Øvelser om atomstruktur (med kommentert mal)

Test kunnskapen din med 10 spørsmål deretter på atomstruktur. Sjekk kommentarene etter tilbakemeldingen for å fjerne tvilen din om emnet.

Spørsmål 1

Atomet er materiens grunnleggende enhet, og de subatomære partiklene som utgjør det er differensiert, for eksempel etter masse, elektrisk ladning og plassering.

Fyll ut tabellen nedenfor med den manglende informasjonen.

Partikkel	Symbol	Pasta (i enhet av atommasse)	Lade (i enhet av elektrisk ladning - c.u.e.)	plassering
Proton		kjerne
Nøytron	Nei		0
Elektron	og	-1	elektrosfære

se svaret

Riktig svar:

Partikkel	Symbol	Pasta (i enhet av atommasse)	Lade (i enhet av elektrisk ladning - c.u.e.)	plassering
Proton	P		+1	kjerne
Nøytron	Nei		0	kjerne
Elektron	og		-1	elektrosfære

De tre fundamentale partiklene som utgjør atomer er: protoner (positivt ladet), nøytroner (nøytrale partikler) og elektroner (negativt ladet).

Kjernen er den sentrale delen av atomet, hvor protonene og nøytronene er. Rundt denne regionen er det elektroner.

O proton (p) er en partikkel som har positiv ladning (+1), atommasse 1 u og befinner seg i atomkjernen.

O elektron (e) er en partikkel som har en positiv ladning (-1), praktisk talt null atommasse, og som befinner seg i elektrosfæren.

O nøytron (n) er en partikkel som har null elektrisk ladning, atommasse 1 u og befinner seg i atomkjernen.

spørsmål 2

Det mest tallrike kjemiske elementet på planeten Jorden er oksygen. I tillegg til å være tilstede i luften og være avgjørende for pusten til levende vesener, utgjør den et uunnværlig stoff for vår overlevelse: vann (H₂O).

Se på følgende tabell med hovedinformasjonen om oksygenatomet og analyser følgende utsagn.

Symbol	O
atomnummer	8
massenummer	16
Elektronisk distribusjon	1s^2 2s^2 2p^4

JEG. Oksygenatomet har 8 protoner.
II. Oksygenatomet har 7 nøytroner.
III. Oksygenatomet har 7 elektroner.
IV. I valensskallet til oksygen er det 6 elektroner.

Utsagnene er riktige:

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

se svaret

Riktig alternativ: c) I og IV.

a) RIKTIG. Atomnummeret til et kjemisk grunnstoff tilsvarer antall protoner i kjernen. Derfor har oksygenatomet, fordi det har Z = 8, 8 protoner.

b) FEIL. Massetallet er summen av antall protoner og nøytroner, det vil si A = Z + n. Ettersom oksygenatomet har 8 protoner, har kjernen også 8 nøytroner.

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

c) FEIL. Grunntilstandsatomet er elektrisk nøytralt. Dette betyr at antall protoner er lik antall elektroner. Siden atomnummeret til oksygen er 8, betyr dette at elektronene også har 8 elektroner.

d) RIKTIG. Valensskallet er det ytterste skallet av atomets elektroner. Ettersom oksygen bare har to lag, så er det ytterste laget lag 2, som inneholder 6 elektroner: 2 elektroner i s-undernivået og 4 elektroner i p-undernivået.

vite mer om Atomstruktur.

spørsmål 3

Elektroner er subatomære partikler som går i bane rundt atomkjernen på veldefinerte energinivåer.

Natrium (Na) er et kjemisk grunnstoff med atomnummer 11 og elektronfordelingen er 1s²2s²2p⁶3s¹.

