1. Looduslik magneesium koosneb isotoopidest 24Mg, 25Mg ja 26Mg. Arvutage loodusliku magneesiumi keskmine aatommass, kui üksikute isotoopide sisaldus massiprotsentides on vastavalt 78,6; 10.1 ja 11.3.
2. Looduslik gallium koosneb isotoopidest 71Ga ja 69Ga. Milline on kvantitatiivne seos nende isotoopide aatomite arvu vahel, kui galliumi keskmine aatommass on 69,72?
3. Määrake boori suhteline aatommass, kui on teada, et 10B isotoobi mooliosa on 19,6% ja 11B isotoobi mooliosa on 80,4%.
4. Vasel on kaks isotoopi: 63Cu ja 65Cu. Nende molaarfraktsioonid looduslikus vases on vastavalt 73 ja 27%. Määrake vase keskmine suhteline aatommass.
5. Määrake elemendi räni suhteline aatommass, kui see koosneb kolmest isotoobist: 28Si (mooliosa 92,3%), 29Si (4,7%) ja 30Si (3,0%).
6. Looduslik kloor sisaldab kahte isotoopi 35Cl ja 37Cl. Kloori suhteline aatommass on 35,45. Määrake iga kloori isotoobi mooliosa.
7. Neooni suhteline aatommass on 20,2. Neoon koosneb kahest isotoobist: 20Ne ja 22Ne. Arvutage iga isotoobi mooliosa looduslikus neoonis.
8. Looduslik broom sisaldab kahte isotoopi. 79Br isotoobi molaarosa on 55%. Millist isotoopi veel sisaldab element broom, kui selle suhteline aatommass on 79,9.
9. Looduslik tallium on isotoopide 203Tl ja 205Tl segu. Võttes aluseks loodusliku talliumi suhtelise aatommassi Ar(Tl) = 204,38, määrake talliumi isotoopkoostis massiprotsentides.
10. Looduslik iriidium on isotoopide 191Ir ja 193Ir segu. Võttes aluseks loodusliku iriidiumi suhtelise aatommassi Ar(Ir) = 192,22, määrake iriidiumi isotoopkoostis massiprotsentides.
11. Looduslik reenium on 185Re ja 187Re isotoopide segu. Tuginedes loodusliku reeniumi suhtelisele aatommassile Ar(Re) = 186,21, määrake reeniumi isotoopkoostis massiprotsentides.
12. Looduslik gallium on isotoopide 69Ga ja 71Ga segu. Võttes aluseks loodusliku galliumi suhtelise aatommassi Ar(Ga) = 69,72, määrake galliumi isotoopkoostis massiprotsentides.
13. Looduslik kloor koosneb kahest stabiilsest isotoobist 35Cl ja 37Cl. Võttes aluseks kloori keskmise suhtelise aatommassi 35,45, arvutage kloori isotoopkoostis massiprotsentides.
14. Looduslik hõbe koosneb kahest stabiilsest isotoobist 107Ag ja 109Ag. Hõbeda keskmise suhtelise aatommassi 107,87 põhjal arvutage hõbeda isotoopkoostis massiprotsendina.
15. Looduslik vask koosneb kahest stabiilsest isotoobist 63Cu ja 65Cu. Vase keskmise suhtelise aatommassi 63,55 põhjal arvutage vase isotoopkoostis massiprotsendina.
16. Looduslik broom koosneb kahest stabiilsest isotoobist 79Br ja 81Br. Broomi keskmise suhtelise aatommassi 79,90 põhjal arvutage broomi isotoopkoostis massiprotsendina.
17. Looduslik räni koosneb 3,1% (moolide järgi) isotoobist 30Si (aatommassiga 29,9738), samuti isotoopidest 29Si (aatommassiga 28,9765) ja 28Si (aatommassiga 27,9770). Arvutage 29Si ja 28Si sisaldus protsentides (moolide järgi).
Probleemid isotoopidega
Tase A
1. Arvutage vesiniku isotoopkoostis (%) (keskmine suhteline aatommass).A r = 1,008) ja liitium (A r = 6,9), eeldades, et iga element koosneb ainult kahest isotoobist, mille suhtelised aatommassid erinevad ühe võrra.
Vastus. Vesinik: 1 H – 99,2% ja 2 H – 0,8%; liitium: 6 Li – 10% ja 7 Li – 90%.
2. Loodusliku vesiniku suhteline aatommass on 1,00797. See vesinik on protiumi isotoopide segu ( A r = 1,00782) ja deuteerium (A r = 2,0141). Kui suur on deuteeriumi protsent looduslikus vesinikus?
