Намунаҳои саволҳо дар бораи сохтори атом ва ҷадвали даврии элементҳо
Пендахулуан
Сохтори атомӣ ва ҷадвали даврии элементҳо мафҳумҳои бунёдӣ дар химия мебошанд, ки асоси фаҳмидани хосиятҳо ва рафтори унсурҳои гуногунро ташкил медиҳанд. Дар ин мақола мо мисолҳои масъалаҳои марбут ба сохтори атомӣ ва ҷадвали даврии элементҳоро баррасӣ хоҳем кард ва инчунин онҳоро муфассал баррасӣ хоҳем кард.
Сохтори атомӣ
Намунаи саволи 1: Танзимоти электронӣ
Савол: Конфигуратсияи электронии атоми калсий (Ca)-ро, ки рақами атомии 20 дорад, муайян кунед.
Муҳокима:
Калсий рақами атомии 20 дорад, яъне он 20 электрон дорад. Барои муайян кардани конфигуратсияи электронии он, мо бояд электронҳоро мувофиқи принсипи Ауфбау тақсим кунем, ки орбиталҳоро аз сатҳи пасттарини энергия то сатҳи баландтарини энергия пур мекунад.
1. 1s^2 (2 электрон)
2. 2s^2 (2 электрон)
3. 2p^6 (6 электрон)
4. 3s^2 (2 электрон)
5. 3p^6 (6 электрон)
6. 4s^2 (2 электрон)
Пас, конфигуратсияи электронии калсий (Ca) 1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 аст.
Намунаи саволи 2: Ададҳои квантӣ
Савол: Қимати адади квантии электрони охиринро дар атоми оксиген (O), ки рақами атомии 8 дорад, муайян кунед.
Муҳокима:
Оксиген рақами атомии 8 дорад, бинобар ин конфигуратсияи электронии он чунин аст:
1s^2 2s^2 2p^4
Охирин электрон дар оксиген дар орбиталии 2p ҷойгир аст. Мо бояд шумораи квантии ин электронро муайян кунем:
– Адади квантии асосӣ (n): 2 (зеро он дар қабати дуюм ҷойгир аст)
– Шумораи квантии азимуталӣ (l): 1 (аз сабаби орбиталии p)
– Шумораи квантии магнитӣ (m_l): -1, 0, +1 (мадори p метавонад се самт дошта бошад)
– Шумораи квантии спин (m_s): +1/2 ё -1/2 (электронҳо метавонанд ду самти спин дошта бошанд)
Барои электрони охирин дар 2p^4, электронҳо мувофиқи қоидаи Ҳунд пур карда мешаванд, аз ин рӯ онҳо яке аз самтҳои m_l-ро ишғол мекунанд. Масалан, барои самти m_l = 0, ададҳои квантӣ инҳоянд:
– n = 2
– l = 1
– m_l = 0
– m_s = +1/2 ё -1/2 (вобаста ба спини электрон)
Ҷадвали даврии унсурҳо
Намунаи саволи 3: Хусусиятҳои даврии элементҳо
Савол: Андозаи атомҳои натрий (Na)-ро бо хлор (Cl) муқоиса кунед ва сабаби фарқияти андозаро бигӯед.
Муҳокима:
Натрий ва хлор дар як давра (давраи 3), аммо дар гурӯҳҳои гуногун ҷойгиранд:
– Na дар гурӯҳи 1 аст
– Cl дар гурӯҳи 17 аст
Андозаи атом (радиуси атом) дар тӯли як давра аз чап ба рост кам мешавад, зеро афзоиши заряди ҳастаӣ (протонҳои бештар) боиси кашиши қавитари электронҳо дар ҳамон қабат мегардад. Ин боиси наздик шудани қабатҳои электрон ба ядро мегардад.
Ҳамин тариқ, андозаи атоми натрий (Na) нисбат ба хлор (Cl) калонтар аст, зеро Na дар аввали давра ҷойгир аст. Ба ибораи дигар, электронҳои валентии Na нисбат ба электронҳои Cl дар масофаи дуртар ҷойгир шудаанд, аз ин рӯ, Na радиуси атомии калонтар дорад.
Намунаи саволи 4: Рақами оксидшавӣ
Савол: Дараҷаи оксидшавии элементи сулфурро дар H2SO4 муайян кунед.
Муҳокима:
Барои муайян кардани дараҷаи оксидшавии сулфур дар кислотаи сулфат (H₂SO₄), мо қоидаҳои муайян кардани дараҷаи оксидшавиро риоя мекунем:
– Гидроген (H) одатан дараҷаи оксидшавии +1 дорад.
– Оксиген (O) одатан дараҷаи оксидшавии -2 дорад.
Фарз мекунем, ки дараҷаи оксидшавии сулфур дар H₂SO₄ x аст. Пас, мувофиқи қоида, шумораи умумии дараҷаҳои оксидшавӣ дар як молекула бояд ба заряди умумии молекула баробар бошад (ки нейтралӣ 0 аст):
Маблағ:
2(H) + 1(S) + 4(O) = 2(+1) + x + 4(-2) = 2 + x – 8 = 0
Ҳисоб кардани x:
2 + x – 8 = 0
x – 6 = 0
x = +6
Пас, дараҷаи оксидшавии сулфур (S) дар H₂SO₄ +6 аст.
Реаксияи кимиёвӣ
Намунаи саволи 5: Реактивӣ
Савол: Чаро фтор (F) нисбат ба хлор (Cl) фаъолтар аст?
Муҳокима:
Фаъолияти реактивии галогенҳо (гурӯҳи 17) бо афзоиши рақами атомӣ коҳиш меёбад. Фтор аз рӯи якчанд сабабҳо нисбат ба хлор реактивтар аст, ки ба сохтори атомӣ алоқаманданд:
1. Энергияи ионизатсия:
Фтор нисбат ба хлор энергияи ионизатсияи баландтар дорад, яъне барои атомҳои фтор ҷалби электронҳо аз дигар атомҳо осонтар аст.
2. Пайвандии электронӣ:
Фтор дорои пайвастагии хеле баланди электронӣ мебошад, ки маънои онро дорад, ки он нисбат ба хлор электронҳоро осонтар ба даст меорад.
3. Андозаи атомӣ:
Фтор андозаи атомии хурдтар аз хлор дорад. Электронҳои валентӣ дар фтор ба ядро наздиктаранд, аз ин рӯ, ҷазби электростатикӣ ба электронҳои нав бештар аст.
Пас, ин се омил якҷоя қобилияти фторро барои таъсири мутақобила бо дигар моддаҳо зиёд мекунанд, ки онро нисбат ба хлор реактивтар мегардонад.
Хулоса
Дарки сохтори атом ва ҷадвали даврии элементҳо дар химия муҳим аст. Дар ин мақола, мо масъалаҳои гуногуни мисолӣ ва шарҳҳои муфассалро баррасӣ кардем. Инҳо конфигуратсияҳои электронӣ, ададҳои квантӣ, хосиятҳои даврии элементҳо, ададҳои оксидшавӣ ва реактивии химиявиро дар бар мегиранд. Бо дарки хуби ин мафҳумҳо, мо метавонем хосиятҳо ва рафтори унсурҳои гуногунро дар коинот беҳтар дарк кунем.
