תרגילים על מבנה אטומי (עם תבנית מוערת)

בדוק את הידע שלך עם 10 שאלות ואז על המבנה האטומי. בדוק את ההערות לאחר המשוב כדי לנקות את הספקות שלך לגבי הנושא.

שאלה 1

האטום הוא היחידה הבסיסית של החומר והחלקיקים התת-אטומיים המרכיבים אותו נבדלים, למשל, לפי מסה, מטען חשמלי ומיקום.

השלם את הטבלה למטה עם המידע החסר.

חֶלְקִיק	סֵמֶל	פסטה (ביחידה של מסה אטומית)	לחייב (ביחידה של מטען חשמלי - c.u.e.)	מקום
פּרוֹטוֹן		הליבה
נֵיטרוֹן	לא		0
אֶלֶקטרוֹן	ו	-1	אלקטרוספירה

ראה תשובה

תשובה נכונה:

חֶלְקִיק	סֵמֶל	פסטה (ביחידה של מסה אטומית)	לחייב (ביחידה של מטען חשמלי - c.u.e.)	מקום
פּרוֹטוֹן	פ		+1	הליבה
נֵיטרוֹן	לא		0	הליבה
אֶלֶקטרוֹן	ו		-1	אלקטרוספירה

שלושת החלקיקים הבסיסיים המרכיבים את האטומים הם: פרוטונים (טעונים חיוביים), נויטרונים (חלקיקים ניטרליים) ואלקטרונים (טעונים שלילי).

הגרעין הוא החלק המרכזי של האטום, שבו נמצאים הפרוטונים והנייטרונים. סביב אזור זה נמצאים אלקטרונים.

O פּרוֹטוֹן (p) הוא חלקיק בעל מטען חיובי (+1), מסה אטומית 1 u וממוקם בגרעין האטום.

O אֶלֶקטרוֹן (ה) הוא חלקיק בעל מטען חיובי (-1), מסה אטומית כמעט אפס, והוא ממוקם באלקטרוספירה.

O נֵיטרוֹן (n) הוא חלקיק שיש לו אפס מטען חשמלי, מסה אטומית 1 u והוא ממוקם בגרעין האטום.

שאלה 2

היסוד הכימי הנפוץ ביותר על פני כדור הארץ הוא חמצן. בנוסף להיותו נוכח באוויר והיותו חיוני לנשימה של יצורים חיים, הוא מרכיב חומר הכרחי להישרדותנו: מים (H₂O).

עיין בטבלה הבאה עם המידע העיקרי של אטום החמצן ונתח את ההצהרות הבאות.

סֵמֶל	O
מספר אטומי	8
מספר מסה	16
הפצה אלקטרונית	1 שניות^2 2 שניות^2 2 עמ'^4

אני. לאטום החמצן יש 8 פרוטונים.
II. לאטום החמצן יש 7 נויטרונים.
III. לאטום החמצן יש 7 אלקטרונים.
IV. במעטפת הערכיות של החמצן יש 6 אלקטרונים.

ההצהרות נכונות:

א) I ו-II
ב) II ו-IV
ג) I ו-IV
ד) ב' ו-ג'

ראה תשובה

חלופה נכונה: ג) I ו-IV.

א) נכון. המספר האטומי של יסוד כימי מתאים למספר הפרוטונים בגרעין שלו. לכן, לאטום החמצן, מכיוון שיש לו Z = 8, יש 8 פרוטונים.

ב) לא נכון. מספר המסה הוא סכום מספר הפרוטונים והנייטרונים, כלומר A = Z + n. כפי שלאטום החמצן יש 8 פרוטונים, כך יש לגרעין שלו גם 8 נויטרונים.

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

ג) לא נכון. אטום מצב הקרקע הוא ניטרלי מבחינה חשמלית. המשמעות היא שמספר הפרוטונים שווה למספר האלקטרונים. מכיוון שהמספר האטומי של חמצן הוא 8, זה אומר שגם לאלקטרונים שלו יש 8 אלקטרונים.

ד) נכון. מעטפת הערכיות היא הקליפה החיצונית ביותר של האלקטרונים של האטום. כפי שלחמצן יש רק שתי שכבות, כך השכבה החיצונית ביותר היא שכבה 2, המכילה 6 אלקטרונים: 2 אלקטרונים בתת-רמת s ו-4 אלקטרונים בתת-רמת p.

לדעת יותר על מבנה אטומי.

