ja neutronien lukumäärän summa, eli A = Z + n. Kuten happiatomissa on 8 protonia, niin sen ytimessä on myös 8 neutronia.

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

c) VÄÄRIN. Perustilan atomi on sähköisesti neutraali. Tämä tarkoittaa, että protonien lukumäärä on yhtä suuri kuin elektronien lukumäärä. Koska hapen atomiluku on 8, tämä tarkoittaa, että sen elektroneissa on myös 8 elektronia.

d) OIKEASTI. Valenssikuori on atomin elektronien uloin kuori. Koska hapella on vain kaksi kerrosta, niin uloin kerros on kerros 2, joka sisältää 6 elektronia: 2 elektronia s-alatasolla ja 4 elektronia p-alatasolla.

tietää enemmän atomirakenne.

kysymys 3

Elektronit ovat subatomisia hiukkasia, jotka kiertävät atomiytimen ympärillä tarkasti määritellyillä energiatasoilla.

Natrium (Na) on kemiallinen alkuaine, jonka atominumero on 11 ja sen elektronejakauma on 1s²2s²2p⁶3s¹.

Mitä tulee elektronien sijoittumiseen natriumatomin elektropallossa, on oikein todeta, että

a) Ainoa kuori, joka on täytetty suurimmalla määrällä elektroneja, on ensimmäinen kuori.
b) Natriumatomin elektronit jakautuvat kolmelle energiatasolle.
c) Elektronin, jota käytetään kemiallisen sidoksen muodostamiseen toisen atomin kanssa, on oltava sijaitsee natriumatomin toisessa elektronikuoressa, koska sillä on eniten elektroneja saatavilla.
d) Natriumatomin stabiilisuus saavutetaan vastaanottamalla elektroneja, jotka täyttävät kokonaan viimeisen elektronikuoren.

katso vastaus

Oikea vaihtoehto: b) Natriumatomin elektronit jakautuvat kolmelle energiatasolle.

a) VÄÄRIN. Elektronisen jakelun ensimmäisessä ja toisessa kerroksessa on suurin mahdollinen määrä elektroneja.

elektroninen kerros	maksimi elektronien lukumäärä	Elektronien jakautuminen
K	2	1s^2
L	8	2s^2 2p^6

b) OIKEASTI. Kaiken kaikkiaan atomi voi sisältää jopa 7 energiatasoa, nimeltään K - Q. Koska siinä on 11 elektronia, natriumatomi täyttää kolme elektronikuorta: K, L ja M.

Energiataso	elektroninen kerros	Elektronien jakautuminen
1º	K	1s^2
2º	L	2s^2 2p^6
3º	M	3s^1

c) VÄÄRIN. Kemialliseen sidokseen käytetyt elektronit sijaitsevat atomin uloimmassa kuoressa. Siksi M-kuoren s-alatasolla sijaitsevaa elektronia käytetään yhdistämään toisen atomin kanssa.

d) VÄÄRIN. Natrium on alhaisen elektronegatiivisuuden alkuaine, ja siksi sillä on taipumus luovuttaa elektroneja sen sijaan, että se vastaanottaisi niitä. Siksi natriumatomi muodostaa stabiiliksi tullakseen ionityyppisen kemiallisen sidoksen, koska siirrettäessä elektroninsa elektronegatiivisempaan atomiin syntyy Na-ioni.⁺, jonka sähköinen jakelu on 1s² 2s² 2p⁶.

tietää enemmän sähköinen jakelu.

kysymys 4

Typpiatomin atominumero on 7. Perustilassa, koska atomi on sähköisesti neutraali, tämän kemiallisen alkuaineen elektropallossa on 7 elektronia.

Tietäen, että typen elektronejakauma on 1s²2s²2p³, täytä oikein elektronien sijainti seuraavilla kiertoradoilla.

katso vastaus

Oikea vastaus:

Atomiradat vastaavat alueita, joissa elektroneja todennäköisimmin löytyy. Jokaisella kiertoradalla on korkeintaan 2 elektronia ja tämä täyttö tapahtuu elektronisesta jakelusta.

