Ատոմի կառուցվածքը քննարկող հարցերի օրինակներ

Ատոմի կառուցվածքի վերաբերյալ հարցերի նմուշներ. Քիմիայի հիմունքների բացահայտում

Ատոմի կառուցվածքը քիմիայի հիմնարար հասկացություն է, որը կարևոր է հասկանալու համար: Ատոմը քիմիական տարրի ամենափոքր միավորն է, որը դեռևս պահպանում է այդ տարրի հատկությունները: Ատոմի կառուցվածքի հասկացողությունը մեզ օգնում է հասկանալ նյութի ֆիզիկական և քիմիական հատկությունները: Այս հոդվածում մենք կքննարկենք մի քանի օրինակելի խնդիրներ և դրանց լուծումները՝ ատոմի կառուցվածքի մեր ըմբռնումը խորացնելու համար:

Ատոմային կառուցվածքի ներածություն

Ատոմի կառուցվածքի մասին գիտելիքները սկսվել են Դալթոնի ատոմային մոդելից, որը պնդում էր, որ ատոմները ամենափոքր մասնիկներն են, որոնք չեն կարող հետագայում բաժանվել: Սակայն, գիտության զարգացմանը զուգընթաց, այս հայեցակարգը զարգացավ այնպիսի տեսությունների միջոցով, ինչպիսիք են Ջ.Ջ. Թոմսոնի չամիչի պուդինգի մոդելը, Ռադերֆորդի ատոմային մոդելը և վերջապես Շրյոդինգերի և Հայզենբերգի կողմից առաջարկված քվանտային մեխանիկայի մոդելը:

Ատոմների հիմնական բաղադրիչները

Նախքան օրինակելի խնդիրներին անդրադառնալը, կարևոր է հասկանալ ատոմի հիմնական բաղադրիչները.
1. Պրոտոններ. Ատոմի միջուկում տեղակայված դրական լիցքավորված մասնիկներ։
2. Նեյտրոններ. չեզոք մասնիկներ, որոնք նույնպես գտնվում են ատոմի միջուկում պրոտոնների հետ միասին։
3. Էլեկտրոններ. Բացասական լիցքավորված մասնիկներ, որոնք շարժվում են միջուկի շուրջը որոշակի օրբիտալներով։

Հարցերի և քննարկման նմուշներ

Հարց 1. Պրոտոնների, նեյտրոնների և էլեկտրոնների քանակի որոշում

Հարց՝
Ածխածնի ատոմն ունի 6 ատոմային թիվ և 12 զանգվածային թիվ։ Որոշեք ատոմում պրոտոնների, նեյտրոնների և էլեկտրոնների քանակը։

Քննարկում.
Ատոմային թիվը ցույց է տալիս ատոմում պրոտոնների քանակը։ Այսպիսով, ածխածնի համար՝
– Պրոտոնների քանակը = 6
Քանի որ ատոմը չեզոք է, էլեկտրոնների քանակը պետք է հավասար լինի պրոտոնների քանակին։
– Էլեկտրոնների քանակը = 6
Զանգվածային թիվը պրոտոնների և նեյտրոնների գումարն է։ Հետևաբար,
– Նեյտրոնների քանակը = զանգվածային թիվը – Պրոտոնների քանակը = 12 – 6 = 6

Այսպիսով, ածխածնի ատոմը ունի 6 պրոտոն, 6 նեյտրոն և 6 էլեկտրոն։

Հարց 2. Էլեկտրոնի կոնֆիգուրացիա

Հարց՝
Գրեք 8 ատոմային համար ունեցող թթվածնի ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան։

Քննարկում.
Էլեկտրոնների կոնֆիգուրացիան որոշվում է Աուֆբաուի սկզբունքի հիման վրա, որը նշում է, որ էլեկտրոնները նախ լրացնում են օրբիտալները՝ ըստ իրենց ամենացածր էներգիայի մակարդակների: Օրբիտալների լրացման հերթականությունը հետևյալն է.

