جواب تمرین های دوره ای فصل ۱ شیمی دهم

در این نوشته با جواب تمرین های دوره ای فصل 1 شیمی دهم رشته تجربی و ریاضی همراه شما هستیم.

جواب تمرین های دوره ای فصل اول شیمی دهم

١- بررسی نمونه‌ای از یک شهاب سنگ نشان داد که در این شهاب سنگ ایزوتوپ‌های₅₆Fe ₅₆Fe ،₅₄Fe وجود دارد.

آ) آرایش الکترونی ₅₆Fe را رسم کنید.

ب) موقعیت آهن را در جدول دوره ‌ی عنصرها مشخص کنید.

 دوره 4، گروه 8

پ) آهن به کدام دسته از عنصرهای جدول تعلق دارد؟

 آهن به دسته d تعلق دارد، چون زیر لایه d این عنصر در حال پر شدن می‌باشد.

ت) آیا آرایش الکترونی ایزوتوپ‌های آهن یکسان؟ چرا؟ 

بله، چون ایزوتوپ‌ها عدد اتمی یکسانی دارند و در یک اتم خنثی تعداد الکترون و پروتون برابر است. دقت کنید که در نوشتن آرایش الکترونی، تعداد الکترون‌ها را در نظر می‌گیریم. چون ایزوتوپ‌ها الکترون‌های برابری دارند، پس آرایش الکترونی آنها مشابه است.

٢- با استفاده از آرایش الکترون  نقطه‌ای اتم‌ها در هر مورد، روند تشکیل، نام و فرمول شیمیایی ترکیب یونی حاصل از واکنش اتم‌های داده شده را مشخص کنید.

٣- با توجه به شکل

ب) مفهوم هم مکانی را توضیح دهید.

 ایزوتوپ به معنی هم مکان می باشد و اتم‌هایی که ایزوتوپ یکدیگرند در جدول تناوبی در یک خانه قرار می‌گیرند.

۴- هرگاه یک جریان الکتریکی متناوب و 110 ولتی به یک خیار شور اعمال شود، خیارشور مانند شکل زیر شروع به درخشیدن می‌کند. علت ایجاد نور رنگی را توضیح دهید.

 در خیار شور یون‌های مثبت (سدیم) و منفی (کلر) وجود دارد. هرگاه جریان برق با ولتاژ بالا (110 ولت) را از درون خیار شور عبور دهیم. یون‌های سدیم با جذب انرژی جریان برق، از خود پرتوهای الکترومغناطیس گسیل می‌دارد که برای فلز سدیم نگ آن زرد است.

۵- آرایش الکترونی اتم‌های باریم و ید به شما داده شده است؛ با توجه به آن:

آ) پیش بینی کنید که هر یک از اتم‌های باریم و ید در شرایط مناسب به چه یونی تبدیل می‌شود؟

اتم باریم فلزی بوده و با از دست دادن الکترون‌های ظرفیتی خود به آرایش گاز نجیب Xe  تبدیل می‌شوند و یون +Ba2 ایجاد می‌کنند اتم یُد نافلزی بوده و با گرفتن یک الکترون به آرایش گاز نجیب Xe تبدیل شده و یون -I ایجاد می‌کند.

ب) فرمول شیمیایی ترکیب یونی حاصل از واکنش باریم با یُد را بنویسید.

۶- خورشید روزانه 1022 ژول انرژی به سوی زمین گسیل می‌دارد.

آ) در یک سال، خورشید چند ژول انرژی به سوی زمین گسیل می‌دارد؟

 یک سال را  365 روز در نظر بگیرید آنگاه مقدار انرژی فرستاده شده از جانب خورشید به سوی زمین برابر است با:  10²²J *365

ب) اگر انرژی تولید شده در خورشید از رابطۀٔ E = mc2 به دست آید، حساب کنید سالانه چند گرم از جرم خورشید در این فرایند کاسته می‌شود؟

7- گرافیت دگر شکلی از کربن است. در قرن شانزدهم میلادی قطعۀ بزرگی از گرافیت خالص کشف شد که بسیار نرم بود. به دلیل شکل ظاهری گرافیت، مردم در آن زمان می‌پنداشتند که گرافیت از سرب تشکیل شده است. امروزه با آنکه می‌دانیم مغز مداد از جنس گرافیت است، اما این ماده همچنان به سرب مداد معروف است. در ۰/۳۶ گرم گرافیت خالص، چند مول کربن و چند اتم کربن وجوددارد؟

8- در جدول روبه رو عنصرهایی نشان داده شده است که در دما و فشار اتاق به شکل مولکول‌های دو اتمی وجود دارند. با استفاده از آرایش الکترون نقطه‌ای، ساختار این مولکول‌ها را رسم کنید.