Vastus. 0,015%.
3. Antud elementide sümbolite hulgas märkige isotoobid ja isobaarid:
Vastus. Isotoopidel on samad keemilised sümbolid ja isobaaridel on sama aatommass.
4. Looduslik liitium (A r = 6,9) koosneb isotoopidest massinumbritega 6 ja 7. Mitu protsenti esimesest isotoobistta sisaldab?
Vastus. 10%.
5. Magneesiumi isotoobi aatomi mass on 4,15 10 –23 d) Määrake neutronite arv, mida selle aatomi tuum sisaldab.
Vastus. 13.
6. Vasel on kaks isotoopi massinumbritega 63 ja 65. Massiosa nende sisaldus looduslikus vases on vastavalt 73% ja 27%. Nende andmete põhjal arvutage loodusliku vase keskmine suhteline aatommass.
Vastus. 63,54.
7. Loodusliku kloori keskmine suhteline aatommass on 35,45. Arvutage selle kahe isotoobi massifraktsioonid massinumbritega 35 ja 37.
Vastus. 77,5% ja 22,5%.
8. Määrake boori suhteline aatommass, kui on teada selle isotoopide massiosad ( 10 B) = 19,6% ja( 11 B) = 80,4%.
Vastus. 10,804.
9. Liitium koosneb kahest looduslikust isotoobist massiarvuga 6 ( 1 = 7,52%) ja 7 ( 2 = 92,48%). Arvutage liitiumi suhteline aatommass.
Vastus. 6,9248.
10. Arvutage koobalti suhteline aatommass, kui on teada, et looduses eksisteerib kaks selle isotoopi: massinumbritega 57 ( 1 = 0,17%) ja 59 ( 2 = 99,83%).
Vastus. 58,9966.
11. Boori suhteline aatommass on 10,811. Määrake massinumbritega 10 ja 11 isotoopide protsent looduslikus booris.
Vastus. 18,9% ja 81,1%.
12. Galliumil on kaks looduslikku isotoopi massinumbritega 69 ja 71. Milline on kvantitatiivne seos nende isotoopide aatomite arvu vahel, kui elemendi suhteline aatommass on 69,72.
Vastus. 1,78:1.
13. Looduslikul broomil on kaks isotoopi massinumbritega 79 ja 81. Broomi suhteline aatommass on 79,904. Määrake iga isotoobi massiosa looduslikus broomis.
Vastus. 54,8% ja 45,2%.
Tase B
1. Ränil on kolm stabiilset isotoopi – 30 Si (3,05% (mol.)), 29 Si ja 28 Si. Arvutage räni enimlevinud isotoobi sisaldus (% (mol.)). Kuidas erinevad erineva isotoopkoostisega ränidioksiidi molaarmassid, arvestades, et hapnikul on kolm stabiilset isotoopi massinumbritega 16, 17 ja 18?
Vastus. 94,55%; 18 tüüpi ränidioksiidi molekule.
2. Proov koosneb ühe elemendi kahe isotoobi segust; 30% on isotoop, mille tuumas on 18 neutronit; 70% on isotoop, mille aatomituum sisaldab 20 neutronit. Määrake elemendi aatomarv, kui elemendi keskmine suhteline aatommass isotoopide segus on 36,4.
Vastus. 17.
3. Keemiline element koosneb kahest isotoobist. Esimese isotoobi aatomi tuum sisaldab 10 prootonit ja 10 neutronit. Teise isotoobi aatomi tuumas on veel 2 neutronit. Iga 9 kergema isotoobi aatomi kohta on üks raskema isotoobi aatom. Arvutage elemendi keskmine suhteline aatommass.
Vastus. 20,2.
4. Isotoop 137 Cs poolväärtusaeg on 29,7 aastat. 1 g seda isotoopi reageeris plahvatuslikult liigse veega. Milline on tseesiumi poolestusaeg saadud ühendis? Põhjenda oma vastust.
Vastus. T 1/2 = 29,7 aastat.
5. Mitu aastat võtab aega, et tuumaplahvatuse tagajärjel välja kukkunud radioaktiivse strontsium-90 kogus (poolestusaeg 27 aastat) oleks alla 1,5% kogusest, mis avastati vahetult pärast tuumaplahvatust?
Vastus. 163,35 aastat.
