جواب خود را بیازمایید و با هم بیندیشیم صفحه ۳ تا ۴۶ فصل اول شیمی دهم تجربی و ریاضی ؛ کیهان زادگاه عناصر
جواب صفحه ۳ تا ۴۶ شیمی دهم تجربی و ریاضی که مربوط به سوال های فصل ۱ کیهان زادگاه عناصر است را در حاشیه نیوز برای شما دانش آموز فعال و کوشا آماده شده است. در این قسمت به حل گام به گام پاسخ سوالات خود را بیازمایید و با هم بیندیشیم صفحه ۳ تا ۴۶ شیمی دهم متوسطه دوم رشته تجربی و ریاضی میپردازیم.
جواب صفحه ۳ تا ۴۶ شیمی دهم تجربی و ریاضی
در پاسخ خود را بیازمایید صفحه ۳ شیمی دهم خواهیم داشت:
شکل زیر عنصرهای سازنده دو سیاره مشتری و زمنی را نشان می دهد. با توجه به آن به پرسشهای مطرح شده پاسخ دهید.
آ) فراوانترین عنصر در هر سیاره، کدام است؟
جواب: در سیاره زمین عنصر آهن / در سیاره مشتری عنصر هیدروژن
ب) عنصرهای مشترک در دو سیاره را نام ببرید.
جواب: اکسیژن و گوگرد عنصرهای مشترک این دو سیاره هستند. البته ناگفته نماند که همه عناصری که در سیاره مشتری یافت می شود، در سیاره زمین نیز وجود دارد.
پ) در کدام سیاره، عنصر فلزی وجود ندارد؟
جواب: در سیاره مشتری
ت) پیشبینی کنید سیاره مشتری بیشتر از جنس گاز است یا سنگ؟ چرا؟
جواب: سیاره مشتری بیشتر از جنس گاز است، چون قسمت عمدهی اجزای تشکیل دهندهی آن مانند خورشید از هیدروژن و هلیوم است و عناصر فلزی و سیلیسیوم ندارند، بنابراین دمای کمتری دارند.
ث) آیا به جز عنصرهای نشان داده شده در شکل، عنصرهای دیگری در زمین یافت می شود؟ چند نمونه نام ببرید.
جواب: بله – سدیم، طلا ، نقره، کبالت، پتاسیم، کلسیم، مس و روی
در پاسخ خود را بیازمایید صفحه ۵ شیمی دهم خواهیم داشت:
۱- می دانید که هر عنصر را با نماد ویژهای نشان میدهند. در این نماد، شمار ذرههای زیر اتمی را نیز می توان مشخص کرد. هرگاه بدانید که اتمی از آهن ۲۶ پروتون و ۳۰ نوترون دارد، با توجه به الگوی زیر مشخص کنید که Z و A هر کدام، چه کمیتی را نشان می دهد؟
جواب: Z: عدد جرمی و A: عدد اتمی را نشان می دهد.
۲-با توجه به نماد ایزوتوپهای منیزیم (شکل ٣)، جدول زیر را کامل کنید.
در پاسخ با هم بیندیشیم صفحه ۶ شیمی دهم خواهیم داشت:
۱-دادههای جدول زیر را به دقت بررسی كنید؛ سپس به پرسشهای مطرح شده پاسخ دهید.
آ) چه شباهتها و چه تفاوتهایی میان این ایزوتوپها وجود دارد؟
جواب: عدد اتمی یکسان ولی عدد جرمی متفاوتی دارند. خواص شیمیایی یکسان ولی خواص فیزیکی متفاوتی دارند.
جواب دیگر: عدد اتمی (Z) یکسان و عدد جرمی (A) متفاوت دارند.
ب) یک نمونه طبیعی از عنصر هیدروژن، مخلوطی از چند ایزوتوپ است؟
جواب: یک نمونه طبیعی مخلوطی از ۳ ایزوتوپ (11H و 12H و 13H) می باشد.
جواب دیگر: ایزوتوپهایی که فراوانی آنها در طبیعت بیشتر از صفر است. چون سه ایزوتوپ در طبیعت یافت میشود، بنابراین مخلوطی از ۳ ایزوتوپ است.
پ) نیمعمر هر ایزوتوپ نشان میدهد که آن ایزوتوپ تا چه اندازه پایدار است. کدام ایزوتوپ هیدروژن از همه ناپایدارتر است؟
جواب: ایزوتوپ 17H از همه ناپایدارتر است.
ت) هسته ایزوتوپهای ناپایدار، ماندگار نیست و با گذشت زمان متلاشی میشود. این ایزوتوپها پرتوزا هستند و اغلب بر اثر تلاشی افزون بر ذرههای پرانرژی، مقدار زیادی انرژی نیز آزاد می کنند. انتظار دارید چند ایزوتوپ هیدروژن پرتوزا باشد؟
جواب: در بین ایزوتوپهای طبیعی فقط ایزوتوپ با عدد جرمی ۳ (13H) ولی ایزوتوپهای ساختگی همگی پرتوزا هستند.
۵ ایزوتوپ (13H و 14H و 15H و 16H و 17H)
ث) اغلب هستههایی که نسبت شمار نوترونها به پروتونهای آنها برابر یا بیش از 1/5 باشد، ناپایدارند و با گذشت زمان متلاشی میشوند. چند ایزوتوپ هیدروژن دارای این ویژگی است؟
جواب: ایزوتوپهایی که عدد جرمی ۳ (13H) و بیشتر از آن دارند. / ۵ ایزوتوپ (13H و 14H و 15H و 16H و 17H)
ج) اگر ایزوتوپهای پرتوزا و ناپایدار، رادیوایزوتوپ نامیده شود، چه تعداد از ایزوتوپهای هیدروژن، رادیوایزوتوپ به شمار میرود؟
جواب: ایزوتوپهایی که عدد جرمی ۳ (13H) و بیشتر از آن دارند.