9- هر یک از شکل‌های زیر برشی از اتم یک عنصر را نشان می‌دهد؛ با توجه به آن:

آ) موقعیت هر عنصر را در جدول دوره‌ای تعیین کنید.

شکل	۱	۲	۳	۴
نام اتم	۲He	10Ne	12Mg	28Ni
دوره	1	2	3	4
گروه	18	18	2	10

ب) کدام اتم (ها) تمایلی به انجام واکنش و ترکیب شدن ندارد؟ چرا؟

اتم ₂He ، ₁₀Ne ، چون لایه ظرفیت آنها پر است.

پ) آرایش الکترون  نقطه‌ای (٢) و(٣) را رسم و پیش‌بینی کنید هر یک از این اتم‌ها در واکنش با فلوئور چه رفتاری دارد؟

در اتم نئون همه‌ی الکترون‌ها جفت می‌باشد و بنابراین تمایلی به واکنش دادن ندارد.
اتم منیزیم 2 الکترون تکی دارد و تمایل دارد تا به دو اتم فلوئور بدهد و ترکیب منیزیم فلوئورید را بسازد.

ت) در اتم (۴) زیر لایه به طور کامل از الکترون‌ها پر شده است؟ توضیح دهید.

 با نوشتن آرایش الکترونی اتم (4) داریم:

شش زیر لایه به طور کامل از الکترون اشغال شده است.

10) دانش آموزی با استفاده از مدل فضاپرکن کربن دی اکسید مطابق شکل زیر توانست، جرم یک مولکول از آن را برحسب amu به درستی محاسبه کند.

آ) روش کار او را توضیح دهید.

مجموع جرم اتم های سازنده ی آن را بر حسب با هم جمع می کند.

ب) جرم یک مول از مولکول نشان داده شده چند گرم است؟ چرا؟

دلیل تفاوت تقریب در جرم های اتمی و ثابت های به کار رفته (شامل عدد آووگادر و جرم معادل 1amu) می باشد.

پ) جرم مولی کربن دی اکسید را با استفاده از داده ها در جدول دوره ای به دست آورید.

ت) با استفاده از داده های جدول دورهای عنصرها، جرم مولی هریک از ترکیب های زیر را برحسب گرم بر مول به دست آورید.

Cl₂, HCl, NaCl, CaF₂, SO₃, Al₂O₃

11) به پرسش های زیر پاسخ دهید.

آ) پتاسیم سه ایزوتوپ با نمادهای دارد، با توجه به جرم اتمی میانگین پتاسیم در جدول دوره ای عنصرها، مشخص کنید که بیشترین درصد فراوانی مربوط به کدام ایزوتوپ است؟

درصد فراوانی K 39 از دیگر ایزوتوپ ها بیشتر است؛ چرا که وزن جرمی آن به عدد 39 نزدیکتر از دو عدد دیگر است.

ب) برم دو ایزوتوپ با نمادهای Br(با جرم اتمی 78/92 واحد جرم اتمی) و (با جرم اتمی 80/92 واحد جرم اتمی) دارد و جرم اتمی میانگین آن برابر 79/9 واحد جرم اتمی است. آیا نتیجه گیری زیر درست است؟ چرا؟

«درصد فراوانی ایزوتوپ های برم تقریبا برابر است.»

بله، درست می باشد؛ زیرا عدد جرمی میانگین آن تقریبا برابر میانگین دو عدد جرمی ایزوتوپ ها می باشد.

12) با مراجعه به جدول دوره ای عنصرها، فرمول چند ترکیب یونی دوتایی را بنویسید که فرمول عمومی آنها به شکل زیر باشد (X و Y می توانند نماینده عنصرهای گوناگون باشند) (توجه: برای پاسخ دادن به این پرسش، ١٨ عنصر اول جدول دوره ای عنصرها به جز بریلیم، بور و آلومینیوم را در نظر بگیرید.)