6. Märgistatud aatomi meetodi puhul kasutatakse radioaktiivseid isotoope kehas oleva elemendi teekonna jälgimiseks. Seega süstitakse haige kõhunäärmega patsiendile radioaktiivse isotoobi jood-131 preparaati (läbib – -lagunemine), mis võimaldab arstil jälgida joodi läbimist läbi patsiendi keha. Kirjutage radioaktiivse lagunemise võrrand ja arvutage, kui kaua kulub organismi sattunud radioaktiivse joodi koguse 10-kordseks vähenemiseks (poolestusaeg 8 päeva).
Vastus.
7. Kui kaua kulub kolm neljandikku niklist vaseks muutumiseks – -lagunemine, kui isotoobi poolestusaeg 63 28 Ni on 120 aastat vana?
Vastus. 240 aastat.
8. Leidke isotoobi mass 81 Sr (poolväärtusaeg 8,5 tundi), mis jääb alles pärast 25,5-tunnist säilitamist, kui algmass oli 200 mg.
Vastus. 25 mg.
9. Arvutage isotoopide aatomite protsent 128 I (poolväärtusaeg 25 minutit), mis jääb pärast 2,5-tunnist säilitamist lagunemata.
Vastus. 1,5625%.
10. Pool elu – - radioaktiivne isotoop 24 Na on võrdne 14,8 tunniga Kirjutage lagunemisreaktsiooni võrrand ja arvutage, mitu grammi tütarprodukti tekib 24 g sellest isotoobist 29,6 tunni jooksul.
Vastus.
11. Isotoop 210 Ro, kiirgab-osakesed, mida kasutatakse neutroniallikates berülliumiga segus. Mis aja pärast väheneb selliste allikate intensiivsus 32 korda? Isotoobi poolväärtusaeg on 138 päeva.
Vastus. 690 päeva
Harjutused tuumareaktsioonide kohta
1. Kui palju- Ja – -osakesed pidid oma tuuma kaotama 226 Ra saada tütarelement massinumbriga 206, mis kuulub perioodilise elementide süsteemi IV rühma? Nimetage see element.
Vastus. 5, 4 – , 206 82 Pb.
2. Isotoobi aatomi tuum 238 92 U muutus radioaktiivse lagunemise tulemusena tuumaks 226 88 Ra. Kui palju- Ja – -osakesi kiirgas algtuum?
Elementaarosakeste arvu määramine isotoopide ja isobaaride aatomites
Näide 1. Määrake prootonite, neutronite ja elektronide arv isotoopide 82 207 X ja 82 212 X jaoks; isobaaridel on 81 210 Y ja 84 210 Z. Nimetage need elemendid.
Lahendus. Perioodilisuse tabeli 82. element on plii (X = Pb), 81. element on tallium (Y = Tl), 84. element on poloonium (Z = Po). elektronide ja prootonite arv vastab elemendi aatomnumbrile. Neutronite arv tuumas arvutatakse, lahutades elementide massiarvust tuumas olevate prootonite arvu (elemendi number). Selle tulemusena saame:
Elemendi sümbol |
Elektronide arv |
Prootonite arv tuumas |
Neutronite arv tuumas |
Elementide suhtelise aatommassi arvutamine nende loodusliku isotoopkoostise järgi
Näide 2. Isotoopide 24 Mg, 25 Mg ja 26 Mg moolfraktsioonid on vastavalt 79,7; 9,8 ja 10,5%. Arvutage magneesiumi keskmine suhteline aatommass.
Lahendus. Magneesiumi keskmine suhteline aatommass arvutatakse iga isotoobi massifraktsioonide ja selle massinumbrite korrutiste liitmisel:
M = 0,797 · 24 + 0,098· 25 + 0,105· 26 = 19,128 + 2,450 + 2,730 = 24,308.
Saadud väärtus on lähedane elementide perioodilises tabelis (24.305) antud magneesiumi aatommassi väärtusele.
Tuumareaktsiooni võrrandite koostamine
Näide 3. Tuvastage radioaktiivsed lagunemissaadused X, Y ja Z:
88 226 Ra -(α-lagunemine) X -(α-lagunemine) Y -(β-lagunemine) Z.
Lahendus. 88 226 Ra α-lagunemise ajal väheneb selle massiarv A nelja ühiku võrra ja võrdub A X = 226-4 = 222. Sel juhul väheneb tuuma laeng kahe ühiku võrra ja osutub võrdseks Z X = 88-2 = 86. Seega esimene lagunemine viib radooni isotoobi 86 222 Rn tekkeni. Radooni α-lagunemisprodukt määratakse sarnaselt: A Y = 222-4 = 218, Z Y = 86-2 = 84. Teise lagunemise tulemusena saame polooniumi isotoobi 84 218 Po; Polooniumi β-lagunemine ei muuda elemendi massiarvu, vaid suurendab selle tuuma laengut ühe võrra: Z Z = 84+1 = 85. Selle lagunemisahela lõpp-produktiks saab elemendi number 85, s.o. astatiin (85 218 At). Tuumamuutuste lõplik skeem näeb välja järgmine:
88 226 Ra -(α-lagunemine) 86 222 Rn -(α-lagunemine) 84 218 Po -(β-lagunemine) 85 218 At.
Elektrooniliste kihtide ja elektronkihtide maksimaalse elektronide arvu määramine
Näide 4. Arvutage maksimaalne elektronide arv viiendas elektronkihis ja f-kestas.
Lahendus. Maksimaalne võimalik elektronide arv elektronikihis arvuga n on N n = 2n 2 . Viienda elektronkihi jaoks saame:
Nn = 5 = 2 · 5 2 = 50.
Maksimaalne võimalik elektronide arv elektronkihis antud väärtusega l võrdub N l = 2(2l+ 1). F-shelli jaoks l= 3. Selle tulemusena saame:
N l=3 = 2(2· 3 + 1) = 14.
Erinevates olekutes elektronide kvantarvude väärtuste määramine
Näide 5. Määrake põhi- ja sekundaarkvantarvude väärtused järgmiste elektronide olekute jaoks: 3d, 4s ja 5p.
Lahendus. Aatomite elektronide erinevate olekute peamise kvantarvu väärtust tähistab araabia number ja sekundaarse kvantarvu väärtust vastava väikese ladina tähega. Selle tulemusena saame vaadeldavate elektronide olekute jaoks.
1. Millisel elemendil on rohkem väljendunud mittemetallilised omadused: a) hapnik või süsinik; b) fosfor või arseen? Andke põhjendatud vastus, lähtudes elementide asukohast perioodilisustabelis.
2. Esitage elemendi nr 11 kirjeldus vastavalt plaanile:
Asukoht perioodilisuse tabelis
Metallist või mittemetallist
Aatomi struktuur
Elektrooniline valem
Elektronide arv välisel energiatasemel, kas see on täielik?
Suurepärane oksiidvalem
Kas element moodustab vesinikuga lenduva ühendi, kui jah, siis milline on selle keemiline valem
3. Kuidas ja miks muutuvad keemiliste elementide omadused perioodide lõikes? Näidake seda, kasutades näitena 3. perioodi elemente.
4. Arvutage boori suhteline aatommass, kui on teada, et 10 B isotoobi osakaal on 19,6% ja 11 B isotoobi osakaal on 80,4%. (Vastus: 10.8.)
Lahendused ja vastused:
1. Mittemetallilised omadused on rohkem väljendunud a) hapniku puhul (kuna periooditi vasakult paremale mittemetallilised omadused suurenevad),
b) fosfor (kuna rühmades alt üles, paranevad mittemetallilised omadused aatomi raadiuse vähenemise tõttu).
3. Perioodidel vasakult paremale mittemetallilised omadused suurenevad ja metallilised omadused nõrgenevad, sest Valentskihis olevate elektronide arvu suurenemise tõttu hakkavad elektronid tugevamalt tuuma külge tõmbama ja aatomi raadius väheneb.
Tunni materjalidest saad teada, et osade keemiliste elementide aatomid erinevad massilt teiste keemiliste elementide aatomitest. Õpetaja räägib teile, kuidas keemikud mõõtsid aatomite massi, mis on nii väikesed, et te ei näe neid isegi elektronmikroskoobiga.
Teema: Algsed keemilised ideed
Õppetund: keemiliste elementide suhteline aatommass
19. sajandi alguses. (150 aastat pärast Robert Boyle'i tööd) pakkus inglise teadlane John Dalton välja meetodi keemiliste elementide aatomite massi määramiseks. Vaatleme selle meetodi olemust.
Dalton pakkus välja mudeli, mille kohaselt kompleksaine molekul sisaldab ainult ühte erinevate keemiliste elementide aatomit. Näiteks uskus ta, et veemolekul koosneb 1 vesinikuaatomist ja 1 hapnikuaatomist. Daltoni järgi sisaldavad lihtsad ained ka ainult ühte keemilise elemendi aatomit. Need. hapniku molekul peab koosnema ühest hapnikuaatomist.
