مقالات

4.9: الكتلة الذرية: متوسط ​​كتلة ذرات العنصر


أهداف التعلم

  • اشرح ما هو المقصود بالكتلة الذرية للعنصر.
  • احسب الكتلة الذرية لعنصر من الكتل والنسب المئوية النسبية لنظائر العنصر.

نادرًا ما نتعامل في الكيمياء مع نظير واحد فقط لعنصر ما. نستخدم مزيجًا من نظائر عنصر ما في التفاعلات الكيميائية والجوانب الأخرى للكيمياء ، لأن جميع نظائر العنصر تتفاعل بنفس الطريقة. هذا يعني أننا نادرًا ما نحتاج إلى القلق بشأن كتلة نظير معين ، ولكن بدلاً من ذلك نحتاج إلى معرفة متوسط ​​كتلة ذرات العنصر. باستخدام كتل النظائر المختلفة ومدى وفرة كل نظير ، يمكننا إيجاد متوسط ​​كتلة ذرات العنصر. ال الكتلة الذرية من عنصر هو متوسط ​​الكتلة المرجحة للذرات في عينة طبيعية من العنصر. عادةً ما يتم الإبلاغ عن الكتلة الذرية بوحدات الكتلة الذرية.

حساب الكتلة الذرية

يمكنك حساب الكتلة الذرية (أو متوسط ​​الكتلة) لعنصر بشرط أن تعرف الوفرة النسبية (جزء العنصر الذي يمثل نظيرًا معينًا) ، ونظائر العنصر التي تحدث بشكل طبيعي ، وكتل تلك النظائر المختلفة. يمكننا حساب ذلك بالمعادلة التالية:

[ نص {الكتلة الذرية} = يسار (٪ _ 1 يمين) يسار ( نص {كتلة} _1 يمين) + يسار (٪ _ 2 يمين) يسار ( نص {كتلة} _2 يمين) + cdots ]

انظر بعناية لترى كيف يتم استخدام هذه المعادلة في الأمثلة التالية.

مثال ( PageIndex {1} ): نظائر البورون

يحتوي البورون على نظيرين طبيعيين. في عينة من البورون ، (20 ٪ ) من الذرات هي ( ce {B} ) - 10 ، وهو نظير بورون يحتوي على 5 نيوترونات وكتلة (10 ​​: نص {amu } ). الأخرى (80 ٪ ) من الذرات هي ( ce {B} ) - 11 ، وهو نظير البورون يحتوي على 6 نيوترونات وكتلة (11 : نص {amu} ) . ما هي الكتلة الذرية للبورون؟

المحلول

للبورون نظيران. سوف نستخدم المعادلة:

[ نص {الكتلة الذرية} = يسار (٪ _ 1 يمين) يسار ( نص {كتلة} _1 يمين) + يسار (٪ _ 2 يمين) يسار ( نص {كتلة} _2 يمين) + cdots nonumber ]

  • النظير 1: (٪ _ 1 = 0.20 ) (اكتب جميع النسب المئوية في شكل كسور عشرية) ، ( نص {كتلة} _1 = 10 )
  • النظير 2: (٪ _ 2 = 0.80 ) ( النص {الكتلة} _2 = 11 )

استبدل هذه في المعادلة ، وحصلنا على:

[ نص {الكتلة الذرية} = يسار (0.20 يمين) يسار (10 يمين) + يسار (0.80 يمين) يسار (11 يمين) غير رقم ]

[ text {الكتلة الذرية} = 10.8 : text {amu} nonumber ]

متوسط ​​كتلة ذرة البورون ، وبالتالي الكتلة الذرية للبورون ، هو (10.8 : text {amu} ).

مثال ( PageIndex {2} ): نظائر النيون

يحتوي النيون على ثلاثة نظائر طبيعية. في عينة من النيون ، (90.92 ٪ ) من الذرات هي ( ce {Ne} ) - 20 ، وهو نظير نيون يحتوي على 10 نيوترونات وكتلة (19.99 : نص { amu} ). (0.3٪ ) من الذرات الأخرى هي ( ce {Ne} ) - 21 ، وهو نظير نيون يحتوي على 11 نيوترونًا وكتلة (20.99 : نص {amu} ). نهائي (8.85 ٪ ) من الذرات هو ( ce {Ne} ) - 22 ، وهو نظير نيون يحتوي على 12 نيوترونًا وكتلة (21.99 : text {amu} ) . ما هي الكتلة الذرية للنيون؟

المحلول

النيون لديه ثلاثة نظائر. سوف نستخدم المعادلة:

[ نص {الكتلة الذرية} = يسار (٪ _ 1 يمين) يسار ( نص {كتلة} _1 يمين) + يسار (٪ _ 2 يمين) يسار ( نص {كتلة} _2 يمين) + cdots nonumber ]

  • النظير 1: (٪ _ 1 = 0.9092 ) (اكتب جميع النسب المئوية كأرقام عشرية) ، ( نص {الكتلة} _1 = 19.99 )
  • النظير 2: (٪ _ 2 = 0.003 ) ( النص {الكتلة} _2 = 20.99 )
  • النظير 3: (٪ _ 3 = 0.0885 ) ( نص {كتلة} _3 = 21.99 )

عوض بها في المعادلة ، وحصلنا على:

[ نص {الكتلة الذرية} = يسار (0.9092 يمين) يسار (19.99 يمين) + يسار (0.003 يمين) يسار (20.99 يمين) + يسار (0.0885 يمين) يسار (21.99) حق) غير رقم ]

[ text {الكتلة الذرية} = 20.17 : text {amu} nonumber ]

متوسط ​​كتلة ذرة النيون (20.17 : نص {amu} )

يعطي الجدول الدوري الكتلة الذرية لكل عنصر. الكتلة الذرية عبارة عن رقم يظهر عادةً أسفل رمز العنصر في كل مربع. لاحظ أن الكتلة الذرية للبورون (الرمز ( ce {B} )) هي 10.8 ، وهو ما حسبناه في المثال ( PageIndex {1} ) ، والكتلة الذرية للنيون (الرمز ( ce {Ne} )) هو 20.8 ، وهو ما حسبناه في المثال ( PageIndex {2} ). خذ وقتًا لتلاحظ أنه ليس كل الجداول الدورية تحتوي على العدد الذري فوق رمز العنصر والعدد الكتلي الموجود أسفله. إذا كنت مرتبكًا في أي وقت ، فتذكر أن العدد الذري يجب أن يكون دائمًا أصغر من الاثنين وسيكون عددًا صحيحًا ، بينما يجب أن تكون الكتلة الذرية دائمًا أكبر من الاثنين وستكون رقمًا عشريًا.

تمرين ( PageIndex {1} )

يحتوي الكلور على نظيرين طبيعيين. في عينة من الكلور ، (75.77 ٪ ) من الذرات ( ce {Cl} ) - 35 ، بكتلة (34.97 : text {amu} ). آخر (24.23 ٪ ) من الذرات هو ( ce {Cl} ) - 37 ، بكتلة (36.97 : text {amu} ). ما هي الكتلة الذرية للكلور؟

إجابه
35.45 وحدة دولية

ملخص

  • الكتلة الذرية لعنصر ما هي المتوسط ​​المرجح لكتل ​​نظائر العنصر
  • يمكن حساب الكتلة الذرية للعنصر بشرط أن تكون الوفرة النسبية لنظائر العنصر التي تحدث بشكل طبيعي وكتل تلك النظائر معروفة.
  • الجدول الدوري هو وسيلة مناسبة لتلخيص المعلومات حول العناصر المختلفة. بالإضافة إلى رمز العنصر ، ستحتوي معظم الجداول الدورية أيضًا على العدد الذري للعنصر والكتلة الذرية للعنصر.

المساهمات والسمات


حيوانات الخلد. مراجعة الكتلة الذرية كتلة الذرة معبرًا عنها بوحدات الكتلة الذرية هو متوسط.

الاتجاهات أضف الأمثلة إلى ملاحظاتك 3.4 انسخ المشكلات وحلها.

مثال رقم 1 أوجد كتلة 3.000 مول من الحديد.

3.000 مول Fe x55.85 جم Fe = 167.6 جم Fe1 مول حديد

مثال 2: أوجد كتلة 2.25 مول من الهيليوم.

2.25 مول He × 4.00 جم He = 9.00 جم He1 مول He

التحويل رقم 2: التحويل من الكتلة إلى الشامات الكتلة (جم) × 1 مول = # عدد المولات الكتلة المولية (جم)

مثال رقم 3 كم عدد مولات الكربون في 49.5 جم من الكربون؟

49.5 جم C × 1 جزيء C = 4.12 مول ، C12.01 جم C

عدد الأفوجادروس عدد الذرات / الجسيمات في مول واحد من مادة = 6.022 × 1023 ذرة / جسيم 1 مول من أي شيء هو 6.022 × 1023 من ذلك الجسم

التحويل # 3 تحديد عدد الذرات من عدد # مولات # مولات × 6.022 × 1023 ذرة = # ذرات 1 مول

مثال رقم 4: حدد عدد الذرات في 4.00 مول من الكربون ، ولا تهم المادة إذا كانت في الشامات.

2.41 × 1024 درجة مئوية ؛ 4.00 مول كربون × 6.022 × 1023 درجة مئوية ؛ 1 مول ج

التحويل # 4 لتحويل عدد الذرات إلى مولات 9.0 × 1025 ذرة حديد × 1 مول. · 6.022 × 1023 ذرات حديد = 150. مولات من الحديد

مثال رقم 5 احسب عدد المولات في 3.20 × 1023 ذرة من الحديد. لا تكون هوية المواد مهمة عند التحويل بين الشامات وعدد الذرات.

الإجابة رقم 50.531 مولات Fe3.20 × 1023 ذرات Fe × 1 مول Fe 6.022 × 1023 ذرات Fe

تمرنأضف إلى ملاحظاتك: تمرن 1-4 ص. 102 أمبير ممارسة 1-3 ص. 103 مشكلة النسخ عرض العمل تضمين الوحدات في العمل والإجابة أمبير.

0.850 جم H × 1 مول H = 0.842 جزيء جرامي 1.01 جم H

تمرن على إجابات المشكلة P. 102: 1. 238 جم U 2. 1.2 جم U3. 0.842 مول H ، 0.859 جرام H4. 486.0 جم Pb ، 0.01132 مول Pb


& # 8250 & # 8250 احسب الوزن الجزيئي لمركب كيميائي

في الكيمياء ، وزن الصيغة هو كمية محسوبة بضرب الوزن الذري (بوحدات الكتلة الذرية) لكل عنصر في صيغة كيميائية في عدد ذرات هذا العنصر الموجود في الصيغة ، ثم جمع كل هذه المنتجات معًا.

باستخدام الصيغة الكيميائية للمركب والجدول الدوري للعناصر ، يمكننا جمع الأوزان الذرية وحساب الوزن الجزيئي للمادة.