۵ ایزوتوپ (13H و 14H و 15H و 16H و 17H)
چ) درصد فراوانی هر ایزوتوپ در طبیعت نشاندهنده چیست؟ توضیح دهید.
جواب: پایداری آن ایزوتوپ، هر چه درصد فراوانی بیشتر باشد، پایدارتر است.
جواب دیگر: نشاندهنده میزان حضور در یک نمونه طبیعی از اتمهای آن عنصر است. اغلب هر چه درصد فراوانی بیشتر باشد پایداری نیز بیشتر خواهد بود.
۲- شکل زیر شمار تقریبی امتهای لیتیم را در یک نمونه طبیعی از آن نشان میدهد. با توجه به آن، درصد فراوانی هر یک از ایزوتوپهای لیتیم را حساب کنید.
جواب: در تصویر زیر می توانید پاسخ این بخش را مشاهده نمایید:
ادامه جواب: پس میزان فراوانی لیتیم با عدد جرمی ۷، مقدار ۹۴ درصد و لیتیم با عدد جرمی ۶، مقدار ۶ درصد می باشد.
در پاسخ با هم بیندیشیم صفحه ۹ شیمی دهم خواهیم داشت:
تودههای سرطانی، یاختههایی هستند که رشد غیرعادی و سریعتری دارند. شکل زیر اساس استفاده از رادیو ایزوتوپها را برای تشخیص نوعی توده سرطانی نشان میدهد. با بررسی آن، فرایند تشخیص بیماری را توضیح دهید
جواب: در تودههای سرطانی سلولها از کارکرد معمولی خارج شدهاند و بهطور غیرعادی تکثیر می شوند، لذا انرژی بسیاری مصرف میکنند و در آنجا سوخت و ساز افزایش یافته و تجمع گلوکز نشاندار شده بیشتر میشود.
جواب دیگر: برای تشخیص سلولهای سرطانی، گلوکز حاوی اتم پرتوزا به بدن فرد تزریق می شود. با گردش خون این مواد به سلولها میرسند. در اینجا گلوکزها جذب سلول سرطانی میشوند و با دستگاه به سمت سلولهای سرطانی پرتو تابیده میشود. از بازتابش این پرتوها، میتوانند به به ویژگی سلولهای سرطانی پی ببرند
در پاسخ در میان تارنماها و خود را بیازمایید صفحه ۱۳ شیمی دهم خواهیم داشت:
با مراجعه به منابع علمی معتبر مانند وبگاه «آیوپاک» و وبگاه «انجمن شیمی ایران» درباره دسته بندی عنصرها به روشهای دیگر، اطلاعاتی جمع آوری و نتایج خود را به کلاس گزارش کنید.
جواب: دانشمندان با مطالعه خواص عناصر متوجه شدند که علیرغم تفاوتهای موجود، بین برخی عناصر شباهتهای فیزیکی و شیمیایی وجود دارد. این تفاوتها و شباهتها از الگو و نظم خاصی پیروی میکنند.
طبقهبندی عناصر با توجه به تشابه برخی از آنها با یکدیگر و الگوی موجود در تغییرات خواص امکانپذیر بود. دانشمندان تلاش کردند عناصر را بر اساس این الگوها در دستههای مختلف قرار دهند تا درک بهتری از خواص آنها به دست آورند.
اولین طبقهبندیها:
- آنتوان لاووازیه در سال ۱۷۸۹ عناصر را به دو دسته فلزات و نافلزات تقسیم کرد.
- دوبرینر دانشمند دیگری است که عناصر را در دستههای سهتایی به جدول زیر تقسیمبندی کرد:
نیوزلند براساس قانون اکتاو (گام های موسیقی) هفت عنصر را در هفت دسته هفت تایی دسته بندی کرد. در این دسته بندی خواص فیزیکی و شیمیایی در عنصر هشتم تکرار میشد.(طبق جدول زیر)
دیمیتری مندلیف، شیمیدان روس، اولین دانشمندی بود که عناصر را بر اساس خواص مشابه طبقهبندی کرد. مندلیف به تغییرات تناوبی خواص عناصر توجه داشت و با بیان قانون تناوبی، جدول خود را ارائه داد.
مندلیف در تنظیم جدول تناوبی دو اصل را رعایت کرد:
- اصل تشابه خواص عناصر: عناصر با خواص مشابه در زیر هم در یک ستون قرار گرفتند.
- افزایش تدریجی جرم اتمی عناصر در ردیفهای کنار هم: خواص عناصر به طور تدریجی تغییر میکرد.
مندلیف عناصر شناخته شده زمان خود را در چند ردیف (دوره) براساس افزایش جرم اتمی از چپ به راست مرتب کرد، به گونهای که عناصر با خواص مشابه زیر هم در یک ستون قرار گیرند.
این کار باعث پیشبینی خانههای خالی متعدد برای عناصری شد که در زمان مندلیف کشف نشده بودند. در نتیجه، محققان قدم بزرگی در کشف این عناصر برداشتند.
ایراد جدول مندلیف: در جدول مندلیف، چند مورد بینظمی دیده میشد. مندلیف مجبور بود برای رعایت اصل تشابه، عناصر سنگینتر را قبل از عناصر سبکتر قرار دهد.
قانون تناوبی مندلیف: اگر عناصر به ترتیب افزایش جرم اتمی در کنار هم در ردیف قرار گیرند، خواص فیزیکی و شیمیایی آنها به طور تناوبی تکرار میشود.
جدول تناوبی امروزی: بعدها هنری موزلی با کشف عدد اتمی (تعداد پروتونهای هسته) نشان داد که عدد اتمی معیار مناسبتری برای مرتبسازی عناصر در جدول تناوبی است. بر این اساس، موزلی معیار چیدمان عناصر را تغییر داد.
در جدول تناوبی امروزی، عناصر بر مبنای افزایش عدد اتمی (نه جرم اتمی) مرتب شدهاند.
قانون تناوبی جدول امروزی: هر گاه عناصر را براساس افزایش عدد اتمی در کنار یکدیگر قرار دهیم، خواص فیزیکی و شیمیایی آنها به طور تناوبی تکرار میشود.
خود را بیازمایید صفحه ۱۳
۱- با استفاده از جدول دورهای، موقعیت (دوره و گروه) عنصرهای آلومینیم (13Al) ، کلسیم (20Ca) ، منگنز (25Mn) و سلنیم (34Se) را تعیین کنید.
جواب: در جدول زیر پاسخ این سوال را مشاهده کنید:
۲-هلیم (2He)، عنصری است که تمایل به انجام واکنش شیمیایی ندارد. پیشبینی کنید کدام یک از عنصرهای زیر رفتاری مشابه با آن دارد؟ چرا؟
آ) 18Ar ب) 6C پ) 16S
جواب: گزینه آ) 18Ar ، چون در جدول دورهای هم گروه هلیم است.
۳- امت فلوئور (9F)، در ترکیب با فلزها به یون فلوئورید (–F) تبدیل می شود. امت کدام یک از عنصرهای زیر میتواند آنیونی با بار الکتریکی همانند یون فلوئورید تشکیل دهد؟ چرا؟
آ) 37Rb ب) 35Br پ) 15P
جواب: گزینه ب) 35Br ، چون این عنصر هم گروه فلوئور است.
۴- از اتم آلومینیم (13Al)، یون پایدار Al3 شناخته شده است. پیشبینی کنید امت کدام یک از عنصرهای زیر میتواند به کاتیونی مشابه Al3 در ترکیبها تبدیل شود؟
آ) 19K ب) 31Ga پ) 7N
جواب: گزینه ب) 31Ga ، چون هر دو دارای الکترون ظرفیتی بوده و در یک گروه قرار دارند.
در پاسخ با هم بیندیشیم صفحه ۱۵ شیمی دهم خواهیم داشت:
١- با توجه به شکل به پرسشهای زیر پاسخ دهید.
آ- جدول زیر را کامل کنید.
ب) جرم اتمی میانگین هر عنصر همان جرم نشان داده شده در جدول دورهای عنصرهاست. رابطهای بین جرم اتمی میانگین ، درصد فراوانی و جرم اتمی ایزوتوپها بنویسید.
جواب: در تصویر می توانید پاسخ این سوال را مشاهده کنید:
۲- شکل روبهرو ایزوتوپهای کلر را نشان میدهد
آ) جرم امتی میانگین کلر را حساب کنید.
جواب: در تصویر می توانید پاسخ این سوال را مشاهده کنید:
ب) جرم اتمی میانگین به دست آمده را با جرم اتمی کلر در جدول دورهای مقایسه کنید.
جواب: عدد به دست آمده 35.484 است و عدد بیان شده در کتاب 35.45 می باشد و کمی اختلاف دارند. در جدول، میانگین جرم واقعی است اما در اینجا جرم نسبی ایزوتوپی خاص محاسبه شده است.
در پاسخ با هم بیندیشیم صفحه ۱۶ شیمی دهم خواهیم داشت:
آ) جدول زیر را کامل کنید.
ب) به نظر شما جرم یک عدد از کدام ماده را میتوان با ترازوی دیجیتالی اندازهگیری کرد؟ چرا؟
جواب: کاغذ آ4، زیرا جرم یک عدد کاغذ آ4، در حد گرم میباشد و دقت ترازوی دیجیتالی در حد گرم است.
پ) روشی برای اندازهگیری جرم یک دانه خاکشیر ارائه کنید.
جواب: میتوان با ترازوی دیجیتالی یک گرم از این ماده را وزن کرد و سپس با شمارش دانههای آن و تقسیم نمودن جرم بر تعداد دانه، جرم یک دانهی خاکشیر را به دست آورد.
ت) آیا جرم هر یک از دانههای برنج موجود در نمونه با جرم به دست آمده در ستون چهارم جدول برابر است؟ توضیح دهید.
جواب: خیر – چون دانه های برنج یکسان نیستند و بسته به ابعاد آن دارد.
سوال های حاشیه و پاورقی های صفحه ۱۶
اگر جرم هر مهره به طور میانگین 4/29 گرم باشد، برآورد کنید در این ظرف چند مهره وجود دارد؟ (جرم ظرف خالی برابر با 450/03 گرم است).
جواب:در تصویر زیر می توانید پاسخ این سوال را مشاهده کنید:
برآورد کنید در یک کیسه 40 کیلویی برنج چند دانه برنج وجود دارد؟
جواب: وزن کیسه برنج را به گرم به دست می آوریم و آن در مقدار وزن هر دانه برنج تقسیم می کنیم و جواب بدست آمده، تعداد برنج های داخل کیسه می باشد.
مراحل حل این تمرین:
40 Kg × 1000 g ÷ 1 kg = 40.000 ÷ 0/022 g = 1818181/8
در پاسخ پیوند با ریاضی صفحه ۱۷ شیمی دهم خواهیم داشت:
۱- اگر بدانید که میانگین جرم هر اتم هیدروژن (گرم 24-10×1/66 =1amu) است، حساب کنید نمونه یک گرمی از عنصر هیدروژن، چند اتم دارد؟
جواب: در تصویر زیر می توانید پاسخ این پرسش را مشاهده کنید:
۲- به عدد 1023×6/02 که در پرسش ۱ به دست آمد، عدد آووگادرو میگویند و آن را با N8 نشان می دهند. اگر N8 اتم هیدروژن در یک نمونه موجود باشد، جرم نمونه چند گرم است؟
جواب:در تصویر زیر می توانید پاسخ این پرسش را مشاهده کنید:
در پاسخ خود را بیازمایید صفحه ۱۹ شیمی دهم خواهیم داشت:
۱- با استفاده از 1mol Al = 27gAl و 1mol S = 32gS حساب کنید:
آ) 5 مول آلومینیم، چند گرم جرم دارد؟
جواب: در تصویر زیر می توانید پاسخ این پرسش را مشاهده کنید:
ب) 0/08 گرم گوگرد، چند مول گوگرد است؟
جواب:در تصویر زیر می توانید پاسخ این پرسش را مشاهده کنید:
۲- دانش آموزی برای تعیین شمار اتم های موجود در 0/2 مول فلز روی، محاسبه زیر را به درستی انجام داده است. هر یک از جاهای خالی را پر کنید.
جواب:در تصویر زیر می توانید پاسخ این پرسش را مشاهده کنید:
۳- حساب کنید 1020×9/03 اتم مس، چند مول و چند گرم مس است؟
جواب:در تصویر زیر می توانید پاسخ این پرسش را مشاهده کنید:
در پاسخ خود را بیازمایید و کاوش کنید صفحه ۲۱ شیمی دهم خواهیم داشت:
مشاهده کردید که پرتوهای گوناگون، طول موجهای متفاوتی دارند. با توجه به این ویژگی به نظر شما هر یک از دماهای داده شده به کدام شکل مربوط است؟ چرا؟
جواب: در تصویر زیر مشخص کرده ایم که هر گزینه به کدام عکس مربوط می شود:
توضیح این پرسش: رنگ آبی مربوط به طول موج کوتاهتر و انرژی بیشتر است (دمای 2750 درجه) به همین ترتیب رنگ قرمز مربوط به کمترین انرژی و بیشترین طول موج است (دمای 800 درجه) و رنگ زرد مربوط به دمای 1750 درجه است.
به طور کلی هر چه طول موج نور کمتر میشود، انرژی آن بیشتر میشود. انرژی نور آبی بیشتر از زرد و زرد بیشتر از قرمز است.
کاوش کنید صفحه ۲۱
درباره اینکه «آیا دیگر پرتوهای الکترومغناطیس را می توان مشاهده کرد؟» مراحل زیر را انجام دهید:
١-یک کنترل تلویزیون را که باتری آن سالم است، بردارید و از یکی از دوستان خود بخواهید که کلید روشن و خاموش آن را فشار دهد. شما هم به چشمی کنترل نگاه کنید. چه چیزی مشاهده میکنید؟
جواب: چیز خاصی مشاهده نمی شود. (نوری مشاهده نمیکنیم.)
٢- قسمت ۱ را تکرار کنید؛ اما این بار با دوربین یک موبایل به چشمی کنترل نگاه کنید. چه مشاهده میکنید؟ آن را توصیف کنید.
جواب: نوار رنگی قابل مشاهده است (نور سفیدی از لامپ خارج میشود). دوربین موبایل طول موج اشعه نامرئی صادرشده از کنترل تلویزیون را به ناحیه مرئی داده است.
٣- آزمایش را با فشردن دیگر دکمهها تکرار و مشاهدههای خود را یادداشت نمایید. چه تفاوتی مشاهده میکنید؟ توضیح دهید.
جواب: شدت و اندازه نور مشاهده شده تغییر می کند. نور حامل پیام است و هر دکمه برای طول موج طراحی و پیام خاص منتقل می کند.
۴- از این مشاهدهها چه نتیجهای میگیرید؟
جواب: چشم ما قادر به دیدن تمام امواج نیست.
از کنترل تلویزیون امواج نامرئی (فروسرخ) صادر میشود.
برای دیدن امواج نامرئی نیاز به یک ابزار (آشکارساز) داریم که در این جا دوربین موبایل است.
جواب دیگر: با فشردن دگمهها، انرژی منتقل میشود. هر رنگ طول موج و انرژی مخصوص به خود را داشته و تأثیر متفاوتی بر گیرنده میگذارد.
در پاسخ خود را بیازمایید صفحه ۲۳ شیمی دهم خواهیم داشت:
طیف نشری خطی زیر از یک عنصر تهیه شده است
با بررسی طیفهای نشان داده شده در شکل زیر، مشخص کنید که طیف نشری بالا به کدام عنصر تعلق دارد؟ چرا؟
جواب: اتم هیدروژن، زیرا الگوی طیف نشر خطی آن منطبق بر طیف نشر خطی هیدروژن است.
جواب دیگر: عنصر هیدروژن، زیرا تعداد خطوط طیفی و طول موج رنگ این خطوط با هیدروژن یکسان است.
در پاسخ باهم بیندیشیم صفحه ۲۸ و ۲۹ شیمی دهم خواهیم داشت:
۱- یک دانشجوی رشته شیمی، جدول دورهای را به دقت بررسی و عنصرهای هر دوره را شمارش کرد. او میان تعداد عنصرهای یک دوره و شیوه پر شدن لایههای الکترونی در اتم عنصرها، ارتباطی کشف کرد. او نخست عنصرها را در چهار دسته قرار داد و هر یک را با رنگی مشخص کرد؛ سپس فرض نمود که هر لایه، خود از بخشهای کوچکتری تشکیل شده است به طوری که میان تعداد عنصرها در هر دسته رنگی از هر ردیف (مطابق جدول صفحه قبل) با گنجایش الکترونی هر یک از این بخشهای کوچکتر، رابطهای منطقی برقرار است.
آ) در هر دسته از عنصرهای نشان داده شده با رنگهای نارنجی، سبز، آبی و زرد در هر ردیف به ترتیب چند عنصر وجود دارد؟
جواب:در جدول زیر مشخص کرده ایم:
ب) لایه دوم از چند بخش تشکیل شده است؟ گنجایش هر یک از این بخشها چند الکترون است؟
جواب: لایهی دوم از دو بخش تشکیل شده است که دارای 2 (نارنجی دوتایی) و 6 (آبی شش تایی) الکترون میباشند.
پ) او هر یک از این بخشها را یک زیرلایه ۱ نامید؛ با این توصیف در اتم چند نوع زیر لایه وجود دارد و هر یک چند الکترون گنجایش دارد؟
جواب: در اتم 4 نوع زیر لایه با گنجایش (2 و 6 و 10 و 14) الکترونی وجود دارد.
۲- او گنجایش الکترونی زیرلایهها را به عنوان چهار جمله نخست یک دنباله به صورت زیر در نظر گرفت:
……….۲،۶،۱۰،۱۴
آ) جملهٔ عمومی (a1) این دنباله را به دست آورید. (0≤1)
جواب:
ب) مقدار مجاز 1 را برای هر زیر لایه تعیین و جدول زیر را کامل کنید.
۳- در مدل کوانتومی اتم به هر نوع زیرلایه یک عدد کوانتومی نسبت میدهند. این عدد کوانتومی با نماد 1 نشان داده شده و عدد کوانتومی فرعی نامیده میشود. مقادیر معین و مجاز آن به صورت زیر است:
آ) با این توصیف، جدول زیر را کامل کنید.
ب) پیش بینی کنید پنجمین زیرلایه یک اتم، ظرفیت پذیرش حداکثر چند الکترون را خواهد داشت؟
جواب:ظرفیت پذیرش زیر لایه پنجم (l=4) حداکثر 18 الکترون است. زیرا؛
در خود را بیازمایید صفحه ۳۲ شیمی دهم خواهیم داشت:
۱- آرایش الکترونی اتمهای داده شده را در جدول زیر بنویسید.
جواب:جواب این پرسش را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید:
۲- دادههای طیف سنجی نشان میدهد که آرایش الکترونی برخی اتمها از قاعده آفبا پیروی نمیکند؛ برای نمونه هر یک از اتمهای کروم و مس در بیرونیترین زیر لایه خود تنها یک الکترون دارد. آرایش الکترونی این دو اتم را رسم کنید.
جواب:
توجه: اتم ها پایدارترین آرایش الکترونی را اختیار می کنند.
در خود را بیازمایید صفحه ۳۳ و ۳۴ شیمی دهم خواهیم داشت:
۱- آ) با مراجعه به جدول دوره ای عنصرها، جدول زیر را کامل کنید.
جواب:جواب این پرسش را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید:
ب) جدول زیر را کامل کنید.
جواب:جواب این پرسش را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید:
پ) از روی آرایش الکترونی اتم هر عنصر میتوان موقعیت آن را در جدول تعیین کرد، برای این منظور:
⚫️ شماره بیرونیترین لایه را با شماره دوره این عنصرها مقایسه کنید. از این مقایسه چه نتیجهای میگیرید؟
جواب: شماره دوره همان شماره لایه ظرفیت است. عناصری که آرایش الکترونی آنها به (3d) ختم میشود در دورهی چهارم جای دارند.
⚫️ شماره گروه کدام عنصرها با تعداد الکترونهای ظرفیت آنها برابر است؟
جواب: گروه ۱ تا ۱۲ که شامل گروه های ۳Li و ۲۰Ca و ۲۷Co
⚫️ شماره گروه کدام عنصرها با تعداد الکترونهای ظرفیت آنها برابر نیست؟ در این حالت بین شماره گروه و تعداد الکترونهای ظرفیت چه رابطهای هست؟ توضیح دهید.
جواب: گروه ۱۳ تا ۱۸ که شامل گروه های 8O و ۱۰Ne و ۱۴Si و ۳۵Br
عناصری که زیر لایه (s و d) آنها در حال پر شدن است شمارهی گروه با تعداد الکترونهای ظرفیتی آنها برابر است.
عناصری که زیر لایه (p) آنها در حال پر شدن میباشد با اضافه کردن عدد ۱۰ بر تعداد الکترونهای ظرفیتی میتوان به شمارهی گروه این عناصر پی برد.
⚫️ برای عنصرهای دسته d، شماره دوره و گروه را چگونه میتوان از روی آرایش الکترونی به دست آورد؟ توضیح دهید.
جواب: عناصر دستهی (d) دارای شمارهی دوره (n+1) هستند. برای مثال اگر آرایش الکترونی زیر لایه به 3d7 ختم شود، دوره آن عبارت است از (4=1+3) و برای به دست آوردن شماره گروه میتوان تعداد الکترون ظرفیت را منظور کرد (به جز عناصر کروم و مس که دارای آرایش الکترونی استثناء بوده و به ترتیب در گروههای 6 و 11 جدول تناوبی جای دارند.
٢- موقعیت عنصرهای کربن (6C)، آلومینیم (13AI)، آهن (26Fe) و روی (30Zn) را در جدول دوره ای عنصرها تعیین کنید.
جواب:پاسخ این پرسش را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید:
۳- عنصرهای جدول دورهای را میتوان در چهار دسته به صورت زیر جای داد، اساس این دسته بندی را توضیح دهید.
جواب: عناصر جدول تناوبی در چهار دستهی s, p , d , f قرار میگیرند. طبق اصل آفبا، بر اساس آرایش الکترونی لایه ظرفیت و بیرونیترین زیرلایه، اتمها را در دوره و گروههای مشخص طبقه بندی میکنند. عناصری که در هر گروه از جدول قرار دارند دارای آرایش الکترونی لایه ظرفیت مشابهی هستند.
در خود را بیازمایید صفحه ۳۵ شیمی دهم خواهیم داشت:
آ) جدول زیر را کامل کنید.
جواب:
ب) آرایش الکترون نقطهای اتم عنصرهای یک گروه چه شباهتی دارد؟ توضیح دهید.
جواب: آرایش الکترون نقطهای اتم عنصرهای یک گروه مشابه یکدیگر است؛ چون تعداد الکترونهای لایه ظرفیت آنها باهم برابر است. برای مثال C و Si دارای آرایش الکترون نقطهای مشابهی هستند.
پ) بین شماره گروه و آرایش الکترون نقطهای چه رابطهای هست؟ توضیح دهید.
جواب: با افزایش شمارهی گروه، الکترونهای ظرفیتی بیشتر میشود و تعداد الکترونهای جفت شده هم افزایش مییابد.
جواب دیگر: گروه 1 و 2 به ترتیب دارای 1 و 2 الکترون ظرفیت میباشند اما گروههای 13 تا 18 با در نظر گرفتن شمارههای یکان آنها دارای تعداد 3 و 8 الکترون ظرفیت و بنابراین 3 تا 8 نقطه میباشد.
در با هم بیندیشیم صفحه ۳۷ و ۳۸ شیمی دهم خواهیم داشت:
١- جدول زیر را در نظر بگیرید:
آ) آرایش الکترون-نقطه ای اتمهای داده شده را با آرایش الکترون نقطهای اتم گازهای نجیب، مقایسه و پیش بینی کنید هر یک از این اتمها در واکنشهای شیمیایی چه رفتاری خواهد داشت؟
جواب: آرایش الکترون نقطهای گازهای نجیب همگی جفت و کامل و هشتایی میباشند. عناصر گروه 1 و 2 و 13 الکترون از دست میدهند و عناصر گروه 15 و 16 و 17 الکترون میگیرند.
برای مثال گروه (16) دارای 2 تک الکترون است و میتواند 2 پیوند تشکیل دهد و یا اینکه 2 الکترون دریافت کرده و به آرایش الکترونی گاز نجیب بعد از خود برسد.
ب) بررسیها نشان میدهد که اغلب این اتمها در طبیعت به صورت یون در ترکیب های گوناگون یافت میشود. جدول زیر یونهای شناخته شده از این اتمها را نشان میدهد. اکنون با توجه به آن، درستی پیش بینیهای خود را بررسی کنید.
جواب: عناصر فلزی گروههای 1 و 2 و 3، الکترون از دست میدهند و به گاز نجیب قبل خود میرسند و عناصر نافلزی با گرفتن 1 و 2 و 3 الکترون به گاز نجیب بعد از خود میرسند.
عناصر نافلزی (گروههای 15 تا 17) با گرفتن الکترون به آرایش الکترونی گاز نجیب بعد از خود میرسند.
عناصر گروه 14 به طور معمول با به اشتراک گذاشتن الکترون به پایداری میرسند.
٢- با توجه به جدول بالا در هر مورد با خط زدن واژۀ نادرست، عبارت داده شده را کامل کنید. (پاسخ صحیح را به صورت رنگ مشخص کرده ایم و شما باید واژه مشخص نشده را خط بزنید.).
آ) اگر تعداد الکترونهای ظرفیت اتمی کمتر یا برابر با (سه / چهار) باشد، آن اتم در شرایط مناسب تمایل دارد که (شماری از / همۀ) الکترونهای ظرفیت خود را از دست بدهد و به (کاتیون / آنیون) تبدیل شود.
ب) اتم عنصرهای گروه 1 و 2 در شرایط مناسب با (از دست دادن / گرفتن) الکترون به (کاتیون / آنیون) تبدیل میشوند که آرایشی همانند آرایش الکترونی گاز نجیب (پیش / پس) از خود را دارند.
پ) اتم عنصرهای گروه 15 و 16، 17 در شرایط مناسب با (از دست دادن / به دست آوردن) الکترون به (کاتیون / آنیون) هایی تبدیل میشوند که آرایشی همانند آرایش الکترونی گاز نجیب هم دوره خود را دارد.
٣- پیش بینی کنید اتم عنصرهایی که به ترتیب در خانههای شمارۀ 7 و 12 جدول دورهای جای دارد، در شرایط مناسب به چه یونهایی تبدیل میشود؟
جواب: عنصر خانه شماره 7 با گرفتن الکترون به آنیون تبدیل میشود. و عنصر خانه شماره 12 با از دست دادن الکترون به کاتیون تبدیل میشود.
توضیح بیشتر: عنصر خانه (7) در گروه (15) قرار دارد؛ بنابراین برای رسیدن به آرایش الکترونی گاز نجیب هم دورهی پس از خود 3 الکترون دریافت می-کند و به یون –X3 تبدیل میشود.
عنصری خانه 12 در گروه (2) قرار دارد؛ بنابراین برای رسیدن به آرایش الکترونی گاز نجیب دوره قبل از خود 2 الکترون از دست میدهد و به یون +X3 تبدیل میشود.
در با هم بیندیشیم صفحه ۳۸ و ۳۹ شیمی دهم خواهیم داشت:
هر ترکیب یونی از لحاظ بار الکتریکی خنثی است؛ زیرا مجموع بار الکتریکی کاتیونها با مجموع بار الکتریکی آنیونها برابر است. از این ویژگی میتوان برای نوشتن فرمول شیمیایی ترکیبهای یونی دوتایی بهره برد؛ برای نمونه به چگونگی تشکیل سدیم سولفید و آلومینیم اکسید و نوشتن فرمول شیمیایی آنها توجه کنید.
١- روشی برای نوشتن فرمول شیمیایی ترکیبهای یونی دوتایی ارائه کنید.
جواب: از آنجایی که ترکیب یونی خنثی است، بار کاتیون را زیروند آنیون و بار آنیون را زیروند کاتیون قرار میدهیم. چنانچه زیروندها ساده شوند، باید آنها را ساده نمود. زیرا زیروندها کوچکترین نسبت میان کاتیون و آنیون را نشان میدهند.
جواب دیگر: فلزها به تعداد الکترونهای ظرفیت خود، به نافلزها الکترون میدهند و در نتیجه فلزها به کاتیون و نافلزها به آنیون تبدیل میشوند.
در فرمول شیمیایی تعداد کاتیون و آنیونهای به دست آمده را در اندیس (زیر) هر کدام قرار میدهیم. در فرمول شیمیایی فلز در سمت راست و نافلز در سمت چپ قرار میگیرد.
توجه: از نوشتن عدد ۱ خود داری می کنیم و اگر زیروندها قابل ساده شدن بودند آنها را ساده میکنیم.
۲- فرمول شیمیایی هر یک از ترکیبهای زیر را بنویسید.
آ) کلسیم برمید جواب: CaBr2
ب) پتاسیم نیترید جواب: K3N
پ) منیزیم سولفید جواب: MgS
ت) آلومینیم فلوئورید جواب: AlF3
۳- با توجه به دادههای جدول (آ)، شیوه نام گذاری ترکیبهای یونی دوتایی را مشخص و سپس جدول (ب) را کامل کنید.
در خود را بیازمایید صفحه ۴۱ شیمی دهم خواهیم داشت:
۱- آرایش الکترون – نقطهای را برای هر یک از مولکولهای زیر رسم کنید.
آ) هیدروژن کلرید (HCl)
ب) آمونیاک (NH3)
پ) متان (CH4)
۲) جرم مولی هر یک از ترکیبهای داده شده در پرسش بالا را با استفاده از دادههای جدول دورهای به دست آورید.
جواب:
در تمرین های دوره ای فصل اول صفحه ۴۲ تا ۴۶ شیمی دهم خواهیم داشت:
۱- بررسی نمونهای از یک شهاب سنگ نشان داد که در این شهاب سنگ ایزوتوپهای 54Fe و 56Fe و 57Fe وجود دارد.
آ) آرایش الکترونی 26Fe را رسم کنید.
جواب:
ب) موقعیت آهن را در جدول دورهای عنصرها مشخص کنید.
جواب: دوره 4، گروه 8
پ) آهن به کدام دسته از عنصرهای جدول تعلق دارد؟
جواب: دسته d – چون زیر لایه d این عنصر در حال پر شدن میباشد.
ت) آیا آرایش الکترونی ایزوتوپهای آهن یکسان است؟ چرا؟
جواب: بله، چون ایزوتوپها عدد اتمی یکسانی دارند و در یک اتم خنثی تعداد الکترون و پروتون برابر 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.
آ) 19K با 9F جواب: پتاسیم فلوئورید (KF)
ب) 20Ca با 7N جواب: کلسیم نیترید (Ca3N2)
پ) 13Al با 9F جواب: آلومینیم فلوئورید (AlF3)
٣- با توجه به شکل:
آ) جرم اتمی میانگین منیزیم را به دست آورید.
جواب:
ب) مفهوم هم مکانی را توضیح دهید.
جواب:موقعیت هر عنصر در جدول دوره ای عناصر توسط عدد اتمی آن مشخص می شود. و از آنجا که ایزوتوپ های یک نوع عنصر عدد اتمی یکسان دارند، پس در جدول دوره ای عناصر در یک مکان قرارگرفته اند
جواب دیگر: 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.
جواب : در خیارشور یونهای مثبت سدیم و منفی کلر وجود دارد. هرگاه جریان برق با ولتاژ بالا (110 ولت) را از آن عبور دهیم، چون یونها حرکت میکنند، نور ایجاد میشود.
یعنی با عبور برق با ولتاژ بالا از آن، یونهای سدیم با جذب انرژی جریان برق، از خود پرتوهای الکترومغناطیس گسیل میدارد که برای فلز سدیم، رنگ 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؟ چرا؟
جواب: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] jبدیل شده و یون –I ایجاد میکند.
چون باریم چون فلزی است، الکترون از دست میدهد و به یون مثبت تبدیل میشود و ید چون نافلز است، الکترون میگیرد و به یون منفی تبدیل میشود
ب) فرمول شیمیایی ترکیب یونی حاصل از واکنش باریم با یُد را بنویسید.
جواب:
۶- اگر میانگین جرم هر اتم بور (5B)، در حدود 23-10×1/794 باشد، جرم مولی آن را حساب و با جدول دورهای مقایسه کنید.
در جدول مقدار 10/8 نوشته شده است و این اختلاف ناچیز برای این است که برای راحتی آن را گرد کرده اند و مقدار رند را در جدول قرار داده اند.
۷- گرافیت دگر شکلی از کربن است. در قرن شانزدهم میلادی قطعه 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 وجود دارد؟
جواب:
۸- 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.
۹- 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.
جواب:در جدول زیر مشخص کرده ایم:
ب) کدام اتم (ها) تمایلی به انجام واکنش و ترکیب شدن ندارد؟ چرا؟
جواب: اتم 2He و 10Ne ، چون لایه ظرفیت آنها پر است (حداکثر تعداد الکترون در زیرلایهها قرار گرفته 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؟
جواب: پاسخ این پرسش را می توانید در تصویر زیر مشاهده کنید:
ادامه جواب: 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. (طبق تصویر زیر)
ت) در اتم (۴) زیر لایه به طور کامل از الکترونها پر شده است؟ توضیح دهید.
جواب:با نوشتن آرایش الکترونی اتم (4) داریم:
شش زیرلایه به طور کامل از الکترون اشغال شده است.
۱۰- دانش آموزی با استفاده از مدل فضا پرکن 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.
جواب:مجموع جرم اتمهای تشکیل دهنده مولکول کربن دیاکسید را محاسبه میکند.
ب) جرم یک مول از مولکول نشان داده شده چند گرم است؟ چرا؟
جواب: 44/01 گرم است، زیرا جرم مولی با جرم amu برابر است.
پ) جرم مولی کربن دی اکسید را با استفاده از دادهها در جدول دورهای به دست آورید.
۱۱- به پرسش های زیر پاسخ دهید.
آ) پتاسیم سه ایزوتوپ با نمادهای 39K و 40K و 41K دارد، با توجه به جرم اتمی میانگین پتاسیم در جدول دوره ای عنصرها، مشخص کنید که بیشترین درصد فراوانی مربوط به کدام ایزوتوپ است؟
جواب: درصد فراوانی 39K 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 79Br (با جرم اتمی 78/92amu) و 81Br (با جرم اتمی 80/92amu) دارد و جرم اتمی میانگین آن برابر 79/9amu واحد جرم اتمی است. آیا نتیجه گیری زیر درست است؟ چرا؟
«درصد فراوانی ایزوتوپ های برم تقریبا برابر است.»
جواب: بله، درست می باشد؛ زیرا عدد جرمی میانگین آن تقریبا برابر میانگین دو عدد جرمی ایزوتوپ ها می باشد.
۱۲- 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.)
۱۳- آ) پژوهشگران در حفاری یک شهر قدیمی، تکهای 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 میدهد. با توجه به آن پیش بینی کنید چه فلزهایی در این سفال وجود دارد؟
* مس و کروم
* مس و جیوه
* کلسیم و کروم
جواب آ: با مقایسه خطوط نشان داده شده در طیف نشری خطی سفال (نمونه) و طیف فلزات داده شده میتوان گفت که در نمونه فلزات مس و جیوه وجود دارد.
ب) طیفهای نشری خطی دو منونه مجهول، طول موجهای زیر را نشان میدهند.
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.)
۱۴- 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.
جواب: 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: (تصویر زیر)
۱۵- اتم های زیر را برحسب کاهش تعداد نوترون مرتب کنید.
از تعداد کم (سمت چپ) به تعداد بیشتر نوترون (سمت راست): (تصویر زیر)
۱۶- 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: (تصویر زیر)
۱۷- 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.
جواب: ردیف 4 و گروه 11 جدول تناوبی و آرایش الکترونی آن به صورت زیر است: (تصویر زیر)
ب) چند الکترون با عدد کوانتومی l=0 و چند الکترون با عدد کوانتومی l=2 دارد؟
جواب: 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؟
جواب: در بیرونی ترین لایه آن یعنی n=4 یک الکترون وجود دارد.
ت) در بیرونی ترین زیرلایه آن چند الکترون وجود دارد؟
جواب: در بیرونی ترین زیر لایه آن یعنی 4S1 یک الکترون وجود دارد.
ث) چند زیرلایه نیمه پر و پر وجود دارد؟
جواب: ۴زیر لایه پر و یک عدد زیر لایه نیمه پر داریم.
در این بخش، مروری بر جواب صفحه ۳ تا ۴۶ شیمی دهم تجربی و ریاضی انجام داده شد. با اضافه کردن عبارت “حاشیه نیوز” در آخر جستجوهای درسی خود در گوگل، به بهترین پاسخ ها دسترسی خواهید داشت. لطفاً به خاطر داشته باشید که ابتدا سعی کنید پاسخ سوالات را خودتان بیابید و سپس برای بررسی صحت آن به این پاسخ ها مراجعه کنید. اگر سوالی دارید، آن را در قسمت دیدگاه بپرسید تا معلمان و کارشناسان ما به آن پاسخ دهند.