የአቶሚክ መዋቅርን እና የፔሪዮዲክ ኤለመንቶችን ሰንጠረዥ የሚመለከቱ ምሳሌዎች ጥያቄዎች

የአቶሚክ መዋቅርን እና ወቅታዊ የንጥረ ነገሮች ሰንጠረዥን የሚመለከቱ የምሳሌ ጥያቄዎች

ፔንዳሁሉአን
የአቶሚክ መዋቅር እና የንጥረ ነገሮች ወቅታዊ ሰንጠረዥ በኬሚስትሪ ውስጥ የተለያዩ ንጥረ ነገሮችን ባህሪያት እና ባህሪ ለመረዳት መሰረት የሚሆኑ መሰረታዊ ፅንሰ ሀሳቦች ናቸው። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ ከአቶሚክ መዋቅር እና ከንጥረ ነገሮች ወቅታዊ ሰንጠረዥ ጋር የተያያዙ ችግሮችን ምሳሌዎችን እንወያያለን እንዲሁም በዝርዝር እንወያያቸዋለን።

የአቶሚክ መዋቅር

ምሳሌ ጥያቄ 1፡ የኤሌክትሮን ውቅር
ጥያቄ፡ የአቶሚክ ቁጥር 20 ያለው የካልሲየም (ካ) አቶም የኤሌክትሮን ውቅር ይወስኑ።

ውይይት፡
ካልሲየም 20 የአቶሚክ ቁጥር አለው፣ ይህም ማለት 20 ኤሌክትሮኖች አሉት ማለት ነው። የኤሌክትሮን ውቅርን ለመወሰን፣ ኤሌክትሮኖቹን ከዝቅተኛው የኃይል ደረጃ እስከ ከፍተኛው የኃይል ደረጃ ድረስ በሚሞላው የኦፍባው መርህ መሠረት ማሰራጨት አለብን።

1. 1s^2 (2 ኤሌክትሮኖች)
2. 2s^2 (2 ኤሌክትሮኖች)
3. 2p^6 (6 ኤሌክትሮኖች)
4. 3s^2 (2 ኤሌክትሮኖች)
5. 3p^6 (6 ኤሌክትሮኖች)
6. 4s^2 (2 ኤሌክትሮኖች)

ስለዚህ፣ የካልሲየም (Ca) የኤሌክትሮን ውቅር 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 ነው።

ምሳሌ ጥያቄ 2፡ የኳንተም ቁጥሮች
ጥያቄ፡- በኦክስጅን አቶም (O) ውስጥ ያለው የአቶሚክ ቁጥር 8 ያለው የመጨረሻው ኤሌክትሮን የኳንተም ቁጥር እሴት ይወስኑ።

ውይይት፡
ኦክስጅን የአቶሚክ ቁጥር 8 አለው፣ ስለዚህ የኤሌክትሮኑ ውቅር የሚከተለው ነው፡

1s^2 2s^2 2p^4

በኦክስጅን ውስጥ ያለው የመጨረሻው ኤሌክትሮን በ2p ምህዋር ውስጥ ነው። የዚህን ኤሌክትሮን የኳንተም ቁጥር መወሰን አለብን፡

– ዋና የኳንተም ቁጥር (n): 2 (ምክንያቱም በሁለተኛው ቅርፊት ውስጥ ስለሆነ)
– የአዚሙታል ኳንተም ቁጥር (l): 1 (በ p orbital ምክንያት)
– ማግኔቲክ ኳንተም ቁጥር (m_l): -1፣ 0፣ +1 (p ምህዋር ሶስት አቅጣጫዎች ሊኖሩት ይችላል)
– የስፒን ኳንተም ቁጥር (m_s): +1/2 ወይም -1/2 (ኤሌክትሮኖች ሁለት የስፒን አቅጣጫዎች ሊኖራቸው ይችላል)

በ2p^4 ውስጥ ላለው የመጨረሻው ኤሌክትሮን፣ ኤሌክትሮኖቹ በሃንድ ደንብ መሰረት ይሞላሉ፣ ስለዚህ ከ m_l አቅጣጫዎች አንዱን ይይዛሉ። ለምሳሌ፣ ለ m_l = 0 አቅጣጫ፣ የኳንተም ቁጥሮች የሚከተሉት ናቸው፡

– n = 2
– l = 1
– m_l = 0
– m_s = +1/2 ወይም -1/2 (እንደ ኤሌክትሮን ስፒን ይለያያል)

ወቅታዊ የኤለመንቶች ሰንጠረዥ

ምሳሌ ጥያቄ 3፡ የኤለመንቶች ወቅታዊ ባህሪያት
ጥያቄ፡ የሶዲየም (ና) አቶሞችን መጠን ከክሎሪን (ሲል) ጋር ያወዳድሩ እና በመጠን ላይ ላለው ልዩነት ምክንያት ይስጡ።

ውይይት፡
ሶዲየም እና ክሎሪን በተመሳሳይ ጊዜ ውስጥ ናቸው (ክፍል 3) ነገር ግን በተለያዩ ቡድኖች ውስጥ ናቸው፡

– ና በቡድን 1 ውስጥ ነው
– ክሌር በቡድን 17 ውስጥ ይገኛል

የአቶሚክ መጠን (የአቶሚክ ራዲየስ) በአንድ ክፍለ ጊዜ ውስጥ ከግራ ወደ ቀኝ ይቀንሳል ምክንያቱም የኑክሌር ቻርጅ መጨመር (ተጨማሪ ፕሮቶኖች) በተመሳሳይ ቅርፊት ውስጥ ባሉ ኤሌክትሮኖች ላይ ጠንካራ መሳብ ያስከትላል። ይህም የኤሌክትሮን ዛጎሎች ወደ ኒውክሊየስ እንዲጠጉ ያደርጋል።