Når det gjelder arrangementet av elektroner i elektrosfæren til natriumatomet, er det riktig å si det

a) Det eneste skallet fylt med maksimalt antall elektroner er det første skallet.
b) Elektronene til natriumatomet er fordelt på tre energinivåer.
c) Elektronet som brukes til å lage en kjemisk binding med et annet atom må være plassert i det andre elektronskallet til natriumatomet, da det har flest elektroner tilgjengelig.
d) Stabiliteten til natriumatomet oppnås ved å motta elektroner for å fylle det siste elektronskallet fullstendig.

se svaret

Riktig alternativ: b) Elektronene til natriumatomet er fordelt på tre energinivåer.

a) FEIL. Det første og andre laget i den elektroniske distribusjonen har det maksimale antallet elektroner som er mulig.

elektronisk lag	maksimalt antall elektroner	Fordeling av elektroner
K	2	1s^2
L	8	2s^2 2p^6

b) RIKTIG. Til sammen kan et atom inneholde opptil 7 energinivåer, kalt K til Q. Fordi det har 11 elektroner, fyller natriumatomet tre elektronskall: K, L og M.

Energinivå	elektronisk lag	Fordeling av elektroner
1º	K	1s^2
2º	L	2s^2 2p^6
3º	M	3s^1

c) FEIL. Elektronene som brukes til en kjemisk binding er plassert i det ytterste skallet av atomet. Derfor er elektronet som er lokalisert i s undernivå av M-skallet det som vil bli brukt til å lage en assosiasjon med et annet atom.

d) FEIL. Natrium er et element med lav elektronegativitet og har derfor en tendens til å donere elektroner i stedet for å motta dem. Derfor, for å bli stabilt, etablerer natriumatomet en kjemisk binding av ionisk type, fordi når elektronet overføres til et mer elektronegativt atom, dannes ionet Na.⁺, hvis elektroniske distribusjon er 1s² 2s² 2p⁶.

vite mer om elektronisk distribusjon.

spørsmål 4

Nitrogenatomet har atomnummer 7. I grunntilstanden, siden atomet er elektrisk nøytralt, har elektrosfæren til dette kjemiske elementet 7 elektroner.

Å vite at elektronfordelingen av nitrogen er 1s²2s²2p³, fyll riktig inn plasseringen av elektroner i følgende orbitaler.

se svaret

Riktig svar:

Atomorbitaler tilsvarer områdene der det er mest sannsynlig at elektroner finnes. Hver orbital rommer maksimalt 2 elektroner og denne fyllingen gjøres fra den elektroniske distribusjonen.

I den elektroniske distribusjonen av orbitaler fyller vi i utgangspunktet alle orbitalene med et elektron i samme retning, som vender oppover. Etter at alle orbitalene er fylt med et elektron, kan vi gå tilbake til den første orbitalen og sette inn de resterende elektronene, denne gangen i motsatt retning.

Legg merke til at når det gjelder nitrogen, var 2 orbitaler fullt fylt og 3 satt igjen med ufullstendige orbitaler, siden de har uparrede elektroner.

Dette er fordi s-undernivået har én orbital, som rommer maksimalt 2 elektroner, og p-undernivået har tre orbitaler, som maksimalt kan fylles med 6 elektroner.

spørsmål 5

Kvantetall er som koordinater, som har som funksjon å lokalisere elektroner i et atoms elektroner. Hvert elektron har et spesifikt sett med kvantetall.

Knytt kvantetallet (kolonne 1) korrekt til beskrivelsen (kolonne 2).

(I) Hovedkvantenummer
(II) Sekundært kvantenummer
(III) Magnetisk kvantenummer
(IV) Spinn kvantenummer

( ) angir energiundernivået, det vil si energiundernivået som elektronet tilhører.
( ) indikerer rotasjonsretningen til elektronet i en orbital.
( ) angir energinivået, det vil si det elektroniske skallet som elektronet befinner seg i.
( ) indikerer orbitalen der elektronet er, det vil si regionen som mest sannsynlig finner det innenfor et energiundernivå.

Riktig rekkefølge 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 svaret

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

(II) Den sekundært kvantenummer indikerer energi subnivå, det vil si energiundernivået som elektronet tilhører.

(IV) Den spinn kvantenummer indikerer rotasjonssans elektron i en orbital.

(I) Den hovedkvantenummer indikerer energinivå, det vil si det elektroniske skallet som elektronet befinner seg i.

(III) Den magnetisk kvantenummer indikerer orbital der elektronet er, det vil si regionen som mest sannsynlig finner det innenfor et energiundernivå.

vite mer om kvantetall.

spørsmål 6

De viktigste "n", sekundære "l" og magnetiske "m" kvantum for det mest energiske elektronet i jernatomet (Z = 26) er henholdsvis:

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

se svaret

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

Det første trinnet for å svare på dette spørsmålet er å gjøre den elektroniske distribusjonen av jernatomet. Siden atomnummeret er 26, har atomet 26 protoner og følgelig 26 elektroner.

