Намунаҳои саволҳо дар бораи сохтори атом: ошкор кардани асосҳои химия
Сохтори атомӣ як мафҳуми бунёдӣ дар химия аст, ки фаҳмидани он муҳим аст. Атом хурдтарин воҳиди унсури химиявӣ аст, ки хосиятҳои он унсурро нигоҳ медорад. Дарки сохтори атомӣ ба мо кӯмак мекунад, ки хосиятҳои физикӣ ва химиявии моддаро дарк кунем. Дар ин мақола, мо якчанд мисолҳои масъалаҳо ва роҳҳои ҳалли онҳоро барои амиқтар фаҳмидани сохтори атомӣ баррасӣ хоҳем кард.
Муқаддима ба сохтори атомӣ
Дониши сохтори атом аз модели атомии Далтон оғоз ёфт, ки дар он гуфта мешуд, ки атомҳо хурдтарин зарраҳоянд, ки минбаъд тақсим карда намешаванд. Аммо, бо пешрафти илм, ин мафҳум бо назарияҳое ба монанди модели пудинги мавизии Ҷ.Ҷ. Томсон, модели атомии Резерфорд ва дар ниҳоят модели механикаи квантӣ, ки аз ҷониби Шредингер ва Гейзенберг пешниҳод шудааст, таҳаввул ёфт.
Қисмҳои асосии атомҳо
Пеш аз он ки мо ба масъалаҳои мисолӣ гузарем, фаҳмидани ҷузъҳои асосии атом муҳим аст:
1. Протонҳо: Зарраҳои заряди мусбат, ки дар ядрои атом ҷойгиранд.
2. Нейтронҳо: Зарраҳои бетараф, ки дар баробари протонҳо дар ядрои атом низ ҷойгиранд.
3. Электронҳо: Зарраҳои заряди манфӣ, ки дар орбиталҳои муайян дар атрофи ядро ҳаракат мекунанд.
Намунаҳои саволҳо ва муҳокима
Саволи 1: Муайян кардани шумораи протонҳо, нейтронҳо ва электронҳо
Савол:
Атомҳои карбон рақами атомии 6 ва рақами массавии 12 доранд. Шумораи протонҳо, нейтронҳо ва электронҳоро дар атом муайян кунед.
Муҳокима:
Рақами атомӣ шумораи протонҳоро дар атом нишон медиҳад. Пас, барои карбон:
– Шумораи протонҳо = 6
Азбаски атом бетараф аст, шумораи электронҳо бояд ба шумораи протонҳо баробар бошад:
– Шумораи электронҳо = 6
Шумораи масса ҷамъи протонҳо ва нейтронҳо мебошад. Аз ин рӯ,
– Шумораи нейтронҳо = Шумораи масса – Шумораи протонҳо = 12 – 6 = 6
Пас, атоми карбон 6 протон, 6 нейтрон ва 6 электрон дорад.
Саволи 2: Танзимоти электронӣ
Савол:
Конфигуратсияи электронии атоми оксигенро бо рақами атомии 8 нависед.
Муҳокима:
Конфигуратсияи электрон бар асоси принсипи Ауфбау муайян карда мешавад, ки мегӯяд электронҳо аввал орбиталҳоро мувофиқи сатҳҳои пасттарини энергияи худ пур мекунанд. Тартиби пур кардани орбитал чунин аст:
1ҳо, 2ҳо, 2п, 3ҳо, 3п, 4ҳо, 3d, 4p, 5ҳо, 4d, 5p, 6s, 4f, 5d, 6p
Барои рақами атомии 8:
– Ду электрони аввал орбиталҳои 1s -> 1s²-ро пур мекунанд
– 2 электрони зерин орбитаи 2s -> 2s²-ро пур мекунанд
– 4 электрони охирин мадори 2p -> 2p⁴-ро пур мекунанд
Ҳамин тариқ, конфигуратсияи электрон 1s² 2s² 2p⁴ аст.
Саволи 3: Изотопҳо ва массаи атомии нисбӣ
Савол:
Хлор ду изотопи асосӣ дорад: Cl-35 ва Cl-37. Агар миқдори изотопи Cl-35 75.77% ва Cl-37 24.23% бошад, массаи нисбии атомии хлорро ҳисоб кунед.
Муҳокима:
Массаи атомии нисбӣ (Ar)-и хлорро бо истифода аз миқдори миёнаи ҳар як изотоп ҳисоб кардан мумкин аст:
\[ Ar = (\text{Фаровонии изотоп 1} \times \text{Массаи изотоп 1}) + (\text{Фаровонии изотоп 2} \times \text{Массаи изотоп 2}) \]
Фаровониро дар шакли даҳӣ иваз кунед:
\[ Ar = (0.7577 \зарбаи 35) + (0.2423 \зарбаи 37) \]
\[ Ar = 26.5195 + 8.9651 \]
\[ Ar = 35.4846 \]
Пас, массаи атомии нисбии хлор тақрибан 35.48 аст.
Саволи 4: Танзимоти электрон дар ионҳо
Савол:
Конфигуратсияи электронии иони алюминий (Al³⁺)-ро бо рақами атомии 13 нависед.
Муҳокима:
Конфигуратсияи электронии атоми алюминий (Al) бо рақами атомии 13:
1с² 2с² 2п⁶ 3с² 3п¹
Дар иони Al³⁺, аз даст додани 3 электрон аз орбиталҳои берунӣ ба амал меояд:
– Электронҳо дар 3p, 2 аз 3s.
Пас, конфигуратсияи электронии Al³⁺ чунин аст:
1с² 2с² 2п⁶
Саволи 5: Электронҳои валентӣ
Савол:
Дар атоми фосфор (P) бо рақами атомии 15 чанд электрони валентӣ мавҷуд аст?
Муҳокима:
Конфигуратсияи электронии фосфор (P):
1с² 2с² 2п⁶ 3с² 3п³
Электронҳои валентӣ электронҳо дар қабати берунии атом мебошанд:
– Дар ин ҳолат, дар 3s² 3p³.
Шумораи умумии электронҳои валентӣ:
2 (аз 3s) + 3 (аз 3p) = 5
Пас, фосфор 5 электрони валентӣ дорад.
Хулоса
Дарки сохтори атом дониши намудҳои гуногуни зарраҳои субатомӣ, ба монанди протонҳо, нейтронҳо ва электронҳо ва тарзи ҷойгиршавии онҳоро дар дохили атомҳо дар бар мегирад. Бо машқ кардани саволҳое ба монанди онҳое, ки барраси шудаанд, мо метавонем фаҳмиши худро дар бораи ин мафҳумҳои асосӣ амиқтар кунем. Сохтори атом на танҳо дар химия асосӣ, балки калиди фаҳмидани падидаҳои мураккабтар дар илм ва муҳандисӣ низ мебошад.