שאלה 3

אלקטרונים הם חלקיקים תת-אטומיים המקיפים את גרעין האטום ברמות אנרגיה מוגדרות היטב.

נתרן (Na) הוא יסוד כימי שמספרו האטומי 11 וחלוקת האלקטרונים שלו היא 1s²2 שניות²2 עמ'⁶3 שניות¹.

לגבי סידור האלקטרונים באלקטרוספירה של אטום הנתרן, נכון לציין זאת

א) הקליפה היחידה המלאה במספר המרבי של אלקטרונים היא הקליפה הראשונה.
ב) האלקטרונים של אטום הנתרן מפוזרים בשלוש רמות אנרגיה.
ג) האלקטרון המשמש ליצירת קשר כימי עם אטום אחר חייב להיות ממוקם במעטפת האלקטרונים השנייה של אטום הנתרן, מכיוון שיש בו הכי הרבה אלקטרונים זמין.
ד) היציבות של אטום הנתרן נרכשת על ידי קבלת אלקטרונים למילוי מלא של מעטפת האלקטרון האחרונה.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ב) האלקטרונים של אטום הנתרן מפוזרים בשלוש רמות אנרגיה.

שגוי. בשכבה הראשונה והשנייה בחלוקה האלקטרונית יש את המספר המרבי של אלקטרונים שאפשר.

שכבה אלקטרונית	מספר מרבי של אלקטרונים	התפלגות אלקטרונים
ק	2	1 שניות^2
ל	8	2 שניות^2 2 עמ'^6

ב) נכון. בסך הכל, אטום יכול להכיל עד 7 רמות אנרגיה, בשם K עד Q. מכיוון שיש לו 11 אלקטרונים, אטום הנתרן ממלא שלוש קליפות אלקטרונים: K, L ו-M.

רמת אנרגיה	שכבה אלקטרונית	התפלגות אלקטרונים
1º	ק	1 שניות^2
2º	ל	2 שניות^2 2 עמ'^6
3º	M	3 שניות^1

ג) לא נכון. האלקטרונים המשמשים לקשר כימי נמצאים במעטפת החיצונית ביותר של האטום. לכן, האלקטרון שנמצא בתת-הרמה של מעטפת M הוא מה שישמש ליצירת קשר עם אטום אחר.

ד) לא נכון. נתרן הוא יסוד בעל רמת אלקטרושליליות נמוכה ולכן יש לו נטייה לתרום אלקטרונים במקום לקבל אותם. לכן, כדי להפוך ליציב, אטום הנתרן יוצר קשר כימי מהסוג היוני, מכיוון שכאשר מעבירים את האלקטרון שלו לאטום אלקטרוני יותר, נוצר היון Na.⁺, שההפצה האלקטרונית שלו היא 1s² 2 שניות² 2 עמ'⁶.

לדעת יותר על הפצה אלקטרונית.

שאלה 4

לאטום החנקן יש מספר אטומי 7. במצב הקרקע, מכיוון שהאטום הוא נייטרלי מבחינה חשמלית, האלקטרוספירה של יסוד כימי זה מכילה 7 אלקטרונים.

לדעת שהתפלגות האלקטרונים של חנקן היא 1 שניות²2 שניות²2 עמ'³, מלא נכון את מיקום האלקטרונים באורביטלים הבאים.

ראה תשובה

תשובה נכונה:

אורביטלים אטומיים תואמים לאזורים שבהם יש סיכוי גבוה יותר להימצא אלקטרונים. כל מסלול מחזיק לכל היותר 2 אלקטרונים ומילוי זה נעשה מהחלוקה האלקטרונית.

בחלוקה האלקטרונית של האורביטלים, אנו ממלאים בתחילה את כל האורביטלים באלקטרון באותו כיוון, הפונה כלפי מעלה. לאחר שכל האורביטלים מתמלאים באלקטרון, נוכל לחזור לארביטל הראשון ולהכניס את שאר האלקטרונים, הפעם בכיוון ההפוך.

שימו לב שבמקרה של חנקן, 2 אורביטלים התמלאו במלואם ו-3 נותרו עם אורביטלים לא שלמים, מכיוון שיש להם אלקטרונים לא מזווגים.

הסיבה לכך היא שלתת-רמת s יש אורביטל אחד, המכיל לכל היותר 2 אלקטרונים, ולתת-רמת p יש שלושה אורביטלים, אותם ניתן למלא לכל היותר 6 אלקטרונים.

שאלה 5

מספרים קוונטיים הם כמו קואורדינטות, שתפקידן לאתר אלקטרונים באלקטרונים של אטום. לכל אלקטרון יש קבוצה מסוימת של מספרים קוונטיים.

קשר נכון את המספר הקוונטי (עמודה 1) לתיאור שלו (עמודה 2).

(I) מספר קוונטי ראשי
(II) מספר קוונטי משני
(III) מספר קוונטי מגנטי
(IV) מספר ספין קוונטי

( ) מציין את תת-רמת האנרגיה, כלומר תת-רמת האנרגיה שאליה שייך האלקטרון.
( ) מציין את כיוון הסיבוב של האלקטרון בתוך מסלול.
( ) מציין את רמת האנרגיה, כלומר, הקליפה האלקטרונית שבה נמצא האלקטרון.
( ) מציין את האורביטל שבו נמצא האלקטרון, כלומר, האזור הסביר ביותר למצוא אותו בתוך תת-רמת אנרגיה.

הרצף הנכון הוא:

א) I, II, III ו-IV
ב) II, IV, I ו-III
ג) III, I, IV ו-II
ד) IV, III, II ו-I

ראה תשובה

חלופה נכונה: ב) II, IV, I ו-III.

(II) ה מספר קוונטי משני מציין את תת רמת אנרגיה, כלומר תת-רמת האנרגיה שאליה שייך האלקטרון.

(IV) ה ספין מספר קוונטי מציין את חוש סיבוב אלקטרון בתוך מסלול.

(אני) ה מספר קוונטי עיקרי מציין את רמת אנרגיה, כלומר, הקליפה האלקטרונית שבה נמצא האלקטרון.

(III) ה מספר קוונטי מגנטי מציין את אֲרוּבַּתִי היכן שהאלקטרון נמצא, כלומר, האזור הסביר ביותר למצוא אותו בתוך תת-רמת אנרגיה.

לדעת יותר על מספרים קוונטיים.

שאלה 6

המספרים הקוונטיים העיקריים "n", המשניים "l" והמספרים המגנטיים "m" של האלקטרון האנרגטי ביותר של אטום הברזל (Z = 26) הם, בהתאמה:

א) 2, 2, -2
ב) 3, 1, 2
ג) 1, -3, 2
ד) 3, 2, -2

ראה תשובה

חלופה נכונה: ד) 3, 2, -2.

הצעד הראשון לענות על שאלה זו הוא לבצע את ההפצה האלקטרונית של אטום הברזל. מכיוון שמספרו האטומי הוא 26, לאטום יש 26 פרוטונים, וכתוצאה מכך, 26 אלקטרונים.

חלוקה אלקטרונית של ברזל: 1 שניות²2 שניות²2 עמ'⁶ 3 שניות²3 עמ'⁶4 שניות²3d⁶

מכאן נוכל לחלץ את התצפיות הבאות:

• אם לוקחים בחשבון שהאלקטרון הכי אנרגטי שלו נמצא בקליפה 3, אז n = 3;
• רמת המשנה שלו היא d, אז l = 2;
• תת-רמת d יש 5 אורביטלים. כאשר מחלקים את האלקטרונים, האחרון נמצא במסלול -2, אז m = -2.

לכן החלופה הנכונה היא ד) 3, 2, -2.

שאלה 7

על פי מספר החלקיקים התת-אטומיים, ניתן לסווג אטומים של יסודות כימיים

איזוטופים: אטומים של אותו יסוד כימי ולכן יש להם אותו מספר אטומי (Z).
איזוברים: אטומים של יסודות כימיים שונים בעלי אותו מספר מסה (A).
איזוטונים: אטומים של יסודות כימיים שונים שיש להם מספר זהה של נויטרונים (n).

בהתבסס על המידע לעיל, שפוט את החלופות הבאות.

אני. ₁₇³⁷cl ו ₂₀⁴⁰Ca הם איזוטונים
II. ₂₀⁴⁰כ ו ₁₈⁴⁰אוויר הם איזוברים
III. ₁¹יד ₁²H הם איזוטופים

ההצהרות נכונות.

א) I ו-II
ב) ב' ו-ג'
ג) א' ו-ג'
ד) כל החלופות

ראה תשובה

חלופה נכונה: ד) כל החלופות.

אני. נכון. היסודות ₁₇³⁷cl ו ₂₀⁴⁰Ca הם איזוטונים מכיוון שיש להם אותו מספר של נויטרונים ומספרי מסה ומספרים אטומיים שונים.