ስለዚህ፣ የሶዲየም (ና) አቶም መጠን ከክሎሪን (Cl) መጠን ይበልጣል ምክንያቱም ና በተጠቀሰው ጊዜ መጀመሪያ ላይ ስለሚገኝ። በሌላ አነጋገር፣ የና (Na) ቫለንሲንግ ኤሌክትሮኖች ከCl የበለጠ ርቀት ላይ ስለሚገኙ ና (Na) ትልቅ የአቶሚክ ራዲየስ አለው።

ምሳሌ ጥያቄ 4፡ የኦክሳይድ ቁጥር
ጥያቄ፡ በ H2SO4 ውስጥ የሰልፈር ንጥረ ነገር የኦክሳይድ ቁጥርን ይወስኑ።

ውይይት፡
በሰልፈሪክ አሲድ (H₂SO₄) ውስጥ ያለውን የሰልፈር የኦክሳይድ መጠን ለማወቅ፣ የኦክሳይድ ቁጥሮችን ለመወሰን ደንቦችን እንከተላለን፡

– ሃይድሮጂን (H) በአጠቃላይ የ +1 የኦክሳይድ መጠን አለው።
– ኦክስጅን (O) በአጠቃላይ የኦክሳይድ መጠን -2 ነው።

በ H₂SO₄ ውስጥ ያለው የሰልፈር የኦክሳይድ ቁጥር x እንደሆነ እናስብ። ከዚያም በደንቡ መሠረት በአንድ ሞለኪውል ውስጥ ያለው አጠቃላይ የኦክሳይድ ቁጥሮች ከሞለኪዩሉ ጠቅላላ ክፍያ ጋር እኩል መሆን አለባቸው (ይህም ገለልተኛ 0 ነው)፡

መጠን፡

2(H) + 1(S) + 4(O) = 2(+1) + x + 4(-2) = 2 + x – 8 = 0

x በማስላት ላይ፡

2 + x – 8 = 0
x – 6 = 0
x = +6

ስለዚህ፣ በ H₂SO₄ ውስጥ ያለው የሰልፈር (S) የኦክሳይድ ቁጥር +6 ነው።

የኬሚካል ምላሽ ሰጪነት

ምሳሌ ጥያቄ 5፡ ምላሽ ሰጪነት
ጥያቄ፡ ፍሎራይን (F) ከክሎሪን (Cl) የበለጠ ምላሽ የሚሰጠው ለምንድን ነው?

ውይይት፡
የሃሎጅኖች (ቡድን 17) ምላሽ ሰጪነት እየጨመረ ሲሄድ የመቀነስ አዝማሚያ አለው። ፍሎሪን ከአቶሚክ መዋቅር ጋር በተያያዙ በርካታ ምክንያቶች ከክሎሪን የበለጠ ምላሽ ሰጪ ነው፡

1. የአዮናይዝድ ኃይል፡
ፍሎሪን ከክሎሪን የበለጠ የአዮኒዜሽን ኃይል አለው፣ ይህም ማለት የፍሎሪን አቶሞች ከሌሎች አቶሞች ኤሌክትሮኖችን ለመሳብ ቀላል ነው ማለት ነው።

2. የኤሌክትሮን ትስስር፡
ፍሎሪን በጣም ከፍተኛ የኤሌክትሮን ትስስር አለው፣ ይህም ማለት ከክሎሪን ይልቅ ኤሌክትሮኖችን በቀላሉ የማግኘት አዝማሚያ አለው ማለት ነው።

3. የአቶሚክ መጠን፡
ፍሎሪን ከክሎሪን ያነሰ የአቶሚክ መጠን አለው። በፍሎሪን ውስጥ ያሉት የቫለንስ ኤሌክትሮኖች ከኒውክሊየስ ጋር ቅርብ ናቸው፣ ስለዚህ ወደ አዲሶቹ ኤሌክትሮኖች የሚስበው ኤሌክትሮስታቲክ የበለጠ ነው።

ስለዚህ፣ እነዚህ ሶስት ነገሮች አንድ ላይ ሆነው የፍሎሪን ከሌሎች ንጥረ ነገሮች ጋር የመገናኘት ችሎታን ይጨምራሉ፣ ይህም ከክሎሪን የበለጠ ምላሽ ሰጪ ያደርገዋል።

ከሲምፑላን
የአቶሚክ አወቃቀርን እና የንጥረ ነገሮች ወቅታዊ ሰንጠረዥን መረዳት በኬሚስትሪ ውስጥ ወሳኝ ነው። በዚህ ጽሑፍ ውስጥ፣ ዝርዝር ማብራሪያዎችን ጨምሮ የተለያዩ የምሳሌ ችግሮችን ሸፍነናል። እነዚህም የኤሌክትሮን ውቅሮች፣ የኳንተም ቁጥሮች፣ የንጥረ ነገሮች ወቅታዊ ባህሪያት፣ የኦክሳይድ ቁጥሮች እና የኬሚካል ምላሽ ያካትታሉ። እነዚህን ፅንሰ ሀሳቦች በደንብ በመረዳት፣ በአጽናፈ ዓለም ውስጥ ያሉ የተለያዩ ንጥረ ነገሮችን ባህሪያት እና ባህሪ በተሻለ ሁኔታ መረዳት እንችላለን።