گام به گام تمرین های دوره ای صفحه 42 درس کیهان زادگاه الفبای هستی شیمی (1)

1) بررسی نمونه ای از یك شهاب سنگ نشان داد كه در این شهاب سنگ ایزوتوپ های Fe (با عدد جرمی 54)، Fe (با عدد جرمی 54)، Fe (با عدد جرمی 54) وجود دارد.

آ) آرایش الكترونی Fe (با عدد اتمی 26) را رسم كنید.

ب) موقعیت آهن را در جدول دوره ای عنصرها مشخص كنید.

پ) آهن به كدام دسته از عنصرهای جدول تعلق دارد؟

ت) آیا آرایش الكترونی ایزوتوپ های آهن یكسان است؟ چرا؟

٢) با استفاده از آرایش الكترون ـ نقطه ای اتم ها در هر مورد، روند تشكیل، نام و فرمول شیمیایی تركیب یونی حاصل از واكنش اتم های داده شده را مشخص كنید.

آ) K (با عدد اتمی 19) با F (با عدد اتمی 9)

ب) Ca (با عدد اتمی 20) با N (با عدد اتمی 7)

پ) Al (با عدد اتمی 13) با F (با عدد اتمی 9)

٣) با توجه به شكل:

آ) جرم اتمی میانگین منیزیم را به دست آورید.

ب) مفهوم هم مکانی را توضیح دهید.

٤) هرگاه یك جریان الكتریكی متناوب و 110 ولتی به یك خیار شور اعمال شود، خیار شور مانند شكل زیر شروع به درخشیدن می كند. علت ایجاد نور رنگی را توضیح دهید.

٥) آرایش الكترونی اتم های باریم و ید به شما داده شده است؛ با توجه به آن:

آ) پیش بینی كنید كه هر یك از اتم های باریم و ید در شرایط مناسب به چه یونی تبدیل می شود؟

ب) فرمول شیمیایی تركیب یونی حاصل از واكنش باریم با ید را بنویسید.

6) اگر میانگین جرم هر اتم بور در حدود ^23-10×1.793 گرم باشد، جرم مولی آن را حساب و با جدول دوره ای مقایسه کنید.

7) گرافیت دگر شكلی از كربن است. در قرن شانزدهم میلادی قطعه بزرگی از گرافیت خالص كشف شد كه بسیار نرم بود. به دلیل شکل ظاهری گرافیت، مردم در آن زمان می پنداشتند كه گرافیت از سرب تشكیل شده است. امروزه با آنکه می دانیم مغز مداد از جنس گرافیت است، اما این ماده همچنان به سرب مداد معروف است. در 0/36 گرم گرافیت خالص، چند مول كربن و چند اتم كربن وجود دارد؟

8) در جدول رو به رو عنصرهایی نشان داده شده است كه در دما و فشار اتاق به شكل مولكول های دو اتمی وجود دارند. با استفاده از آرایش الكترون ـ نقطه ای، ساختار این مولكول ها را رسم كنید.

9) هر یك از شكل های زیر برشی از اتم یك عنصر را نشان می دهد؛ با توجه به آن:

آ) موقعیت هر عنصر را در جدول دوره ای تعیین كنید.

ب) كدام اتم (ها) تمایلی به انجام واکنش و ترکیب شدن ندارد؟ چرا؟

پ) آرایش الكترون ـ نقطه ای (2) و (3) را رسم و پیش بینی كنید هر یك از این اتم ها در واكنش با فلوئور چه رفتاری دارد؟

ت) در اتم (4) چند زیر لایه به طور كامل از الكترون ها پر شده است؟ توضیح دهید.

10) دانش آموزی با استفاده از مدل فضاپرکن کربن دی اکسید مطابق شکل زیر توانست، جرم یک مولکول از آن را برحسب amu به درستی محاسبه کند.

آ) روش کار او را توضیح دهید.

ب) جرم یک مول از مولکول نشان داده شده چند گرم است؟ چرا؟

پ) جرم مولی کربن دی اکسید را با استفاده از داده ها در جدول دوره ای به دست آورید.

ت) با استفاده از داده های جدول دورهای عنصرها، جرم مولی هریک از ترکیب های زیر را برحسب گرم بر مول به دست آورید.

Cl₂, HCl, NaCl, CaF₂, SO₃, Al₂O₃

11) به پرسش های زیر پاسخ دهید.

آ) پتاسیم سه ایزوتوپ با نمادهای \({}^{41}K\,,\,{}^{40}K\,,\,{}^{39}K\) دارد، با توجه به جرم اتمی میانگین پتاسیم در جدول دوره ای عنصرها، مشخص کنید که بیشترین درصد فراوانی مربوط به کدام ایزوتوپ است؟

ب) برم دو ایزوتوپ با نمادهای \({}^{79}Br\) (با جرم اتمی 78/92 واحد جرم اتمی) و \({}^{81}Br\) (با جرم اتمی 80/92 واحد جرم اتمی) دارد و جرم اتمی میانگین آن برابر 79/9 واحد جرم اتمی است. آیا نتیجه گیری زیر درست است؟ چرا؟

«درصد فراوانی ایزوتوپ های برم تقریبا برابر است.»