1-ներ, 2-ներ, 2-ներ, 3-ներ, 3-ներ, 4-ներ, 3-րդ, 4-ներ, 5-րդ, 4-րդ, 5-րդ, 6-րդ, 4-րդ, 5-րդ, 6-րդ

8-րդ ատոմային համարի համար՝
– Առաջին 2 էլեկտրոնները լրացնում են 1s օրբիտալը -> 1s²
– Հետևյալ 2 էլեկտրոնները լրացնում են 2s օրբիտալը -> 2s²
– Վերջին 4 էլեկտրոնները լրացնում են 2p օրբիտալը -> 2p⁴

Այսպիսով, էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան 1s² 2s² 2p⁴ է։

Հարց 3. Իզոտոպներ և հարաբերական ատոմային զանգված

Հարց՝
Քլորն ունի երկու հիմնական իզոտոպ՝ Cl-35 և Cl-37: Եթե Cl-35 իզոտոպի առատությունը 75.77% է, իսկ Cl-37-ը՝ 24.23%, հաշվարկեք քլորի հարաբերական ատոմային զանգվածը:

Քննարկում.
Քլորի հարաբերական ատոմային զանգվածը (Ar) կարելի է հաշվարկել՝ օգտագործելով յուրաքանչյուր իզոտոպի միջին առատությունը՝
\[ Ar = (\text{Իզոտոպի առատությունը 1} \times \text{Իզոտոպի 1 զանգվածը}) + (\text{Իզոտոպի առատությունը 2} \times \text{Իզոտոպի 2 զանգվածը}) \]

Փոխարինեք առատությունը տասնորդական ձևով՝
\[ Ար = (0.7577 \times 35) + (0.2423 \times 37) \]
\[ Ար = 26.5195 + 8.9651 \]
\[ Ար = 35.4846 \]

Այսպիսով, քլորի հարաբերական ատոմային զանգվածը մոտ 35.48 է։

Հարց 4. Էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան իոններում

Հարց՝
Գրեք 13 ատոմային համարով ալյումինի իոնի (Al³⁺) էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան։

Քննարկում.
13 ատոմային համարով ալյումինի (Al) ատոմի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան՝
1վ² 2վ² 2պ⁶ 3վ² 3պ¹

Al³⁺ իոնում 3 էլեկտրոնի կորուստը տեղի է ունենում ամենահեռու օրբիտալից՝
– Էլեկտրոններ 3p-ում, 2-ը՝ 3s-ից։

Այսպիսով, Al³⁺-ի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան հետևյալն է.
1վ² 2վ² 2պ⁶

Հարց 5. Վալենտական ​​էլեկտրոններ

Հարց՝
Քանի՞ վալենտային էլեկտրոն կա 15 ատոմային համարով ֆոսֆորի (P) ատոմում։

Քննարկում.
Ֆոսֆորի էլեկտրոնային կոնֆիգուրացիան (P):
1վ² 2վ² 2պ⁶ 3վ² 3պ³

Վալենտական ​​էլեկտրոնները արտաքին շերտի էլեկտրոններն են՝
– Այս դեպքում՝ 3s² 3p³ դեպքում։

Վալենտային էլեկտրոնների ընդհանուր քանակը՝
2 (3-ից) + 3 (3p-ից) = 5

Այսպիսով, ֆոսֆորն ունի 5 վալենտային էլեկտրոն։

Եզրակացություն

Ատոմի կառուցվածքի հասկացումը ենթադրում է ենթաատոմային մասնիկների տարբեր տեսակների, ինչպիսիք են պրոտոնները, նեյտրոնները և էլեկտրոնները, իմացություն, ինչպես նաև դրանց դասավորությունը ատոմների ներսում: Քննարկված հարցերի նման հարցերի վրա աշխատելով՝ մենք կարող ենք խորացնել այս հիմնարար հասկացությունների մեր ըմբռնումը: Ատոմի կառուցվածքը ոչ միայն հիմնարար է քիմիայում, այլև գիտության և ճարտարագիտության մեջ ավելի բարդ երևույթները հասկանալու բանալին է: