1. Naturlig magnesium består av isotopene 24Mg, 25Mg og 26Mg. Beregn den gjennomsnittlige atommassen til naturlig magnesium hvis innholdet av individuelle isotoper i masseprosent er henholdsvis 78,6; 10.1 og 11.3.
2. Naturlig gallium består av isotopene 71Ga og 69Ga. Hva er det kvantitative forholdet mellom antall atomer til disse isotopene hvis den gjennomsnittlige atommassen til gallium er 69,72.
3. Bestem den relative atommassen til bor hvis det er kjent at molfraksjonen av 10B-isotopen er 19,6 %, og 11B-isotopen er 80,4 %.
4. Kobber har to isotoper: 63Cu og 65Cu. Deres molare fraksjoner i naturlig kobber er henholdsvis 73 og 27 %. Bestem den gjennomsnittlige relative atommassen til kobber.
5. Bestem den relative atommassen til grunnstoffet silisium hvis det består av tre isotoper: 28Si (molfraksjon 92,3%), 29Si (4,7%) og 30Si (3,0%).
6. Naturlig klor inneholder to isotoper 35Cl og 37Cl. Den relative atommassen til klor er 35,45. Bestem molfraksjonen av hver isotop av klor.
7. Den relative atommassen til neon er 20,2. Neon består av to isotoper: 20Ne og 22Ne. Beregn molfraksjonen av hver isotop i naturlig neon.
8. Naturlig brom inneholder to isotoper. Molfraksjonen av 79Br-isotopen er 55%. Hvilken annen isotop er inkludert i grunnstoffet brom hvis dens relative atommasse er 79,9.
9. Naturlig tallium er en blanding av isotoper 203Tl og 205Tl. Basert på den relative atommassen til naturlig tallium Ar(Tl) = 204,38, bestemme isotopsammensetningen til tallium i masseprosent.
10. Naturlig iridium er en blanding av isotoper 191Ir og 193Ir. Basert på den relative atommassen til naturlig iridium Ar(Ir) = 192,22, bestemme isotopsammensetningen til iridium i masseprosent.
11. Naturlig rhenium er en blanding av 185Re og 187Re isotoper. Basert på den relative atommassen til naturlig rhenium Ar(Re) = 186,21, bestemme isotopsammensetningen til rhenium i masseprosent.
12. Naturlig gallium er en blanding av isotoper 69Ga og 71Ga. Basert på den relative atommassen til naturlig gallium Ar(Ga) = 69,72, bestemme isotopsammensetningen til gallium i masseprosent.
13. Naturlig klor består av to stabile isotoper 35Cl og 37Cl. Basert på den gjennomsnittlige relative atommassen av klor på 35,45, beregne isotopsammensetningen av klor som en masseprosent.
14. Natursølv består av to stabile isotoper 107Ag og 109Ag. Basert på den gjennomsnittlige relative atommassen til sølv på 107,87, beregner den isotopiske sammensetningen av sølv som en masseprosent.
15. Naturlig kobber består av to stabile isotoper 63Cu og 65Cu. Basert på den gjennomsnittlige relative atommassen til kobber på 63,55, beregne isotopsammensetningen av kobber som en masseprosent.
16. Naturlig brom består av to stabile isotoper 79Br og 81Br. Basert på den gjennomsnittlige relative atommassen til brom på 79,90, beregner den isotopiske sammensetningen av brom som en masseprosent.
17. Naturlig silisium består av 3,1 % (i mol) av isotopen 30Si (med en atommasse på 29,9738), samt isotopene 29Si (med en atommasse på 28,9765) og 28Si (med en atommasse på 707). Beregn innholdet i % (i mol) av 29Si og 28Si.
Problemer på isotoper
Nivå A
1. Beregn isotopsammensetningen (i%) av hydrogen (gjennomsnittlig relativ atommasseEN r = 1,008) og litium (EN r = 6,9), forutsatt at hvert element består av bare to isotoper hvis relative atommasser avviker med én.
Svar. Hydrogen: 1 H – 99,2 % og 2 H – 0,8 %; litium: 6 Li – 10 % og 7 Li – 90 %.
2. Den relative atommassen til naturlig hydrogen er 1,00797. Dette hydrogenet er en blanding av protiumisotoper ( EN r = 1,00782) og deuterium (EN r = 2,0141). Hva er prosentandelen deuterium i naturlig hydrogen?
Svar. 0,015%.
3. Blant de gitte symbolene på elementer, angir isotoper og isobarer:
Svar. Isotoper har de samme kjemiske symbolene, og isobarene har de samme atommassene.
4. Naturlig litium (EN r = 6,9) består av isotoper med massenummer 6 og 7. Hvor mange prosent av den første isotopenhan inneholder?
Svar. 10%.
5. Massen til et atom i magnesiumisotopen er 4,15 10 –23 d. Bestem antall nøytroner som kjernen til dette atomet inneholder.
Svar. 13.
6. Kobber har to isotoper med massetall 63 og 65. Massefraksjon deres innhold i naturlig kobber er henholdsvis 73 % og 27 %. Basert på disse dataene, beregne den gjennomsnittlige relative atommassen til naturlig kobber.
Svar. 63,54.
7. Den gjennomsnittlige relative atommassen til naturlig klor er 35,45. Regn ut massefraksjonene til to av isotoper med massenummer 35 og 37.
Svar. 77,5 % og 22,5 %.
8. Bestem den relative atommassen til bor hvis massefraksjonene av dets isotoper er kjent ( 10 B) = 19,6 % og( 11 B) = 80,4 %.
Svar. 10,804.
9. Litium består av to naturlige isotoper med massetall 6 ( 1 = 7,52 %) og 7 ( 2 = 92,48 %). Beregn den relative atommassen til litium.
Svar. 6,9248.
10. Beregn den relative atommassen til kobolt hvis det er kjent at to av dets isotoper finnes i naturen: med massetall 57 ( 1 = 0,17 %) og 59 ( 2 = 99,83%).
Svar. 58,9966.
11. Den relative atommassen til bor er 10,811. Bestem prosentandelen av isotoper med massetall 10 og 11 i naturlig bor.
Svar. 18,9 % og 81,1 %.
12. Gallium har to naturlige isotoper med massetall 69 og 71. Hva er den kvantitative sammenhengen mellom antall atomer til disse isotoper hvis den relative atommassen til grunnstoffet er 69,72.
Svar. 1,78:1.
13. Naturlig brom har to isotoper med massenummer 79 og 81. Den relative atommassen til brom er 79,904. Bestem massefraksjonen av hver isotop i naturlig brom.
Svar. 54,8 % og 45,2 %.
Nivå B
1. Silisium har tre stabile isotoper - 30 Si (3,05 % (mol.)), 29 Si og 28 Si. Beregn innholdet (i % (mol.)) av den vanligste isotopen av silisium. Hvordan vil de molare massene av silisiumdioksid med forskjellige isotopsammensetninger variere, gitt at oksygen har tre stabile isotoper med massenummer 16, 17 og 18?
Svar. 94,55%; 18 typer silisiumdioksidmolekyler.
2. Prøven består av en blanding av to isotoper av ett grunnstoff; 30 % er en isotop, hvis kjerne har 18 nøytroner; 70 % er en isotop hvis atomkjerne inneholder 20 nøytroner. Bestem atomnummeret til et grunnstoff hvis den gjennomsnittlige relative atommassen til elementet i en blanding av isotoper er 36,4.
Svar. 17.
3. Et kjemisk grunnstoff består av to isotoper. Kjernen til et atom i den første isotopen inneholder 10 protoner og 10 nøytroner. Det er 2 flere nøytroner i kjernen til et atom i den andre isotopen. For hver 9 atomer i en lettere isotop er det ett atom i en tyngre isotop. Beregn den gjennomsnittlige relative atommassen til elementet.
Svar. 20,2.
4. Isotop 137 Cs har en halveringstid på 29,7 år. 1 g av denne isotopen reagerte eksplosivt med overflødig vann. Hva er halveringstiden til cesium i den resulterende forbindelsen? Begrunn svaret ditt.
Svar. T 1/2 = 29,7 år.
5. Hvor mange år vil det ta før mengden radioaktivt strontium-90 (halveringstid 27 år) som falt ut som følge av en atomeksplosjon er mindre enn 1,5 % av mengden som ble oppdaget rett etter atomeksplosjonen?
Svar. 163,35 år.
6. I den taggede atommetoden brukes radioaktive isotoper for å "spore ruten" til et element i kroppen. Således injiseres en pasient med en syk bukspyttkjertel med et preparat av den radioaktive isotopen jod-131 (gjennomgår – -decay), som lar legen overvåke passasjen av jod gjennom pasientens kropp. Skriv en ligning for radioaktivt forfall og beregn hvor lang tid det tar før mengden radioaktivt jod som tilføres kroppen reduseres med 10 ganger (halveringstid 8 dager).
Svar.
7. Hvor lang tid vil det ta før tre fjerdedeler av nikkelen blir til kobber som følge av – -forfall, hvis halveringstiden til isotopen 63 28 Ni er 120 år gammel?
Svar. 240 år.
8. Finn massen til isotopen 81 Sr (halveringstid 8,5 timer) gjenstår etter 25,5 timers lagring dersom den opprinnelige massen var 200 mg.
Svar. 25 mg.
9. Regn ut prosentandelen av isotopatomer 128 I (halveringstid 25 minutter), forblir uoppløst etter lagring i 2,5 timer.
Svar. 1,5625%.
10. Halvt liv – -radioaktiv isotop 24 Na er lik 14,8 timer Skriv ligningen for henfallsreaksjonen og regn ut hvor mange gram av datterproduktet som dannes av 24 g av denne isotopen på 29,6 timer.
Svar.
11. Isotop 210 Ro, strålende-partikler, brukt i blanding med beryllium i nøytronkilder. Etter hvilken tid vil intensiteten til slike kilder reduseres med 32 ganger? Halveringstiden til isotopen er 138 dager.
Svar. 690 dager
Øvelser om kjernefysiske reaksjoner
1. Hvor mange- Og – -partikler måtte miste kjernen 226 Ra for å få et datterelement med massenummer 206, som tilhører gruppe IV i det periodiske system av elementer? Gi dette elementet et navn.
Svar. 5, 4 – , 206 82 Pb.
2. Kjernen til et isotopatom 238 92 U ble til en kjerne som et resultat av radioaktivt forfall 226 88 Ra. Hvor mange- Og – -partikler ble sendt ut av den opprinnelige kjernen?
Bestemmelse av antall elementærpartikler i atomer av isotoper og isobarer
Eksempel 1. Bestem antall protoner, nøytroner og elektroner for isotopene 82 207 X og 82 212 X; isobarene har 81 210 Y og 84 210 Z. Nevn disse grunnstoffene.
Løsning. Det 82. elementet i det periodiske systemet er bly (X = Pb), det 81. elementet er tallium (Y = Tl), det 84. elementet er polonium (Z = Po). antall elektroner og protoner tilsvarer grunnstoffets atomnummer. Antall nøytroner i kjernen beregnes ved å trekke antall protoner i kjernen (grunnstoffnummer) fra masseantallet av grunnstoffer. Som et resultat får vi:
Elementsymbol |
Antall elektroner |
Antall protoner i kjernen |
Antall nøytroner i kjernen |
Beregning av den relative atommassen til elementer fra deres naturlige isotopsammensetning
Eksempel 2. Molfraksjonene av isotopene 24 Mg, 25 Mg og 26 Mg er henholdsvis 79,7; 9,8 og 10,5 %. Regn ut den gjennomsnittlige relative atommassen til magnesium.
Løsning. Den gjennomsnittlige relative atommassen av magnesium beregnes ved å summere produktene av massefraksjonene til hver isotop med massetallet:
M = 0,797 · 24 + 0,098· 25 + 0,105· 26 = 19,128 + 2,450 + 2,730 = 24,308.
Den resulterende verdien er nær verdien av atommassen av magnesium gitt i det periodiske systemet for grunnstoffer (24.305).
Tegne kjernereaksjonsligninger
Eksempel 3. Identifiser de radioaktive nedbrytningsproduktene X, Y og Z:
88 226 Ra -(α-forfall) X -(α-forfall) Y -(β-forfall) Z.
Løsning. Under α-nedbrytningen av 88 226 Ra synker massetallet A med fire enheter og blir lik A X = 226-4 = 222. I dette tilfellet avtar ladningen til kjernen med to enheter og viser seg å være lik Z X = 88-2 = 86. Dermed fører det første forfallet til dannelsen av radonisotopen 86 222 Rn. α-nedbrytningsproduktet av radon bestemmes på lignende måte: A Y = 222-4 = 218, Z Y = 86-2 = 84. Som et resultat av det andre forfallet får vi poloniumisotopen 84 218 Po; β-forfallet til polonium endrer ikke massetallet til grunnstoffet, men øker ladningen til kjernen med én: Z Z = 84+1 = 85. Sluttproduktet av denne forfallskjeden vil være grunnstoffnummeret 85, dvs. astatin (85.218 At). Det endelige opplegget for kjernefysiske transformasjoner vil se slik ut:
88 226 Ra -(α-forfall) 86 222 Rn -(α-forfall) 84 218 Po -(β-forfall) 85 218 At.
Bestemmelse av maksimalt antall elektroner på elektroniske lag og elektronskall
Eksempel 4. Regn ut maksimalt antall elektroner i det femte elektronlaget og i f-skallet.
Løsning. Maksimalt mulig antall elektroner i elektronlaget med nummer n er N n = 2n 2 . For det femte elektronlaget får vi:
Nn=5=2 · 5 2 = 50.
Maksimalt mulig antall elektroner i et elektronskall med en gitt verdi l er lik N l = 2(2l+ 1). For f-shell l= 3. Som et resultat får vi:
N l=3 = 2(2· 3 + 1) = 14.
Bestemme verdiene av kvantetall for elektroner i forskjellige tilstander
Eksempel 5. Bestem verdiene til hoved- og sekundærkvantetallene for følgende elektroner: 3d, 4s og 5p.
Løsning. Verdien av hovedkvantetallet for forskjellige elektroner i atomer er indikert med et arabisk tall, og verdien av det sekundære kvantetallet er indikert med den tilsvarende små latinske bokstaven. Som et resultat får vi for elektrontilstandene som vurderes.
1. Hvilket grunnstoff har mer uttalte ikke-metalliske egenskaper: a) oksygen eller karbon; b) fosfor eller arsen? Gi et begrunnet svar basert på posisjonen til elementene i det periodiske systemet.
2. Gi en beskrivelse av element nr. 11 etter planen:
Plasser på det periodiske systemet
Metall eller ikke-metall
Atomstruktur
Elektronisk formel
Antall elektroner i det ytre energinivået, er det komplett?
Overlegen oksidformel
Danner grunnstoffet en flyktig forbindelse med hydrogen, i så fall, hva er dens kjemiske formel
3. Hvordan og hvorfor endres egenskapene til kjemiske elementer over perioder? Vis dette ved å bruke eksemplet på elementer fra 3. periode.
4. Beregn den relative atommassen til bor hvis det er kjent at andelen av 10 B isotopen er 19,6 %, og 11 B isotopen er 80,4 %. (Svar: 10.8.)
Løsninger og svar:
1. Ikke-metalliske egenskaper er mer uttalt i a) oksygen (siden fra venstre til høyre i perioder øker ikke-metalliske egenskaper),
b) fosfor (siden i grupper fra bunn til topp forbedres ikke-metalliske egenskaper på grunn av en reduksjon i atomets radius).
3. I perioder fra venstre til høyre øker ikke-metalliske egenskaper og metalliske egenskaper svekkes, pga På grunn av en økning i antall elektroner i valensskallet, begynner elektroner å bli sterkere tiltrukket av kjernen, og atomets radius avtar.
Fra leksjonsmateriellet vil du lære at atomene til noen kjemiske elementer skiller seg fra atomene til andre kjemiske elementer i masse. Læreren vil fortelle deg hvordan kjemikere målte massen av atomer som er så små at du ikke kan se dem selv med et elektronmikroskop.
Emne: Innledende kjemiske ideer
Leksjon: Relativ atommasse av kjemiske elementer
På begynnelsen av 1800-tallet. (150 år etter arbeidet til Robert Boyle) foreslo den engelske forskeren John Dalton en metode for å bestemme massen av atomer til kjemiske elementer. La oss vurdere essensen av denne metoden.
Dalton foreslo en modell der et molekyl av et komplekst stoff bare inneholder ett atom av forskjellige kjemiske elementer. For eksempel mente han at et vannmolekyl består av 1 hydrogenatom og 1 oksygenatom. Ifølge Dalton inneholder enkle stoffer også bare ett atom av et kjemisk grunnstoff. De. et oksygenmolekyl må bestå av ett oksygenatom.
Og så, når man kjenner massefraksjonene av grunnstoffer i et stoff, er det lett å bestemme hvor mange ganger massen til et atom av ett element er forskjellig fra massen til et atom til et annet element. Dermed trodde Dalton at massefraksjonen av et grunnstoff i et stoff bestemmes av massen til dets atom.
Det er kjent at massefraksjonen av magnesium i magnesiumoksid er 60 %, og massefraksjonen av oksygen er 40 %. Ved å følge veien til Daltons resonnement, kan vi si at massen til et magnesiumatom er 1,5 ganger større enn massen til et oksygenatom (60/40 = 1,5):
Forskeren la merke til at massen til hydrogenatomet er den minste, fordi Det er ingen kompleks substans der massefraksjonen av hydrogen vil være større enn massefraksjonen til et annet grunnstoff. Derfor foreslo han å sammenligne massene av atomer av elementer med massen til et hydrogenatom. Og på denne måten beregnet han de første verdiene av de relative (i forhold til hydrogenatomet) atommasser av kjemiske elementer.
Atommassen til hydrogen ble tatt som enhet. Og verdien av den relative massen av svovel viste seg å være 17. Men alle verdiene som ble oppnådd var enten omtrentlige eller feil, fordi den tidens eksperimentelle teknikk var langt fra perfekt og Daltons antagelse om sammensetningen av stoffet var feil.
I 1807 - 1817 Den svenske kjemikeren Jons Jakob Berzelius utførte omfattende forskning for å klargjøre de relative atommassene til grunnstoffer. Han klarte å oppnå resultater nær moderne.
Mye senere enn arbeidet til Berzelius begynte massene av atomer av kjemiske elementer å bli sammenlignet med 1/12 av massen til et karbonatom (fig. 2).
Ris. 1. Modell for beregning av den relative atommassen til et kjemisk grunnstoff
Den relative atommassen til et kjemisk grunnstoff viser hvor mange ganger massen til et atom i et kjemisk grunnstoff er større enn 1/12 massen til et karbonatom.
Relativ atommasse er betegnet med A r; den har ingen måleenheter, siden den viser forholdet mellom massene av atomer.
For eksempel: A r (S) = 32, dvs. et svovelatom er 32 ganger tyngre enn 1/12 massen til et karbonatom.
Den absolutte massen på 1/12 av et karbonatom er en referanseenhet, hvis verdi beregnes med høy nøyaktighet og er 1,66 * 10 -24 g eller 1,66 * 10 -27 kg. Denne referansemassen kalles atommasseenhet (a.e.m.).
Det er ikke nødvendig å huske verdiene til de relative atommassene til kjemiske elementer; de er gitt i en hvilken som helst lærebok eller referansebok om kjemi, så vel som i det periodiske systemet til D.I. Mendeleev.
Ved beregning avrundes verdiene av relative atommasser vanligvis til hele tall.
Unntaket er den relative atommassen til klor - for klor brukes en verdi på 35,5.
1. Oppgavesamling og øvelser i kjemi: 8. klasse: til lærebok av P.A. Orzhekovsky og andre. "Kjemi, 8. klasse" / P.A. Orzhekovsky, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006.
2. Ushakova O.V. Arbeidsbok i kjemi: 8. klasse: til lærebok av P.A. Orzhekovsky og andre. «Kjemi. 8. klasse» / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; under. utg. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (s. 24-25)
3. Kjemi: 8. klasse: lærebok. for allmennutdanning institusjoner / P.A. Orzhekovsky, L.M. Meshcheryakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005.(§10)
4. Kjemi: inorg. kjemi: lærebok. for 8. klasse. allmennutdanning institusjoner / G.E. Rudzitis, Fyu Feldman. – M.: Education, OJSC “Moscow Textbooks”, 2009. (§§8,9)
5. Leksikon for barn. Bind 17. Kjemi / Kapittel. ed.V.A. Volodin, Ved. vitenskapelig utg. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.
Ytterligere nettressurser
1. Samlet samling av digitale pedagogiske ressurser ().
2. Elektronisk versjon av tidsskriftet "Chemistry and Life" ().
Hjemmelekser
s.24-25 nr. 1-7 fra Arbeidsbok i kjemi: 8. klasse: til lærebok av P.A. Orzhekovsky og andre. «Kjemi. 8. klasse» / O.V. Ushakova, P.I. Bespalov, P.A. Orzhekovsky; under. utg. prof. P.A. Orzhekovsky - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.