Orbitaalien elektronisessa jakaumassa täytämme aluksi kaikki orbitaalit elektronilla samassa suunnassa, joka on ylöspäin. Kun kaikki kiertoradat on täytetty elektronilla, voimme palata ensimmäiselle kiertoradalle ja lisätä loput elektronit, tällä kertaa vastakkaiseen suuntaan.

Huomaa, että typen tapauksessa 2 orbitaalia täyttyi täysin ja 3 jäi epätäydellisillä kiertoradoilla, koska niissä on parittomia elektroneja.

Tämä johtuu siitä, että s-alatasolla on yksi kiertorata, joka sisältää enintään 2 elektronia, ja alatasolla p on kolme orbitaalia, jotka voidaan täyttää enintään 6 elektronilla.

kysymys 5

Kvanttiluvut ovat kuin koordinaatteja, joiden tehtävänä on paikantaa elektroneja atomin elektroneissa. Jokaisella elektronilla on tietty joukko kvanttilukuja.

Yhdistä kvanttiluku (sarake 1) oikein sen kuvaukseen (sarake 2).

(I) Pääkvanttiluku
(II) Toissijainen kvanttiluku
(III) Magneettinen kvanttiluku
(IV) Spin-kvanttiluku

( ) osoittaa energian alatason, eli energian alatason, johon elektroni kuuluu.
( ) osoittaa elektronin pyörimissuunnan kiertoradalla.
( ) ilmaisee energiatason, eli elektronin kuoren, jossa elektroni on.
( ) osoittaa kiertoradan, jolla elektroni on, eli alueen, joka todennäköisimmin löytää sen energian alatasosta.

Oikea järjestys on:

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

katso vastaus

Oikea vaihtoehto: b) II, IV, I ja III.

(II) toissijainen kvanttiluku osoittaa energian alataso, eli energian alataso, johon elektroni kuuluu.

(IV) spin-kvanttiluku osoittaa pyörimisen tunne elektroni kiertoradalla.

(I) pääkvanttiluku osoittaa energiataso, eli elektroninen kuori, jossa elektroni on.

(III) magneettinen kvanttiluku osoittaa kiertoradalla jossa elektroni on, eli alue, joka todennäköisimmin löytää sen energian alatasosta.

tietää enemmän kvanttiluvut.

kysymys 6

Rautaatomin energisimmän elektronin (Z = 26) pääkvanttiluku "n", toissijainen "l" ja magneettinen "m" kvanttiluku ovat vastaavasti:

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

katso vastaus

Oikea vaihtoehto: d) 3, 2, -2.

Ensimmäinen askel tähän kysymykseen vastaamiseksi on tehdä rautaatomin elektroninen jakautuminen. Koska sen atomiluku on 26, atomissa on 26 protonia ja siten 26 elektronia.

Raudan elektroninen jakelu: 1s²2s²2p⁶ 3s²3p⁶4s²3d⁶

Tästä voimme poimia seuraavat havainnot:

• Ottaen huomioon, että sen energisin elektroni on kuoressa 3, niin n = 3;
• Sen alitaso on d, joten l = 2;
• d-alatasolla on 5 kiertorataa. Elektroneja hajautettaessa viimeinen on -2-radalla, joten m = -2.

Siksi oikea vaihtoehto on d) 3, 2, -2.

kysymys 7

Subatomisten hiukkasten lukumäärän mukaan kemiallisten alkuaineiden atomit voidaan luokitella

Isotoopit: saman kemiallisen alkuaineen atomit ja siksi niillä on sama atominumero (Z).
Isobaarit: eri kemiallisten alkuaineiden atomit, joilla on sama massaluku (A).
Isotonit: eri kemiallisten alkuaineiden atomit, joissa on sama määrä neutroneja (n).

Arvioi seuraavat vaihtoehdot yllä olevien tietojen perusteella.

minä ₁₇³⁷cl ja ₂₀⁴⁰Ca ovat isotoneja
II. ₂₀⁴⁰noin ja ₁₈⁴⁰ilma ovat isobaareja
III. ₁¹H ja ₁²H ovat isotooppeja

Lausumat pitävät paikkansa.

a) I ja II
b) II ja III
c) I ja III
d) Kaikki vaihtoehdot

katso vastaus

Oikea vaihtoehto: d) Kaikki vaihtoehdot.

minä OIKEA. Elementit ₁₇³⁷cl ja ₂₀⁴⁰Ca ovat isotoneja, koska niissä on sama määrä neutroneja ja eri massa- ja atomiluvut.