מספר המסה מחושב על ידי הוספת הפרוטונים והנייטרונים (A=p + n). ממידע זה, אנו יכולים לחשב את מספר הנייטרונים באופן הבא:

אלמנט א': ₁₇³⁷cl

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

אלמנט ב': ₂₀⁴⁰כאן

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

II. נכון. היסודות ₂₀⁴⁰כ ו ₁₈⁴⁰Ar הם איזוברים שכן יש להם אותו מספר מסה ומספרים אטומיים שונים;

III. נכון. היסודות ₁¹יד ₁²H הם איזוטופים כי יש להם אותו מספר אטומי ומספרי מסה שונים.

לדעת יותר על איזוטופים, איזוברים ואיזוטופים.

שאלה 8

(UFU-MG) דלטון, תומסון, רתרפורד ובוהר הם מדענים שתרמו באופן משמעותי לפיתוח תורת האטום.

לגבי המבנה האטומי, סמן עם (T) את החלופות האמיתיות ועם (F) את השקר.

1. ( ) דלטון הניח, בהתבסס על ראיות ניסיוניות, שהאטום הוא "כדור" קטן במיוחד, מסיבי ובלתי ניתן לחלוקה.
2. ( ) תוצאות ניסויים על פריקות חשמליות בגזים נדירים אפשרו לתומסון להציע מודל אטומי המורכב ממטענים שליליים וחיוביים.
3. ( ) ניסויים בהפצצת לוח זהב עם חלקיקי אלפא הובילו את רתרפורד הצע מודל אטומי שבו האטום היה מורכב מגרעין ואלקטרוספירה שווים גדלים.
4. ( ) הפרשנות של מחקרים עם ספקטרום מימן הובילה את בוהר להציע שלאטום יש מסלולים המוגדרים על ידי אנרגיות מסוימות.
5. ( ) במודל האטומי של בוהר, מצבי האנרגיה השונים של אלקטרונים נקראו שכבות או רמות אנרגיה.

הרצף הנכון הוא:

א) V, V, F, V, V
ב) F, V, F, V, V
ג) V, ​​V, F, F, F
ד) V, F, F, V, V
ה) F, V, F, V, F

ראה תשובה

תשובה נכונה: א) ת, ת, ו, ת, ת.

מודלים אטומיים פותחו על ידי מדענים בניסיון לפענח את מבנה החומר ולחקור את הרכב האטום.

1. נָכוֹן. דלטון הניח, בהתבסס על עדויות ניסויות, שהאטום הוא "כדור" קטן במיוחד, מסיבי, קבוע ובלתי ניתן לחלוקה. לכן, לדברי המדען, אטומים לא יכלו להיווצר ולא להרוס.

2. נָכוֹן. תוצאות הניסויים על פריקות חשמליות בגזים מוזלים אפשרו לתומסון להציע מודל אטומי המורכב ממטענים שליליים וחיוביים. המודל האטומי שלו נודע בשם "פודינג שזיפים", מכיוון שלדבריו, אלקטרונים היו מקובעים על פני האטום הטעון חיובי.

3. שֶׁקֶר. ניסויים בהפצצת לוח זהב עם חלקיקי אלפא הובילו את רתרפורד להציע מודל אטומי שבו האטום הוא היה מורכב מגרעין, טעון חיובי, ומרוכז בנפח קטן במיוחד, בניגוד לאלקטרוספרה.

4. נָכוֹן. הפרשנות של מחקרים עם ספקטרום מימן הובילה את בוהר להציע שיש לאטום מסלולים המוגדרים על ידי אנרגיות מסוימות ואלקטרונים נעים בשכבות אלו סביב הליבה.

5. נָכוֹן. במודל האטומי של בוהר, מצבי האנרגיה השונים של אלקטרונים נקראו שכבות או רמות אנרגיה מכיוון שיש להם ערכי אנרגיה ספציפיים. לכן, כאשר אלקטרון מגיע לרמה חיצונית יותר לאלקטרון, הוא חייב לספוג אנרגיה. לאחר החזרה לקליפה הקרובה יותר לגרעין, האלקטרון משחרר אנרגיה.

לדעת יותר על מודלים אטומיים.

שאלה 9

(UFSC) מקור המילה אטום מיוונית ופירושה בלתי ניתן לחלוקה, כלומר, לפי הפילוסופים היוונים, האטום יהיה החלקיק הקטן ביותר של החומר שלא ניתן לחלקו עוד יותר. נכון לעכשיו, רעיון זה אינו מקובל יותר.