يبدأ إيجاد الكتلة المولية بوحدات جرامات لكل مول (جم / مول). عند حساب الوزن الجزيئي لمركب كيميائي ، فإنه يخبرنا عن عدد الجرامات الموجودة في مول واحد من تلك المادة. وزن الصيغة هو ببساطة الوزن بوحدات الكتلة الذرية لجميع الذرات في صيغة معينة.

تأتي الأوزان الذرية المستخدمة في هذا الموقع من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا NIST. نستخدم أكثر النظائر شيوعًا. هذه هي طريقة حساب الكتلة المولية (متوسط ​​الوزن الجزيئي) ، والتي تستند إلى متوسطات مرجحة متناحرة. هذه ليست نفس الكتلة الجزيئية ، وهي كتلة جزيء واحد من نظائر محددة جيدًا. بالنسبة للحسابات المتكافئة الحجم ، فإننا عادةً ما نحدد الكتلة المولية ، والتي يمكن أن تسمى أيضًا الوزن الذري القياسي أو متوسط ​​الكتلة الذرية.

الطلب الشائع في هذا الموقع هو تحويل الجرامات إلى مولات. لإكمال هذا الحساب ، يجب أن تعرف المادة التي تحاول تحويلها. والسبب هو أن الكتلة المولية للمادة تؤثر على التحويل. يشرح هذا الموقع كيفية إيجاد الكتلة المولية.

تعتبر أوزان الصيغة مفيدة بشكل خاص في تحديد الأوزان النسبية للكواشف والمنتجات في تفاعل كيميائي. تسمى هذه الأوزان النسبية المحسوبة من المعادلة الكيميائية أحيانًا أوزان المعادلة.

إذا كانت الصيغة المستخدمة في حساب الكتلة المولية هي الصيغة الجزيئية ، فإن وزن الصيغة المحسوب هو الوزن الجزيئي. يمكن حساب النسبة المئوية بالوزن لأي ذرة أو مجموعة ذرات في مركب بقسمة الوزن الإجمالي للذرة (أو مجموعة الذرات) في الصيغة على وزن الصيغة وضربها في 100.


الوزن الذري

سيراجع محررونا ما قدمته ويحددون ما إذا كان ينبغي مراجعة المقالة أم لا.

الوزن الذري، وتسمى أيضا الكتلة الذرية النسبية، نسبة متوسط ​​كتلة ذرات عنصر كيميائي إلى معيار ما. منذ عام 1961 ، كانت الوحدة القياسية للكتلة الذرية تساوي واحدًا على اثني عشر كتلة ذرة نظير الكربون -12. النظير هو نوع من نوعين أو أكثر من ذرات نفس العنصر الكيميائي التي لها أعداد كتلة ذرية مختلفة (بروتونات + نيوترونات). يبلغ الوزن الذري للهيليوم 4.002602 ، وهو المتوسط ​​الذي يعكس النسبة النموذجية للوفرة الطبيعية لنظائره. يقاس الوزن الذري بوحدات الكتلة الذرية (amu) ، وتسمى أيضًا daltons. انظر أدناه للحصول على قائمة العناصر الكيميائية وأوزانها الذرية.

يعتبر مفهوم الوزن الذري أساسيًا للكيمياء ، لأن معظم التفاعلات الكيميائية تحدث وفقًا للعلاقات العددية البسيطة بين الذرات. نظرًا لأنه من المستحيل دائمًا عد الذرات المعنية بشكل مباشر ، يقيس الكيميائيون المتفاعلات والمنتجات من خلال الوزن والوصول إلى استنتاجاتهم من خلال الحسابات التي تتضمن الأوزان الذرية. شغل السعي لتحديد الأوزان الذرية للعناصر أعظم الكيميائيين في القرن التاسع عشر وأوائل القرن العشرين. أصبح عملهم التجريبي الدقيق مفتاحًا للعلوم والتكنولوجيا الكيميائية.

تخدم القيم الموثوقة للأوزان الذرية غرضًا مهمًا بطريقة مختلفة تمامًا عند شراء السلع الكيميائية وبيعها على أساس محتوى واحد أو أكثر من المكونات المحددة. ومن الأمثلة على ذلك خامات المعادن باهظة الثمن مثل الكروم أو التنتالوم ورماد الصودا الكيميائي الصناعي. يجب تحديد محتوى المكون المحدد من خلال التحليل الكمي. تعتمد القيمة المحسوبة للمادة على الأوزان الذرية المستخدمة في الحسابات.

كان المعيار الأصلي للوزن الذري ، الذي أُنشئ في القرن التاسع عشر ، هو الهيدروجين ، بقيمة 1. من حوالي عام 1900 حتى عام 1961 ، تم استخدام الأكسجين كمعيار مرجعي ، بقيمة مخصصة تبلغ 16. المعرفة على أنها 1 /16 كتلة ذرة الأكسجين. في عام 1929 ، تم اكتشاف أن الأكسجين الطبيعي يحتوي على كميات صغيرة من نظيرين أثقل قليلاً من نظيره الأكثر وفرة وأن الرقم 16 يمثل متوسطًا مرجحًا لأشكال النظائر الثلاثة للأكسجين كما تحدث في الطبيعة. تم اعتبار هذا الموقف غير مرغوب فيه لعدة أسباب ، وبما أنه من الممكن تحديد الكتل النسبية لذرات الأنواع النظيرية الفردية ، فقد تم إنشاء مقياس ثان قريبًا مع 16 كقيمة للنظير الرئيسي للأكسجين بدلاً من قيمة الخليط الطبيعي. أصبح هذا المقياس الثاني ، الذي يفضله الفيزيائيون ، معروفًا باسم المقياس الفيزيائي ، واستمر المقياس السابق في الاستخدام كمقياس كيميائي ، يفضله الكيميائيون ، الذين عملوا عمومًا مع الخلائط النظيرية الطبيعية بدلاً من النظائر النقية.

على الرغم من اختلاف المقياسين بشكل طفيف ، إلا أنه لا يمكن تحديد النسبة بينهما تمامًا ، بسبب الاختلافات الطفيفة في التركيب النظائري للأكسجين الطبيعي من مصادر مختلفة. واعتُبر أيضًا أنه من غير المرغوب فيه وجود مقياسين مختلفين ولكنهما وثيقتي الصلة يتعاملان مع نفس الكميات. لكل من هذين السببين ، أنشأ الكيميائيون والفيزيائيون مقياسًا جديدًا في عام 1961. هذا المقياس ، الذي يعتمد على الكربون 12 ، لم يتطلب سوى تغييرات طفيفة في القيم التي تم استخدامها للأوزان الذرية الكيميائية.

نظرًا لأن عينات العناصر الموجودة في الطبيعة تحتوي على خليط من نظائر ذات أوزان ذرية مختلفة ، بدأ الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) في نشر أوزان ذرية مع عدم اليقين. كان أول عنصر حصل على عدم يقين في وزنه الذري هو الكبريت في عام 1951. وبحلول عام 2007 ، كان هناك 18 عنصرًا مرتبطًا بشكوك ، وفي عام 2009 ، بدأت IUPAC في نشر نطاقات للوزن الذري لبعض العناصر. على سبيل المثال ، يُعطى الوزن الذري للكربون بالشكل [12.0096 ، 12.0116].


مطياف الكتلة

يمكن تحديد التواجد والوفرة الطبيعية للنظائر بشكل تجريبي باستخدام أداة تسمى مطياف الكتلة. يستخدم مطياف الكتلة (MS) على نطاق واسع في الكيمياء والطب الشرعي والطب والعلوم البيئية والعديد من المجالات الأخرى لتحليل والمساعدة في تحديد المواد في عينة من المواد. هناك العديد من أنواع أجهزة قياس الطيف الكتلي ، لكننا سنهتم بأسلوبين: التأين القاسي ومقاييس الطيف الكتلي للتأين الناعم. في مطياف كتلة التأين القاسي (الشكل 2) ، يتم تبخير العينة وتعريضها لبلازما عالية الطاقة تؤدي إلى تكسير أي روابط كيميائية في العينة وتصبح الذرات المكونة مشحونة كهربائيًا ، عادةً عن طريق فقدان واحد أو أكثر الإلكترونات. تمر هذه الكاتيونات بعد ذلك عبر مجال كهربائي أو مغناطيسي (متغير) ينحرف مسار كل كاتيون إلى حد يعتمد على كل من كتلته وشحنته (على غرار الطريقة التي ينحرف بها مسار محمل كروي فولاذي كبير يتدحرج عبر مغناطيس إلى درجة أقل. إلى حد أن BB الصلب الصغير). ينحرف المجال المغناطيسي الأيونات منخفضة الكتلة أكثر من أيونات الكتلة العالية من نفس الشحنة. تم الكشف عن الأيونات ، ورسم بياني للعدد النسبي للأيونات المتولدة مقابل نسب الكتلة إلى الشحن (أ الطيف الكتلي) مصنوع. يتناسب ارتفاع كل ميزة رأسية أو ذروة في الطيف الكتلي مع جزء الكاتيونات مع نسبة الكتلة إلى الشحن المحددة. يمكن لمقياس الطيف الكتلي قياس الكتل بدقة عالية جدًا ، بترتيب 0.0001 amu. وهكذا ، فإن الذرات ذات الاختلافات الطفيفة فقط في الكتلة ، مثل النظائر ، يتم اكتشافها بسهولة وقياس وفرتها النسبية.

الشكل 2. يوضح هذا الرسم التخطيطي تصميم مطياف الكتلة. في مطياف كتلة التأين القاسي ، تتأين العينة بواسطة بلازما ذات درجة حرارة عالية تكسر أي روابط بين الذرات وتتسبب في فقدها للإلكترونات لتكوين الكاتيونات الذرية.

تكشف الأطياف الكتلية للعناصر عن التركيب النظيري للعناصر. يُظهر الطيف الكتلي للتأين القاسي لعينة من المغنيسيوم ثلاث قمم في نسب الكتلة إلى الشحن 24 و 25 و 26 amu (الشكل 3) مما يشير إلى أن عنصر المغنيسيوم يتكون من ثلاثة نظائر. على الرغم من أن أيونات المغنيسيوم هي التي تصل إلى كاشف مطياف الكتلة وليس ذرات المغنيسيوم ، فإن الأرقام الموجودة على المحور السيني تشير إلى كتلة كل ذرة من النظير لأن كتلة أيون المغنيسيوم هي تقريبًا نفس كتلة ذرة المغنيسيوم . الارتفاع النسبي لكل قمة ، غالبًا ما يتم التعبير عنه كقيمة مئوية ، هو الوفرة الطبيعية لكل نظير 79٪ و 10٪ و 11٪ على التوالي ، ومجموعها 100٪. لذلك فإن عنصر المغنيسيوم يحتوي على 79٪ من النظير 24 Mg مع 12 نيوترون و 12 بروتونًا بكتلة إجمالية 24 amu. نظرًا لأن جميع ذرات Mg تحتوي على 12 بروتونًا ، فإن النظيرين الأقل وفرة لهما 13 و 14 نيوترونًا.

الشكل 3. الطيف الكتلي لعينة Mg الذي يوضح حدوث ثلاثة نظائر ذات A = 24 و 25 و 26 amu ووفرة 79 و 10 و 11٪ على التوالي.