آ) XY

ب) X₂Y

پ) XY₂

ت) X₃Y

13) آ) پژوهشگران در حفاری یک شهر قدیمی، تکه ای از یک ظرف سفالی پیدا کردند. آنها برای یافتن نوع عنصرهای فلزی آن به آزمایشگاه شیمی مراجعه کردند و از این نمونه طیف نشری گرفتند. شکل زیر الگویی از طیف نشری خطی این سفال و چند عنصر فلزی را نشان می دهد. با توجه به آن پیش بینی کنید چه فلزهایی در این سفال وجود دارد؟

مس و کروم

مس و جیوه

کلسیم و کروم

با توجه به طیف نشری خطی متوجه می شویم که مجموع دو طیف مس و جیوه است که در نمونه بوجود آمده است.

ب) طیف های نشری خطی دو نمونه مجهول، طول موج های زیر را نشان می دهند.

(نمونه 1) 578، 522، 515، 511، 481، 468، 361 نانومتر

(نمونه 2) 521، 496، 485، 461، 431، 429، 427، 425، 421، 408، 361، 357 نانومتر

با توجه به آنها و طیف نشری خطی عنصرهای داده شده در شکل زیر، پیش بینی کنید در هر نمونه چه فلزهایی وجود دارد؟ (گاهی تعدادی از خط های طیف نشری خطی عنصرها به دلیل شدت کم مشاهده نمی شوند.)

14- عنصر Z یکی از عنصرهای دوره سوم جدول دوره ای عنصرهاست که در ساختار آرایش الکترون نقطه ای آن سه الکترون تک (جفت نشده) وجود دارد. اتم این عنصر می تواند در برخی واکنش ها سه الکترون به اشتراک بگذارد و در برخی واکنش ها سه الکترون بگیرد. آرایش الکترونی آن را رسم کنید.

در دوره سوم جدول تناوبی تنها اتم هایی که بتوانند سه الکترون از دست بدهند و یا سه الکترون به دست آورند فقط اتم های Al و P است که بین این دو اتم، فقط اتم P می باشد که می تواند سه الکترون بدهند و سه الکترون به دست آورد. بنابراین آرایش الکترونی آن به صورت زیر است:

15- اتم های زیر را برحسب کاهش تعداد نوترون مرتب کنید.

از تعداد کم (سمت چپ) به تعداد بیشتر نوترون (سمت راست):

16- با مراجعه به جدول دوره ای عنصرها، در کدام گونه های شیمیایی زیر تعداد نوترون ها برابر با مجموع «تعداد پروتون ها و نصف الکترون ها» است؟

فقط در یک گونه چنین خواسته ای از مسئله پیدا می شود:

17- درباره اتم مس (با عدد اتمی 29) در حالت پایه، به پرسش های زیر پاسخ دهید.

آ) آرایش الکترونی آن را نوشته و شماره گروه و دوره آن را تعیین کنید.

ردیف 4 و گروه 11 جدول تناوبی و آرایش الکترونی آن به صورت زیر است:

ب) چند الکترون با عدد کوانتومی l=0 و چند الکترون با عدد کوانتومی l=2 دارد؟

در زیر لایه  s، 2 الکترون با l=0 ، در زیر لایه p ، 2 الکترون با l=0 و در زیر لایه d هم 2 الکترون با l=0 وجود دارد؛ در نتیجه تعداد l=0 برابر 7 عدد است که وقتی در عدد 2 ضرب می شود، 14 الکترون می شود، ولی در نهایت 1 الکترون باید کم کنیم؛ چرا که در بیرونی ترین لایه، یک الکترون وجود دارد.

تنهاترین زیر لایه ای که در این اتم l=2 دارد، فقط d می باشد که 1 عدد جایگاه l=2 دارد؛ و چون الکترون آن تکمیل است، بنابراین 2 عدد الکترون با چنان ویژگی خواسته شده در اتم مس می یابیم.

پ) در بیرونی ترین لایه آن چند الکترون وجود دارد؟

در بیرونی ترین لایه آن یعنی n=4 یک الکترون وجود دارد.

ت) در بیرونی ترین زیرلایه آن چند الکترون وجود دارد؟

در بیرونی ترین زیر لایه آن یعنی \(4{s^1}\) یک الکترون وجود دارد.

ث) چند زیرلایه نیمه پر و پر وجود دارد؟

6 زیر لایه پر  و یک عدد زیر لایه نیمه پر داریم.