לגבי אטומים, נכון לומר ש:

01. לא ניתן לפרק.
02. מורכבים משלושה חלקיקים בסיסיים לפחות.
04. יש חלקיקים חיוביים הנקראים אלקטרונים.
08. יש שני אזורים נפרדים, הגרעין והאלקטרון.
16. יש אלקטרונים שהמטען החשמלי שלהם שלילי.
32. מכילים חלקיקים לא טעונים הנקראים נויטרונים.

סכום ההצהרות האמיתיות הוא:

א) 56
ב) 58
ג) 62
ד) 63

ראה תשובה

חלופה נכונה: א) 56.

01. שֶׁקֶר. על רעיון זה הגנו היוונים בתחילת חקר האטומים.

02. שֶׁקֶר. החלקיקים הידועים ביותר של האטום הם: פרוטונים, אלקטרונים ונויטרונים. עם זאת, כיום ידוע שהפרוטונים והנייטרונים נוצרים על ידי חלקיקים קטנים עוד יותר, הקווארקים.

04. שֶׁקֶר. פרוטונים ניחנים במטען חיובי.

08. נָכוֹן. הגרעין הוא אזור קטן ומרכזי של האטום שבו נמצאים פרוטונים ונייטרונים. באלקטרוספירה נמצאים אלקטרונים הנעים סביב הגרעין.

16. נָכוֹן. לאלקטרונים יש מטען שלילי והם נמצאים באלקטרונים של האטום.

32. נָכוֹן. ניוטרונים הם חלקיקים תת-אטומיים בעלי מסה, אך המטען החשמלי הוא כמעט אפס.

לדעת יותר על אטומים.

שאלה 10

(Ufscar-SP) מודל פשוט יחסית לאטום מתאר אותו כאילו הוא מורכב מגרעין המכיל פרוטונים וניטרונים, ואלקטרונים הסובבים סביב הגרעין.

אחד האיזוטופים של היסוד ברזל מיוצג על ידי הסמל ₂₆⁵⁶אֱמוּנָה. בתרכובות מסוימות, כמו המוגלובין בדם, הברזל נמצא במצב חמצון 2+ (Fe²⁺). בהתחשב רק באיזוטופ הנזכר, נכון לקבוע כי ביון Fe²⁺:

א) מספר הנייטרונים הוא 56, מספר הפרוטונים הוא 26 ומספר האלקטרונים הוא 24.
ב) מספר הנייטרונים + פרוטונים הוא 56 ומספר האלקטרונים הוא 24.
ג) מספר הנייטרונים + פרוטונים הוא 56 ומספר האלקטרונים הוא 26.
ד) מספר הפרוטונים הוא 26 ומספר האלקטרונים הוא 56.
ה) מספר הנייטרונים + פרוטונים + אלקטרונים הוא 56 ומספר הפרוטונים הוא 28.

ראה תשובה

חלופה נכונה: ב) מספר הנייטרונים + פרוטונים הוא 56 ומספר האלקטרונים הוא 24.

מצב החמצון +2 מצביע על כך שאטום הברזל, שבמצב היסוד מכיל 26 אלקטרונים, איבד 2 אלקטרונים, ולכן, מספר האלקטרונים ביון Fe²⁺ é 24.

מספר המסה הוא סכום מספר הפרוטונים והנייטרונים, שבמקרה של ברזל הוא 56.

המשך לבחון את הידע שלך באמצעות:

• תרגילים על אטומים
• תרגילים על מודלים אטומיים
• תרגילים על הפצה אלקטרונית
• תרגילי טבלה תקופתית
• תרגילים לארגון הטבלה המחזורית

הפניות ביבליוגרפיות

ATKINS, P.W.; ג'ונס, לורטה. עקרונות הכימיה: חקירת החיים המודרניים והסביבה. 3.ed. פורטו אלגרה: איש הספרים, 2006.

בראון, תיאודור; למאי, ה. יוג'ין; בורסטן, ברוס אי. כימיה: מדע הליבה. 9 מהדורה. פרנטיס הול, 2005.

USERCO, João; סלבדור, אדגרד. כימיה כללית. מהדורה 12. סאו פאולו: Saraiva, 2006.

• אָטוֹם
• תרגילים על מודלים אטומיים
• תרגילים על אטומים
• אבולוציה של מודלים אטומיים
• מבנה אטומי
• מספרים קוונטיים: מז'ור, מינור, מגנטי וספין
• תרגילים על הטבלה המחזורית
• רדיואקטיביות: מה זה, סוגים, חוקים ותרגילים