شاهد الرسوم المتحركة التي تشرح قياس الطيف الكتلي. شاهد هذا الفيديو من الجمعية الملكية للكيمياء للحصول على وصف موجز لأساسيات قياس الطيف الكتلي.


الكتلة الذرية النسبية أو الوزن الذري

الكتلة الذرية النسبية أو الوزن الذري هو متوسط ​​الكتلة الذرية مقسومًا على وحدة ذرية واحدة. إذن ، متوسط ​​الوزن الذري للكربون هو 12.011 12 u ÷ 1 u = 12.011 12.

ملحوظة: متوسط ​​الوزن الذري هو كمية بلا أبعاد بينما الكتلة الذرية لها أبعاد وحدة الكتلة الموحدة (u) ، لكن كلاهما لهما نفس القيمة العددية.

1 u يساوي كتلة واحدة على 12 من ذرة الكربون 12 ، لذلك يمكننا تحديد الوزن الذري بدلالة الكربون -12 على أنه نسبة متوسط ​​الكتلة الذرية إلى كتلة واحد على 12 من ذرة الكربون 12.


الفصل 4 هيكل الذرة

إجابه:
أشعة القناة هي إشعاعات موجبة الشحنة. تتكون هذه الأشعة من جسيمات موجبة الشحنة تعرف بالبروتونات. تم اكتشافها بواسطة Gold Stein في عام 1886.

2. إذا كانت الذرة تحتوي على إلكترون واحد وبروتون واحد ، فهل ستحمل أي شحنة أم لا؟

إجابه:
نظرًا لأن الإلكترون عبارة عن جسيم سالب الشحنة والبروتون ، وهو جسيم موجب الشحنة ، فإن الشحنة الصافية تصبح محايدة حيث يقوم كلا الجسيمين بتعادل بعضهما البعض.

1- على أساس نموذج طومسون للذرة ، اشرح كيف أن الذرة محايدة ككل.

إجابه
تتكون الذرة من كرة ذات شحنة موجبة بها إلكترونات سالبة الشحنة مضمنة فيها ، وتكون الشحنات الموجبة والسالبة في الذرة متساوية في الحجم ، نظرًا لأن الذرة متعادلة كهربائيًا ، ولا تحتوي على شحنة موجبة وسالبة إجمالية.

2. على أساس نموذج رذرفورد للذرة ، أي الجسيمات دون الذرية موجودة في
نواة ذرة؟

إجابه:
على أساس نموذج رذرفورد للذرة ، توجد البروتونات (جسيمات موجبة الشحنة) في نواة الذرة.

3. ارسم مخططًا لنموذج بوهر للذرة بثلاث قذائف.


4. ما رأيك في الملاحظة إذا تم إجراء تجربة تشتت جسيم ألفا باستخدام رقائق معدنية غير الذهب؟

إجابه:
إذا تم إجراء تجربة تشتت α باستخدام رقاقة معدنية بدلاً من الذهب ، فستظل الملاحظة كما هي. في تجربة تشتت α ، تم أخذ رقاقة ذهبية لأن الذهب مرن ويمكن صنع رقاقة رقيقة من الذهب بسهولة. من الصعب صنع مثل هذه الرقائق من معادن أخرى.

1. قم بتسمية الجسيمات الثلاث دون الذرية للذرة.

إجابه:
الجسيمات الثلاث الذرية للذرة هي الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات.

2. ذرة الهيليوم لها كتلة ذرية 4 u وبروتونان في نواتها. كم عدد النيوترونات لديها؟

إجابه:
الكتلة الذرية للهيليوم = 4 ش

الكتلة الذرية = عدد البروتونات + عدد النيوترونات

1 اكتب توزيع الإلكترونات في ذرات الكربون والصوديوم؟

إجابه:
ذرة كربون

العدد الذري للكربون = 6

المدار الأول أو غلاف K = 2 إلكترون

المدار الثاني أو L-shell = 4 إلكترونات

توزيع الإلكترون = 2،4

ذرة الصوديوم

العدد الذري للكربون = 11

المدار الأول أو غلاف K = 2 إلكترون

المدار الثاني أو L-shell = 8 إلكترونات

المدار الثالث أو M-shell = 1 إلكترون

توزيع الإلكترون = 2،8،1

2 إذا كانت قذائف K و L للذرة ممتلئة ، فما هو العدد الإجمالي للإلكترونات في الذرة؟

إجابه:
الحد الأقصى لعدد الإلكترونات التي يمكن أن تشغل قذائف K و L للذرة هو 2 و 8
على التوالى. لذلك ، إذا كانت قذائف K و L من الذرة ممتلئة ، فسيكون إجمالي عدد الإلكترونات فيها
ستكون الذرة (2 + 8) = 10 إلكترونات.

1. كيف تجد تكافؤ الكلور والكبريت والمغنيسيوم؟

إجابه:
تسمى الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي للذرة كـ إلكترونات التكافؤ. تسمى القدرة المجمعة لذرة عنصر ما لتكوين رابطة كيميائية لها تكافؤ.

تكافؤ عنصر هو
1) يساوي عدد إلكترونات التكافؤ
2) يساوي عدد الإلكترونات المطلوبة لإكمال ثمانية إلكترونات في غلاف التكافؤ.

تكافؤ المعدن = لا. من إلكترونات التكافؤ
التكافؤ من غير المعدني = 8-لا. من إلكترونات التكافؤ

تكافؤ الكلور (Z = 17)

التكوين الإلكتروني = 2،8،7
التكافؤ = 8-7 = 1

تكافؤ الكبريت (Z = 16)

التكوين الإلكتروني = 2،8،6
التكافؤ = 8-6 = 2

تكافؤ المغنيسيوم (Z = 12)

التكوين الإلكتروني = 2،8،2
التكافؤ = 2

1. إذا كان عدد الإلكترونات في الذرة 8 وعدد البروتونات هو 8 أيضًا

(ط) ما هو العدد الذري للذرة؟

إجابه:
العدد الذري يساوي عدد البروتونات. لذلك ، فإن العدد الذري لـ
الذرة 8.

(2) ما هي تكلفة الذرة؟

إجابه:
نظرًا لأن عدد الإلكترونات والبروتونات متساوي ، فإن الشحنة على
الذرة هي 0.

2. بمساعدة الجدول 4.1 ، اكتشف العدد الكتلي لذرة الأكسجين والكبريت.

إجابه:
العدد الكتلي للأكسجين = عدد البروتونات + عدد النيوترونات
= 8 + 8
= 16
العدد الكتلي للكبريت = عدد البروتونات + عدد النيوترونات
= 16 +16
= 32

1. للرمز H و D و T جدولة ثلاث جسيمات دون ذرية موجودة في كل منها.


2. اكتب التكوين الإلكتروني لأي زوج واحد من النظائر والأيزوبار.

إجابه:
النظائر
هي ذرات العنصر نفسه التي لها نفس العدد الذري لكن بأرقام كتل مختلفة.

اثنين من نظائر الهيدروجين بروتيوم 1H 1 والديوتيريوم 1ح 2
التكوين الإلكتروني للبروتيوم 1H 1 تساوي 1
التكوين الإلكتروني للديوتيريوم 1H 2 تساوي 1

Isobars هي ذرات العناصر المختلفة التي لها عدد ذري ​​مختلف ولكن نفس العدد الكتلي.

29 كاليفورنيا40 و 18 Ar40 زوج من خطوط تساوي الضغط.
التكوين الإلكتروني هو 40 Ca29 2, 8, 8, 2
التكوين الإلكتروني لـ 40 Ar18 هو 2 ، 8 ، 8.

تمارين صفحة 54
1. قارن بين خصائص الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات.

الإلكترونات البروتونات نيوترونات
الإلكترون موجود
خارج نواة
ذرة.
البروتون موجود في
نواة ذرة.
النيوترون موجود في
نواة الذرة.
الإلكترون سلبي
متهم
البروتون مشحون إيجابيا. النيوترون محايد.
كتلة الإلكترون
يعتبر لا يكاد يذكر.
كتلة البروتون
تساوي حوالي 2000 ضعف كتلة الإلكترون
كتلة النيوترون
يساوي تقريبًا كتلة البروتون.


2. ما هي حدود J.J. نموذج طومسون للذرة؟

إجابه:
ج. طومسون في عام 1904، اقترح أن الذرة عبارة عن مجال من الكهرباء الموجبة التي تحتوي على عدد من الإلكترونات. تم تفسير استقرار الذرة نتيجة للتوازن بين قوى التنافر بين الإلكترونات وجاذبيتها نحو مركز الكرة الموجبة ، ولم يستطع هذا النموذج تفسير سبب الاستقرار الدقيق للذرة.

3. ما هي حدود نموذج رذرفورد للذرة؟

إجابه:
إنه لا يفسر استقرار الذرة ، ففي نموذج رذرفورد للذرة ، يدور الإلكترون سالب الشحنة حول النواة الموجبة الشحنة في مسار دائري ، فإذا تحرك جسم ما في مسار دائري ، يقال إن حركته متسارع ، وهذا يعني أن حركة الإلكترون التي تدور حول النواة تتسارع ، وإذا خضع الجسيم المشحون لحركة متسارعة ، فيجب أن يشع طاقة باستمرار ، وبالتالي ستنخفض طاقة الإلكترون الدوار تدريجيًا وستستمر سرعته أيضًا في التناقص. في النهاية يجب أن تسقط الإلكترونات في النواة ، وهذا يجعل الذرة غير مستقرة للغاية وبالتالي يجب أن تنهار الذرة.

4. وصف نموذج بوهر للذرة.

إجابه:
1) تتكون الذرة من ثلاثة جسيمات: الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات ، للإلكترونات شحنة سالبة ، والبروتونات لها شحنة موجبة بينما النيوترونات ليس لها شحنة ، ونظرًا لوجود عدد متساوٍ من الإلكترونات السالبة والبروتونات الموجبة ، فإن الذرة بشكل عام محايد كهربائيًا.

2) تقع البروتونات والنيوترونات في نواة صغيرة في مركز الذرة ، وبسبب وجود البروتونات فإن النواة مشحونة إيجابياً.

3) تدور الإلكترونات حول النواة في مسارات دائرية ثابتة تسمى مستويات الطاقة أو الأصداف ، ويتم تمثيل مستويات الطاقة أو الأصداف بطريقتين:
أ) K ، L ، M ، N & # 8230 & # 8230.
ب) 1،2،3،4،5 & # 8230 & # 8230


4) يمكن أن يحتوي مستوى الطاقة الأول أو الغلاف k على إلكترونين كحد أقصى.

يمكن أن يحتوي مستوى الطاقة الثاني أو الغلاف L على 8 إلكترونات كحد أقصى.

يمكن أن يحتوي مستوى الطاقة الثالث أو الغلاف M على 18 إلكترونًا كحد أقصى.

يمكن أن يحتوي مستوى الطاقة الرابع أو غلاف N على 32 إلكترونًا كحد أقصى.