Ja siis, teades elementide massiosasid aines, on lihtne kindlaks teha, mitu korda erineb ühe elemendi aatomi mass teise elemendi aatomi massist. Seega uskus Dalton, et elemendi massiosa aines määrab selle aatomi mass.
On teada, et magneesiumi massiosa magneesiumoksiidis on 60% ja hapniku massiosa on 40%. Daltoni arutluskäiku järgides võime öelda, et magneesiumiaatomi mass on 1,5 korda suurem kui hapnikuaatomi mass (60/40 = 1,5):
Teadlane märkas, et vesinikuaatomi mass on väikseim, sest Pole olemas keerulist ainet, milles vesiniku massiosa oleks suurem kui mõne teise elemendi massiosa. Seetõttu tegi ta ettepaneku võrrelda elementide aatomite masse vesinikuaatomi massiga. Ja sel viisil arvutas ta välja keemiliste elementide suhtelise (vesinikuaatomi suhtes) aatommassi esimesed väärtused.
Vesiniku aatommassi võeti ühtsusena. Ja väävli suhtelise massi väärtuseks osutus 17. Kuid kõik saadud väärtused olid kas ligikaudsed või valed, sest tolleaegne katsetehnika polnud kaugeltki täiuslik ja Daltoni oletus aine koostise kohta oli vale.
Aastatel 1807-1817 Rootsi keemik Jons Jakob Berzelius viis läbi ulatuslikud uuringud, et selgitada elementide suhtelist aatommassi. Tal õnnestus saada tänapäevastele lähedasi tulemusi.
Palju hiljem kui Berzeliuse töö, hakati keemiliste elementide aatomite masse võrdlema 1/12 süsinikuaatomi massiga (joonis 2).
Riis. 1. Mudel keemilise elemendi suhtelise aatommassi arvutamiseks
Keemilise elemendi suhteline aatommass näitab, mitu korda on keemilise elemendi aatomi mass suurem kui 1/12 süsinikuaatomi massist.
Suhtelist aatommassi tähistatakse tähega A r, sellel pole mõõtühikuid, kuna see näitab aatomite masside suhet.
Näiteks: A r (S) = 32, s.o. väävliaatom on 32 korda raskem kui 1/12 süsinikuaatomi massist.
1/12 süsinikuaatomi absoluutmass on võrdlusühik, mille väärtus on suure täpsusega arvutatud ja see on 1,66 * 10 -24 g või 1,66 * 10 -27 kg. Seda võrdlusmassi nimetatakse aatommassi ühik (a.e.m.).
Keemiliste elementide suhteliste aatommasside väärtusi pole vaja meelde jätta, need on esitatud mis tahes keemiaõpikus või teatmeteoses, samuti D.I. perioodilises tabelis. Mendelejev.
Arvutamisel ümardatakse suhteliste aatommasside väärtused tavaliselt täisarvudeks.
Erandiks on kloori suhteline aatommass - kloori puhul kasutatakse väärtust 35,5.
1. Ülesannete ja harjutuste kogumik keemias: 8. klass: õpiku juurde P.A. Oržekovski jt. “Keemia, 8. klass” / P.A. Oržekovski, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006.
2. Ušakova O.V. Keemia töövihik: 8. klass: õpiku juurde P.A. Oržekovski ja teised.“Keemia. 8. klass” / O.V. Ušakova, P.I. Bespalov, P.A. Oržekovski; all. toim. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (lk 24-25)
3. Keemia: 8. klass: õpik. üldhariduse jaoks institutsioonid / P.A. Oržekovski, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§10)
4. Keemia: inorg. keemia: õpik. 8. klassi jaoks. Üldharidus institutsioonid / G.E. Rudzitis, Fyu Feldman. – M.: Haridus, OJSC “Moskva õpikud”, 2009. (§§8,9)
5. Entsüklopeedia lastele. Köide 17. Keemia / Peatükk. toim.V.A. Volodin, Ved. teaduslik toim. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.
Täiendavad veebiressursid
1. Digitaalsete õpperessursside ühtne kogu ().
2. Ajakirja “Chemistry and Life” elektrooniline versioon ().
Kodutöö
lk.24-25 nr 1-7 keemia töövihikust: 8. klass: õpikule P.A. Oržekovski ja teised.“Keemia. 8. klass” / O.V. Ušakova, P.I. Bespalov, P.A. Oržekovski; all. toim. prof. P.A. Oržekovski - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.