12) با مراجعه به جدول دوره ای عنصرها، فرمول چند ترکیب یونی دوتایی را بنویسید که فرمول عمومی آنها به شکل زیر باشد (X و Y می توانند نماینده عنصرهای گوناگون باشند) (توجه: برای پاسخ دادن به این پرسش، ١٨ عنصر اول جدول دوره ای عنصرها به جز بریلیم، بور و آلومینیوم را در نظر بگیرید.)

آ) XY

ب) X₂Y

پ) XY₂

ت) X₃Y

13) آ) پژوهشگران در حفاری یک شهر قدیمی، تکه ای از یک ظرف سفالی پیدا کردند. آنها برای یافتن نوع عنصرهای فلزی آن به آزمایشگاه شیمی مراجعه کردند و از این نمونه طیف نشری گرفتند. شکل زیر الگویی از طیف نشری خطی این سفال و چند عنصر فلزی را نشان می دهد. با توجه به آن پیش بینی کنید چه فلزهایی در این سفال وجود دارد؟

مس و کروم

مس و جیوه

کلسیم و کروم

ب) طیف های نشری خطی دو نمونه مجهول، طول موج های زیر را نشان می دهند.

(نمونه 1) 578، 522، 515، 511، 481، 468، 361 نانومتر

(نمونه 2) 521، 496، 485، 461، 431، 429، 427، 425، 421، 408، 361، 357 نانومتر

با توجه به آنها و طیف نشری خطی عنصرهای داده شده در شکل زیر، پیش بینی کنید در هر نمونه چه فلزهایی وجود دارد؟ (گاهی تعدادی از خط های طیف نشری خطی عنصرها به دلیل شدت کم مشاهده نمی شوند.)

14- عنصر Z یکی از عنصرهای دوره سوم جدول دوره ای عنصرهاست که در ساختار آرایش الکترون نقطه ای آن سه الکترون تک (جفت نشده) وجود دارد. اتم این عنصر می تواند در برخی واکنش ها سه الکترون به اشتراک بگذارد و در برخی واکنش ها سه الکترون بگیرد. آرایش الکترونی آن را رسم کنید.

15- اتم های زیر را برحسب کاهش تعداد نوترون مرتب کنید.

\(\begin{array}{l}{}_{50}^{120}Sn\,\,\,\,\,\,\,{}_{18}^{40}Ar\,\,\,\,\,\,\,{}_{52}^{122}Te\,\,\,\,\,\,\,{}_{29}^{59}Cu\,\,\,\,\,\,\,\\\\{}_{48}^{112}Cd\,\,\,\,\,\,\,{}_{27}^{58}Co\,\,\,\,\,\,\,{}_{19}^{39}K\end{array}\)

16- با مراجعه به جدول دوره ای عنصرها، در کدام گونه های شیمیایی زیر تعداد نوترون ها برابر با مجموع «تعداد پروتون ها و نصف الکترون ها» است؟

\(\begin{array}{l}{}^{24}M{g^{2 + }}\,\,\,\,,\,\,\,\,{}^{47}Cr\,\,\,\,,\,\,\,{}^{60}\,C{o^{3 + }}\,\,\,\,,\,\,\,\\\\{}^{35}C{l^ - }\,\,\,\,,\,\,\,{}^{124}\,S{n^{2 + }}\,\,\,\,,\,\,\,\,{}^{90}Sr\end{array}\)

17- درباره اتم مس (با عدد اتمی 29) در حالت پایه، به پرسش های زیر پاسخ دهید.

آ) آرایش الکترونی آن را نوشته و شماره گروه و دوره آن را تعیین کنید.

ب) چند الکترون با عدد کوانتومی l=0 و چند الکترون با عدد کوانتومی l=2 دارد؟

پ) در بیرونی ترین لایه آن چند الکترون وجود دارد؟

ت) در بیرونی ترین زیرلایه آن چند الکترون وجود دارد؟

ث) چند زیرلایه نیمه پر و پر وجود دارد؟

1) آ) پاسخ به صورت زیر خواهد بود:

ب) دوره چهارم گروه هشتم. (6+2=8)

پ) دسته d

ت) بله زیرا عدد اتمی Z یکسان دارند.

2) پاسخ به صورت زیر خواهد بود

3) آ) پاسخ به صورت زیر خواهد بود:

ب) موقعیت هر عنصر در جدول دوره ای عناصر توسط عدد اتمی آن مشخص می شود و از آن جا که ایزوتوپ های یک عنصر عدد اتمی یکسانی دارند پس در جدول دوره ای عناصر در یک مکان قرار گرفته اند.

4) یون سدیم موجود در نمک طعام به کار رفته در تهیه خیار شور در اثر عبور جریان تحریک شده و نور زرد را نشر می دهد.

5) آ) Ba : گروه دوم                  I : گروه 17                    I-  ,   Ba²⁺

ب) BaI₂

6)

مقدار بدست آمده با مقداری که در جدول دوره ای (10.80) وجود دارد تقریبا برابر است.