5) يرتبط كل مستوى من مستويات الطاقة أو الغلاف بكمية ثابتة من الطاقة ، ولا يوجد تغيير في الطاقة طالما أنها تدور في نفس مستوى الطاقة.

6) يحدث التغيير في طاقة الإلكترون عندما يحدث

أ) يقفز من مستوى الطاقة المنخفض إلى مستوى الطاقة الأعلى (اكتساب الطاقة)

ب) يقفز من مستوى طاقة أعلى إلى مستوى طاقة أقل (يفقد الطاقة)

5. قارن بين جميع النماذج المقترحة للذرة الواردة في هذا الفصل.

  • تتكون الذرة من جسيمات موجبة الشحنة تتركز في المركز يعرف بالنواة.
  • حجم النواة صغير جدًا مقارنة بحجم الذرة.
  • يدور الإلكترون حول النواة في مدارات محددة جيدًا.

6. يلخص قواعد كتابة توزيع الإلكترونات في أغلفة مختلفة للعناصر الثمانية عشر الأولى.

إجابه:
يُعرف ترتيب الإلكترونات في مستويات الطاقة المختلفة أو قذائف الذرة بالتكوين الإلكتروني للعنصر.

يتم إعطاء الحد الأقصى لعدد الإلكترونات التي يمكن استيعابها في أي مستوى طاقة لذرة بمقدار 2n² (قاعدة Bohr-Bury).

على سبيل المثال: لمستوى الطاقة الأول n = 1
الحد الأقصى لعدد الإلكترونات في مستوى الطاقة الأول = 2 ن² = 2

لمستوى الطاقة الثاني ن = 2
أقصى عدد للإلكترونات في مستوى الطاقة الثاني = 8

لمستوى الطاقة الثالث ن = 3
أقصى عدد للإلكترونات في مستوى الطاقة الثالث = 18

لا تشغل الإلكترونات الموجودة في الذرة غلافًا جديدًا ما لم تمتلئ جميع الأصداف الداخلية بالكامل بالإلكترونات.

7. تحديد التكافؤ بأخذ أمثلة من السيليكون والأكسجين؟

إجابه:
تسمى القشرة الإلكترونية الخارجية للذرة غلاف التكافؤ.
تسمى الإلكترونات الموجودة في الغلاف الخارجي للذرة كـ إلكترونات التكافؤ.

تسمى القدرة المجمعة لذرة عنصر ما لتكوين رابطة كيميائية لها تكافؤ.

تكافؤ عنصر هو
1) يساوي عدد إلكترونات التكافؤ
2) يساوي عدد الإلكترونات المطلوبة لإكمال ثمانية إلكترونات في غلاف التكافؤ.

تكافؤ المعدن = لا. من إلكترونات التكافؤ
التكافؤ من غير المعدني = 8-لا. من إلكترونات التكافؤ

العدد الذري للسيليكون = 14

التكوين الإلكتروني لـ si = 2،8،4

العدد الذري للأكسجين = 8

التكوين الإلكتروني = 2،6

8. اشرح بأمثلة (1) العدد الذري ، (2) العدد الكتلي ،
(3) النظائر و 4) Isobars. أعط أي استخدامين للنظائر.

العدد الذري

العدد الذري لعنصر هو العدد الإجمالي للبروتونات الموجودة في ذرة هذا العنصر.

على سبيل المثال: العدد الذري للصوديوم هو 11.

العدد الكتلي

العدد الكتلي لعنصر ما هو مجموع عدد البروتونات والنيوترونات الموجودة في
ذرة هذا العنصر.

على سبيل المثال: تحتوي ذرة البورون على 5 بروتونات و 6 نيوترونات. إذن ، العدد الكتلي للبورون هو 5 + 6 = 11.

النظائر هي ذرات من نفس العنصر لها نفس العدد الذري ولكن بأعداد كتلة مختلفة.

على سبيل المثال:
نظائر الهيدروجين

1) يستخدم نظير اليورانيوم كوقود في مفاعل نووي.

2) يستخدم نظير الكوبالت في علاج السرطان.

تساوي الأيزوبار هي ذرات عناصر مختلفة لها عدد ذري ​​مختلف ولكن نفس العدد الكتلي.

9. Na ملأت قذائف K و L. يشرح.

إجابه:
العدد الذري لـ Na هو 11 ، وتكوينه الإلكتروني هو 2،8،1.

التكوين الإلكتروني لـ Na + هو 2،8.

يشير التكوين أعلاه إلى قذائف K و L. المملوءة بالكامل.

10. إذا كانت ذرة البروم متوفرة في شكل ، على سبيل المثال ، نظيران 79 Br35 (49.7٪) و 81 ف35 (50.3٪) ، احسب متوسط ​​الكتلة الذرية لذرة البروم.

إجابه:
متوسط ​​الكتلة الذرية للبروم
= [(79 × 49.7) + (81 × 50.3)] / 100
= [(3926.3 + 4074.3)]/100
= 8000.6/100
= 80 ش

11. متوسط ​​الكتلة الذرية لعينة من العنصر X هو 16.2 ش.
ما هي النسب المئوية للنظائر 16 X8 و 18 X8 في العينة؟

الجواب: بما أن متوسط ​​الكتلة الذرية = [16 x X + 18 x (100 - X)] / 100
16.2 = 16X + 1800-18X / 100
1620 = - 2 س + 1800
2 س = 1800 - 1620
X = 180/2 = 90
عندما تكون 90٪ هي عينة X-16 ، فإن عينة X-18٪ = 100-90 = 10٪

12. إذا كانت Z = 3 ، فما تكافؤ العنصر؟ أيضا ، قم بتسمية العنصر.

