Cwestiynau Enghreifftiol yn Trafod Strwythur Atomig a Thabl Cyfnodol yr Elfennau
Rhagymadrodd
Mae strwythur atomig a'r tabl cyfnodol o elfennau yn gysyniadau sylfaenol mewn cemeg sy'n ffurfio'r sail ar gyfer deall priodweddau ac ymddygiad gwahanol elfennau. Yn yr erthygl hon, byddwn yn trafod enghreifftiau o broblemau sy'n gysylltiedig â strwythur atomig a'r tabl cyfnodol o elfennau, yn ogystal â'u trafod yn fanwl.
Strwythur Atomig
Cwestiwn Enghraifft 1: Cyfluniad Electron
Cwestiwn: Pennwch gyfluniad electronau'r atom Calsiwm (Ca) sydd â rhif atomig 20.
Trafodaeth:
Mae gan galsiwm rif atomig o 20, sy'n golygu bod ganddo 20 electron. I bennu ei gyfluniad electronau, mae angen i ni ddosbarthu'r electronau yn ôl egwyddor Aufbau, sy'n llenwi orbitalau o'r lefel ynni isaf i'r lefel ynni uchaf.
1. 1s^2 (2 electron)
2. 2s^2 (2 electron)
3. 2p^6 (6 electron)
4. 3s^2 (2 electron)
5. 3p^6 (6 electron)
6. 4s^2 (2 electron)
Felly, cyfluniad electronau Calsiwm (Ca) yw 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2.
Cwestiwn Enghraifft 2: Rhifau Cwantwm
Cwestiwn: Pennwch werth rhif cwantwm yr electron olaf yn yr atom Ocsigen (O) sydd â rhif atomig 8.
Trafodaeth:
Mae gan ocsigen rif atomig 8, felly ei gyfluniad electron yw:
1s^2 2s^2 2p^4
Mae'r electron olaf mewn ocsigen yn yr orbital 2p. Mae angen i ni benderfynu ar rif cwantwm yr electron hwn:
– Prif rif cwantwm (n): 2 (oherwydd ei fod yn yr ail gragen)
– Rhif cwantwm asimwtal (l): 1 (oherwydd orbital p)
– Rhif cwantwm magnetig (m_l): -1, 0, +1 (gall orbit p gael tri chyfeiriadedd)
– Rhif cwantwm sbin (m_s): +1/2 neu -1/2 (gall electronau gael dau gyfeiriadedd sbin)
Ar gyfer yr electron olaf yn 2p^4, mae'r electronau wedi'u llenwi yn ôl rheol Hund, felly byddant yn meddiannu un o'r cyfeiriadau m_l. Er enghraifft, ar gyfer y cyfeiriad m_l = 0, y rhifau cwantwm yw:
– n = 2
– l = 1
– m_l = 0
– m_s = +1/2 neu -1/2 (yn dibynnu ar sbin yr electron)
Tabl Cyfnodol yr Elfennau
Cwestiwn Enghraifft 3: Priodweddau Cyfnodol Elfennau
Cwestiwn: Cymharwch faint atomau sodiwm (Na) â chlorin (Cl) a rhowch reswm dros y gwahaniaeth mewn maint.
Trafodaeth:
Mae sodiwm a chlorin yn yr un cyfnod (cyfnod 3) ond mewn gwahanol grwpiau:
– Mae Na yng ngrŵp 1
– Mae Cl yng ngrŵp 17
Mae maint atomig (radiws atomig) yn lleihau o'r chwith i'r dde ar draws cyfnod oherwydd bod y cynnydd mewn gwefr niwclear (mwy o brotonau) yn arwain at dynfa gryfach ar electronau yn yr un plisgyn. Mae hyn yn achosi i'r plisgyn electron gael eu tynnu'n agosach at y niwclews.
Felly, mae maint atom sodiwm (Na) yn fwy na maint atom clorin (Cl) oherwydd bod Na wedi'i leoli'n gynharach yn y cyfnod. Mewn geiriau eraill, mae electronau falens Na wedi'u gwasgaru'n fwy na rhai Cl, felly mae gan Na radiws atomig mwy.
Cwestiwn Enghraifft 4: Rhif Ocsidiad
Cwestiwn: Pennwch rif ocsidiad yr elfen sylffwr yn H2SO4.
Trafodaeth:
I bennu rhif ocsidiad sylffwr mewn asid sylffwrig (H₂SO₄), rydym yn dilyn y rheolau ar gyfer pennu rhifau ocsidiad:
– Yn gyffredinol, mae gan hydrogen (H) rif ocsideiddio o +1.
– Yn gyffredinol, mae gan ocsigen (O) rif ocsideiddio o -2.
Gadewch i ni dybio bod rhif ocsidiad sylffwr yn H₂SO₄ yn x. Yna yn ôl y rheol rhaid i gyfanswm nifer y rhifau ocsidiad mewn un moleciwl fod yn hafal i gyfanswm gwefr y moleciwl (sydd â niwtraliaeth yn 0):
Swm:
2(H) + 1(S) + 4(O) = 2(+1) + x + 4(-2) = 2 + x – 8 = 0
Cyfrifo x:
2 + x – 8 = 0
x – 6 = 0
x = +6
Felly, rhif ocsidiad sylffwr (S) mewn H₂SO₄ yw +6.
Adweithedd Cemegol
Cwestiwn Enghraifft 5: Adweithedd
Cwestiwn: Pam mae fflworin (F) yn fwy adweithiol na chlorin (Cl)?
Trafodaeth:
Mae adweithedd yr halogenau (grŵp 17) yn tueddu i leihau wrth i'r nifer atomig gynyddu. Mae fflworin yn fwy adweithiol na chlorin am sawl rheswm sy'n gysylltiedig â strwythur atomig:
1. Ynni Ioneiddio:
Mae gan fflworin egni ïoneiddio uwch na chlorin, sy'n golygu ei bod hi'n haws i atomau fflworin ddenu electronau o atomau eraill.
2. Affinedd Electron:
Mae gan fflworin affinedd electron uchel iawn, sy'n golygu ei fod yn tueddu i ennill electronau yn haws na chlorin.
3. Maint Atomig:
Mae gan fflworin faint atomig llai na chlorin. Mae'r electronau falens mewn fflworin yn agosach at y niwclews, felly mae'r atyniad electrostatig i'r electronau newydd yn fwy.
Felly, mae'r tri ffactor hyn gyda'i gilydd yn cynyddu gallu fflworin i ryngweithio â sylweddau eraill, gan ei wneud yn fwy adweithiol na chlorin.
Casgliad
Mae deall strwythur atomig a'r tabl cyfnodol o elfennau yn hanfodol mewn cemeg. Yn yr erthygl hon, rydym wedi ymdrin ag amryw o broblemau enghreifftiol ynghyd ag esboniadau manwl. Mae'r rhain yn cynnwys cyfluniadau electronau, rhifau cwantwm, priodweddau cyfnodol elfennau, rhifau ocsideiddio, ac adweithedd cemegol. Gyda dealltwriaeth dda o'r cysyniadau hyn, gallwn ddeall priodweddau ac ymddygiad yr amrywiol elfennau yn y bydysawd yn well.