7)

8) پاسخ به صورت زیر خواهد بود:

9) آ) اتم 1 : دوره 1         گروه 18                   اتم 2 : دوره 2           گروه 18

اتم 3 : دوره 3              گروه 2                    اتم 4 : دوره 4           گروه 10

ب) اتم 1 و 2 زیرا لایه ظرفیت آنها کامل میشود.

پ) اتم 3     A                 اتم 2    M

اتم 2 وارد واکنش نمی شود زیرا لایه ظرفیت آن کامل است اما اتم 3 با آن وارد واکنش می شود و ترکیب AF₂ تشکیل می دهد.

ت) شش زیر لایه

10) آ) مجموع جرم اتم های سازنده ی آن را بر حسب با هم جمع می کند.

ب)

دلیل تفاوت تقریب در جرم های اتمی و ثابت های به کار رفته (شامل عدد آووگادر و جرم معادل 1amu) می باشد.

پ)

ت)

11) آ) درصد فراوانی \({}^{39}K\) از دیگر ایزوتوپ ها بیشتر است؛ چرا که وزن جرمی آن به عدد 39 نزدیکتر از دو عدد دیگر است.

ب) بله، درست می باشد؛ زیرا عدد جرمی میانگین آن تقریبا برابر میانگین دو عدد جرمی ایزوتوپ ها می باشد.

12) آ) \(NaCl\,,\,KCl\,,\,MgO\,,\,KI\,,\,CaO\)

ب) \(N{a_2}O\,,\,{K_2}O\,,\,R{b_2}S\,,\,{K_2}S\,,\,N{a_2}S\)

پ) \(MgC{l_2}\,,\,Mg{I_2}\,,\,CaC{l_2}\,,\,Ca{I_2}\,,\,Mg{F_2}\)

ت) \(N{a_3}N\,,\,{K_3}N\,,\,N{a_3}P\,,\,{K_3}P\,,\,{K_3}As\) 

13) آ) با توجه به طیف نشری خطی متوجه می شویم که مجموع دو طیف مس و جیوه است که در نمونه بوجود آمده است.

ب)

14) در دوره سوم جدول تناوبی تنها اتم هایی که بتوانند سه الکترون از دست بدهند و یا سه الکترون به دست آورند فقط اتم های Al و P است که بین این دو اتم، فقط اتم P می باشد که می تواند سه الکترون بدهند و سه الکترون به دست آورد. بنابراین آرایش الکترونی آن به صورت زیر است:

\(\left[ {{}_{15}P} \right]:1{s^2}\,2{s^2}2{p^6}3{s^2}3{p^3}\)

15) از تعداد کم (سمت چپ) به تعداد بیشتر نوترون (سمت راست):

\(\underbrace {{}_{19}^{39}K}_{n = 20}\,\,\,\,\underbrace {{}_{18}^{40}Ar}_{n = 22}\,\,\underbrace {{}_{29}^{59}Cu}_{n = 30}\,\,\,\underbrace {{}_{27}^{58}Co}_{n = 31}\,\,\,\underbrace {{}_{48}^{112}Cd}_{n = 64}\,\,\,\underbrace {{}_{50}^{120}Sn}_{n = 70}\,\,\underbrace {{}_{52}^{122}Te}_{n = 70}\)

16) فقط در یک گونه چنین خواسته ای از مسئله پیدا می شود:

17) آ) ردیف 4 و گروه 11 جدول تناوبی و آرایش الکترونی آن به صورت زیر است:

\(\begin{array}{l}\left[ {_{29}Cu} \right]:1{s^2}\,2{s^2}\,2{p^6}\,3{s^2}\,3{p^6}4{s^1}3{d^{10}}\\ \Rightarrow \left[ {_{29}Cu} \right]:1{s^2}\,2{s^2}\,2{p^6}\,3{s^2}\,3{p^6}3{d^{10}}4{s^1}\end{array}\)

ب) در زیر لایه  s، 2 الکترون با l=0 ، در زیر لایه p ، 2 الکترون با l=0 و در زیر لایه d هم 2 الکترون با l=0 وجود دارد؛ در نتیجه تعداد l=0 برابر 7 عدد است که وقتی در عدد 2 ضرب می شود، 14 الکترون می شود، ولی در نهایت 1 الکترون باید کم کنیم؛ چرا که در بیرونی ترین لایه، یک الکترون وجود دارد.

تنهاترین زیر لایه ای که در این اتم l=2 دارد، فقط d می باشد که 1 عدد جایگاه l=2 دارد؛ و چون الکترون آن تکمیل است، بنابراین 2 عدد الکترون با چنان ویژگی خواسته شده در اتم مس می یابیم.

پ) در بیرونی ترین لایه آن یعنی n=4 یک الکترون وجود دارد.

ت) در بیرونی ترین زیر لایه آن یعنی \(4{s^1}\) یک الکترون وجود دارد.

ث) 6 زیر لایه پر  و یک عدد زیر لایه نیمه پر داریم.