Elektronisk distribusjon av jern: 1s²2s²2p⁶ 3s²3 s⁶4s²3d⁶

Fra dette kan vi trekke ut følgende observasjoner:

• Ta i betraktning at det mest energiske elektronet er i skall 3, så er n = 3;
• Dens undernivå er d, så l = 2;
• d-undernivået har 5 orbitaler. Ved fordeling av elektronene er den siste i -2-orbitalen, så m = -2.

Derfor er det riktige alternativet d) 3, 2, -2.

spørsmål 7

I henhold til antall subatomære partikler kan atomer av kjemiske elementer klassifiseres i

Isotoper: atomer av samme kjemiske element og har derfor samme atomnummer (Z).
Isobarer: atomer av forskjellige kjemiske elementer som har samme massetall (A).
Isotoner: atomer av forskjellige kjemiske elementer som har samme antall nøytroner (n).

Basert på informasjonen ovenfor, vurder følgende alternativer.

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

Utsagnene er riktige.

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

se svaret

Riktig alternativ: d) Alle alternativer.

JEG. RIKTIG. Elementene ₁₇³⁷cl og ₂₀⁴⁰Ca er isotoner fordi de har samme antall nøytroner og forskjellige massetall og atomnummer.

Massetallet beregnes ved å legge til protonene og nøytronene (A= p + n). Fra denne informasjonen kan vi beregne antall nøytroner som følger:

Element A: ₁₇³⁷cl

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

Element B: ₂₀⁴⁰Her

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

II. RIKTIG. Elementene ₂₀⁴⁰ca og ₁₈⁴⁰Ar er isobarer siden de har samme massetall og forskjellige atomnummer;

III. RIKTIG. Elementene ₁¹Hånd ₁²H er isotoper fordi de har samme atomnummer og forskjellige massetall.

vite mer om isotoper, isobarer og isotoper.

spørsmål 8

(UFU-MG) Dalton, Thomson, Rutherford og Bohr er forskere som har bidratt betydelig til utviklingen av atomteori.

Angående atomstrukturen, merk med (T) det eller de sanne alternativene og med (F) det eller de falske.

1. ( ) Dalton postulerte, basert på eksperimentelle bevis, at atomet var en ekstremt liten, massiv og udelelig "ball".
2. ( ) Resultatene av eksperimenter på elektriske utladninger i sjeldne gasser tillot Thomson å foreslå en atommodell bestående av negative og positive ladninger.
3. ( ) Eksperimenter med bombardement av en gullplate med alfapartikler førte Rutherford til foreslå en atommodell der atomet var bygd opp av en kjerne og en elektrosfære av lik størrelser.
4. ( ) Tolkningen av studier med hydrogenspektre førte til at Bohr foreslo at atomet har baner definert av visse energier.
5. ( ) I Bohrs atommodell ble de ulike energitilstandene for elektroner kalt energilag eller nivåer.

Riktig rekkefølge 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 svaret

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

Atommodeller ble utviklet av forskere i et forsøk på å avdekke materiens konstitusjon og studere sammensetningen av atomet.

1. EKTE. Dalton postulerte, basert på eksperimentelle bevis, at atomet var en ekstremt liten, massiv, permanent og udelelig "ball". Derfor, ifølge forskeren, kunne atomer verken skapes eller ødelegges.

2. EKTE. Resultatene av eksperimenter på elektriske utladninger i sjeldne gasser tillot Thomson å foreslå en atommodell bestående av negative og positive ladninger. Atommodellen hans ble kjent som "plommepudding", fordi elektroner ifølge ham ble festet på overflaten av det positivt ladede atomet.

3. FALSK. Eksperimenter med bombardement av en gullplate med alfapartikler førte til at Rutherford foreslo en atommodell der atomet den var bygd opp av en kjerne, positivt ladet og konsentrert i et ekstremt lite volum, i motsetning til elektrosfæren.