Massaluku lasketaan lisäämällä protonit ja neutronit (A= p + n). Näistä tiedoista voimme laskea neutronien määrän seuraavasti:

Elementti A: ₁₇³⁷cl

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

Elementti B: ₂₀⁴⁰Tässä

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

II. OIKEA. Elementit ₂₀⁴⁰noin ja ₁₈⁴⁰Ar ovat isobaareja, koska niillä on sama massaluku ja eri atomiluvut;

III. OIKEA. Elementit ₁¹H ja ₁²H ovat isotooppeja, koska niillä on sama atomiluku ja eri massaluvut.

tietää enemmän isotoopit, isobaarit ja isotoopit.

kysymys 8

(UFU-MG) Dalton, Thomson, Rutherford ja Bohr ovat tutkijoita, jotka osallistuivat merkittävästi atomiteorian kehittämiseen.

Mitä tulee atomirakenteeseen, merkitse (T) oikeat vaihtoehdot ja (F) väärät vaihtoehdot.

1. ( ) Dalton oletti kokeellisten todisteiden perusteella, että atomi oli erittäin pieni, massiivinen ja jakamaton "pallo".
2. ( ) Harvinaisten kaasujen sähköpurkauksia koskevien kokeiden tulokset antoivat Thomsonille mahdollisuuden ehdottaa atomimallia, joka koostuu negatiivisista ja positiivisista varauksista.
3. ( ) Kokeet kultalevyn pommituksesta alfahiukkasilla johtivat Rutherfordiin ehdottaa atomimallia, jossa atomi koostui ytimestä ja yhtä suuresta sähköpallosta koot.
4. ( ) Vetyspektreillä tehtyjen tutkimusten tulkinta sai Bohrin ehdottamaan, että atomilla on tiettyjen energioiden määrittelemät radat.
5. ( ) Bohrin atomimallissa elektronien eri energiatiloja kutsuttiin energiakerroksiksi tai -tasoiksi.

Oikea järjestys on:

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

katso vastaus

Oikea vastaus: a) T, T, F, T, T.

Tiedemiehet kehittivät atomimalleja yrittääkseen selvittää aineen rakennetta ja tutkia atomin koostumusta.

1. TOTTA. Dalton oletti kokeellisten todisteiden perusteella, että atomi oli erittäin pieni, massiivinen, pysyvä ja jakamaton "pallo". Siksi tutkijan mukaan atomeja ei voitu luoda eikä tuhota.

2. TOTTA. Harvinaistettujen kaasujen sähköpurkauksia koskevien kokeiden tulokset antoivat Thomsonille mahdollisuuden ehdottaa atomimallia, joka koostuu negatiivisista ja positiivisista varauksista. Hänen atomimallinsa tunnettiin nimellä "luumuvanukas", koska hänen mukaansa elektronit olivat kiinnittyneet positiivisesti varautuneen atomin pintaan.

3. VÄÄRÄ. Kokeet kultalevyn pommittamiseksi alfahiukkasilla sai Rutherfordin ehdottamaan atomimallia, jossa atomi se koostui ytimestä, joka oli positiivisesti varautunut ja keskittynyt erittäin pieneen tilavuuteen, toisin kuin elektropallo.

4. TOTTA. Vetyspektreillä tehtyjen tutkimusten tulkinta sai Bohrin ehdottamaan, että atomilla on Tiettyjen energioiden ja elektronien määrittämät kiertoradat liikkuvat näissä kerroksissa ydin.

5. TOTTA. Bohrin atomimallissa elektronien eri energiatiloja kutsuttiin energiakerroksiksi tai -tasoiksi, koska niillä on tietyt energia-arvot. Siksi, kun elektroni menee elektronin ulkopuoliselle tasolle, sen täytyy absorboida energiaa. Palattuaan kuoreen lähempänä ydintä elektroni vapauttaa energiaa.

tietää enemmän atomi malleja.

kysymys 9

(UFSC) Sana atomi tulee kreikasta ja tarkoittaa jakamatonta, eli kreikkalaisten filosofien mukaan atomi olisi aineen pienin hiukkanen, jota ei voida jakaa edelleen. Tällä hetkellä tätä ajatusta ei enää hyväksytä.