4. EKTE. Tolkningen av studier med hydrogenspektre førte til at Bohr foreslo at atomet har baner definert av visse energier og elektroner beveger seg i disse lagene rundt kjerne.

5. EKTE. I Bohrs atommodell ble de forskjellige energitilstandene for elektroner kalt energilag eller nivåer fordi de har spesifikke energiverdier. Derfor, når et elektron går til et nivå mer utenfor elektronet, må det absorbere energi. Ved retur til et skall nærmere kjernen, frigjør elektronet energi.

vite mer om atommodeller.

spørsmål 9

(UFSC) Ordet atom stammer fra gresk og betyr udelelig, det vil si at ifølge de greske filosofene ville atomet være den minste materiepartikkelen som ikke kunne deles videre. Foreløpig er denne ideen ikke lenger akseptert.

Når det gjelder atomer, er det sant å si at:

01. kan ikke desintegreres.
02. består av minst tre fundamentale partikler.
04. har positive partikler kalt elektroner.
08. har to distinkte regioner, kjernen og elektronet.
16. har elektroner med negativ elektrisk ladning.
32. inneholder uladede partikler kalt nøytroner.

Summen av sanne utsagn er:

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

se svaret

Riktig alternativ: a) 56.

01. FALSK. Denne ideen ble forsvart av grekerne i begynnelsen av studiet av atomer.

02. FALSK. De mest kjente partiklene i atomet er: protoner, elektroner og nøytroner. Men i dag er det kjent at protoner og nøytroner dannes av enda mindre partikler, kvarkene.

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

08. EKTE. Kjernen er en liten, sentral region av atomet der protoner og nøytroner er lokalisert. I elektrosfæren er elektroner som beveger seg rundt kjernen.

16. EKTE. Elektroner har negativ ladning og befinner seg i atomets elektroner.

32. EKTE. Nøytroner er subatomære partikler som har masse, men den elektriske ladningen er praktisk talt null.

vite mer om atomer.

spørsmål 10

(Ufscar-SP) En relativt enkel modell for atomet beskriver at det består av en kjerne som inneholder protoner og nøytroner, og elektroner som kretser rundt kjernen.

En av isotopene til grunnstoffet jern er representert med symbolet ₂₆⁵⁶Tro. I noen forbindelser, som blodhemoglobin, er jern i 2+ oksidasjonstilstand (Fe²⁺). Med tanke på bare den nevnte isotopen, er det riktig å si at i Fe-ionet²⁺:

a) antall nøytroner er 56, antall protoner er 26 og antall elektroner er 24.
b) antall nøytroner + protoner er 56 og antall elektroner er 24.
c) antall nøytroner + protoner er 56 og antall elektroner er 26.
d) antall protoner er 26 og antall elektroner er 56.
e) antall nøytroner + protoner + elektroner er 56 og antall protoner er 28.

se svaret

Riktig alternativ: b) antall nøytroner + protoner er 56 og antall elektroner er 24.

+2-oksidasjonstilstanden indikerer at jernatomet, som i grunntilstanden inneholder 26 elektroner, har mistet 2 elektroner og derfor antallet elektroner i Fe-ionet²⁺ é 24.

Massetallet er summen av antall protoner og nøytroner, som for jern er 56.

Fortsett å teste kunnskapen din med:

• Øvelser på atomer
• Øvelser på atommodeller
• Øvelser om elektronisk distribusjon
• Periodiske øvelser
• Øvelser for å organisere det periodiske systemet

Bibliografiske referanser

ATKINS, P.W.; JONES, Loretta. Prinsipper for kjemi: stille spørsmål ved moderne liv og miljø. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2006.

BROWN, Theodore; LEMAY, H. Eugene; BURSTEN, Bruce E. Kjemi: kjernevitenskapen. 9 utg. Prentice Hall, 2005.

USERCO, João; Salvador, Edgard. Generell kjemi. 12. utg. Sao Paulo: Saraiva, 2006.

• Atom
• Øvelser på atommodeller
• Øvelser på atomer
• Evolusjon av atommodeller
• Atomstruktur
• Kvantetall: Major, Minor, Magnetic og Spin
• Øvelser om det periodiske system
• Radioaktivitet: hva det er, typer, lover og øvelser