Atomien osalta on totta sanoa, että:

01. ei voida hajottaa.
02. koostuvat vähintään kolmesta perushiukkasesta.
04. Niissä on positiivisia hiukkasia, joita kutsutaan elektroneiksi.
08. on kaksi erillistä aluetta, ydin ja elektroni.
16. Niissä on elektroneja, joiden sähkövaraus on negatiivinen.
32. sisältävät varautumattomia hiukkasia, joita kutsutaan neutroneiksi.

Oikeiden väittämien summa on:

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

katso vastaus

Oikea vaihtoehto: a) 56.

01. VÄÄRÄ. Kreikkalaiset puolustivat tätä ajatusta atomien tutkimuksen alussa.

02. VÄÄRÄ. Atomin tunnetuimpia hiukkasia ovat protonit, elektronit ja neutronit. Nykyään tiedetään kuitenkin, että protoneja ja neutroneja muodostavat vielä pienemmät hiukkaset, kvarkit.

04. VÄÄRÄ. Protonit on varustettu positiivisella varauksella.

08. TOTTA. Ydin on pieni, keskialue atomissa, jossa protonit ja neutronit sijaitsevat. Elektrosfäärissä elektronit liikkuvat ytimen ympärillä.

16. TOTTA. Elektroneilla on negatiivinen varaus ja ne sijaitsevat atomin elektroneissa.

32. TOTTA. Neutronit ovat subatomisia hiukkasia, joilla on massa, mutta sähkövaraus on käytännössä nolla.

tietää enemmän atomeja.

kysymys 10

(Ufscar-SP) Suhteellisen yksinkertainen malli atomille kuvaa sen muodostuvan ytimestä, joka sisältää protoneja ja neutroneja ja elektroneja, jotka kiertävät ytimen ympärillä.

Yksi alkuaineen raudan isotoopeista on esitetty symbolilla ₂₆⁵⁶Usko. Joissakin yhdisteissä, kuten veren hemoglobiinissa, rauta on hapetustilassa 2+ (Fe²⁺). Kun otetaan huomioon vain mainittu isotooppi, on oikein todeta, että Fe-ionissa²⁺:

a) neutronien lukumäärä on 56, protonien lukumäärä on 26 ja elektronien lukumäärä on 24.
b) neutronien + protonien lukumäärä on 56 ja elektronien lukumäärä on 24.
c) neutronien + protonien lukumäärä on 56 ja elektronien lukumäärä on 26.
d) protonien lukumäärä on 26 ja elektronien lukumäärä on 56.
e) neutronien + protonien + elektronien lukumäärä on 56 ja protonien lukumäärä on 28.

katso vastaus

Oikea vaihtoehto: b) neutronien + protonien lukumäärä on 56 ja elektronien lukumäärä on 24.

Hapetustila +2 osoittaa, että rautaatomi, joka perustilassa sisältää 26 elektronia, on menettänyt 2 elektronia ja siten Fe-ionin elektronien lukumäärän.²⁺ é 24.

Massaluku on protonien ja neutronien lukumäärän summa, joka raudan tapauksessa on 56.

Jatka tietojesi testaamista:

• Harjoituksia atomeista
• Harjoituksia atomimalleilla
• Harjoituksia sähköisestä jakelusta
• Jaksotaulukon harjoitukset
• Harjoitukset jaksollisen taulukon järjestämisestä

Bibliografiset viittaukset

ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Kemian periaatteet: nykyajan elämän ja ympäristön kyseenalaistaminen. 3. toim. Porto Alegre: Bookman, 2006.

BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Kemia: ydintiede. 9 ed. Prentice Hall, 2005.

USERCO, João; Salvador, Edgard. Yleinen kemia. 12. painos São Paulo: Saraiva, 2006.

• Atomi
• Harjoituksia atomimalleilla
• Harjoituksia atomeista
• Atomimallien evoluutio
• Atomirakenne
• Kvanttiluvut: suuret, pienet, magneettiset ja spin
• Harjoitukset jaksollisessa taulukossa
• Radioaktiivisuus: mitä se on, tyypit, lait ja harjoitukset