إجابه:
العدد الذري للعنصر هو 3 ، تكوينه الإلكتروني هو 2،1 ، تكافؤ العنصر هو 1. لذلك العنصر هو الليثيوم.

13- ويرد تكوين نوى نوعين ذريين X و Y على النحو التالي:

X ص
البروتونات 6 6
نيوترونات 6 8

اكتب عدد الكتلة X و Y. ما هي العلاقة بين النوعين؟

إجابه :
العدد الكتلي لـ X = عدد البروتونات + عدد النيوترونات

العدد الكتلي لـ Y = عدد البروتونات + عدد النيوترونات

هذان النوعان الذريان X و Y لهما نفس العدد الذري ، لكنهما يختلفان في الأعداد الكتلية.
ومن ثم ، فهي نظائر.

14. بالنسبة للعبارات التالية ، اكتب T لـ True و F للخطأ.

(أ) ج. اقترح طومسون أن نواة الذرة تحتوي فقط على نيوكليونات (F)
(ب) يتكون النيوترون من إلكترون وبروتون متحدان معًا. لذلك ، فهو محايد (F)
(ج) تبلغ كتلة الإلكترون حوالي 12000 مرة كتلة البروتون (ت)
(د) يستخدم نظير اليود لصنع صبغة اليود ، والتي تستخدم كدواء (ت)

ضع علامة (√) مقابل الاختيار الصحيح وتقاطع (×) مقابل الاختيار الخاطئ في الأسئلة 15 و 16 و 17

15. كانت تجربة تشتت جسيمات ألفا لروذرفورد مسؤولة عن اكتشاف
(أ) النواة الذرية (ب) الإلكترون
(ج) بروتون (د) نيوترون

إجابه:
(أ) النواة الذرية (√)
(ب) الإلكترون (×)
(ج) بروتون (×)
(د) نيوترون (×)

16. نظائر عنصر لها
(أ) نفس الخصائص الفيزيائية
(ب) خواص كيميائية مختلفة
(ج) اختلاف عدد النيوترونات
(د) الأعداد الذرية المختلفة.

إجابه:
(أ) نفس الخصائص الفيزيائية (×)
(ب) الخصائص الكيميائية المختلفة (×)
(ج) عدد مختلف من النيوترونات (√)
(د) الأعداد الذرية المختلفة (×)

17. عدد إلكترونات التكافؤ في Cl - ion هي:
(أ) 16 (ب) 8 (ج) 17 (د) 18

إجابه: (ب) 8

18. أي مما يلي هو التكوين الإلكتروني الصحيح للصوديوم؟
(أ) 2،8 (ب) 8،2،1 (ج) 2،1،8 (د) 2،8،1.


أساسيات الكيمياء التمهيدية

الآن في نسختها السادسة ، تواصل الكيمياء التمهيدية الأكثر مبيعًا تشجيع اهتمام الطلاب من خلال إظهار كيفية ظهور الكيمياء في حياة الطلاب & # 039 اليومية. يعتمد المؤلف Nivaldo Tro على تجربته في الفصل الدراسي كمدرس حائز على جوائز لتوسيع نطاق الكيمياء من المختبر إلى عالم الطلاب ، وجذب انتباه الطلاب من خلال التطبيقات ذات الصلة وأسلوب الكتابة الجذاب. يوفر النص تجربة تعليمية وتعليمية فائقة ، مما يتيح فهمًا مفاهيميًا عميقًا ، ويعزز تنمية مهارات حل المشكلات ، ويشجع الاهتمام بالكيمياء بأمثلة ملموسة. توسيع الكيمياء من المختبر إلى عالم الطالب & # 039 s ، يكشف النص أن أي شخص يمكنه إتقان الكيمياء.

تم تحسين الإصدار السادس لتلبية الغرض من تدريس المهارات ذات الصلة ، ويتضمن أسئلة وبيانات وأقسامًا جديدة لمساعدة الطلاب على بناء مهارات القرن الحادي والعشرين اللازمة للنجاح في الكيمياء التمهيدية وما بعدها. بالفعل نص مرئي ، في هذا الإصدار تم تحسين الفن وتحسينه ، مما يجعل التأثير المرئي أكثر وضوحًا وأكثر استهدافًا لتعلم الطلاب. يتضمن الإصدار الجديد أيضًا نقاط فحص مفاهيمية جديدة ، وهي ميزة يتم تبنيها على نطاق واسع تركز على الفهم بدلاً من الحساب ، بالإضافة إلى فئة جديدة من أسئلة نهاية الفصل تسمى تفسير البيانات وتحليلها ، والتي تقدم بيانات حقيقية في مواقف الحياة الواقعية وتسأل الطلاب لتحليل وتفسير تلك البيانات.

متاح أيضًا كنص إلكتروني من Pearson أو معبأ مع Mastering Chemistry

Pearson eText is a simple-to-use, mobile-optimized, personalized reading experience that can be adopted on its own as the main course material. It lets students highlight, take notes, and review key vocabulary all in one place, even when offline. Seamlessly integrated videos and other rich media engage students and give them access to the help they need, when they need it. Educators can easily share their own notes with students so they see the connection between their eText and what they learn in class - motivating them to keep reading, and keep learning.

Mastering combines trusted author content with digital tools and a flexible platform to personalize the learning experience and improve results for each student.Built for, and directly tied to the text, Mastering Chemistry enables an extension of learning, allowing students a platform to practice, learn, and apply outside of the classroom.

Note: You are purchasing a standalone book Pearson eText and Mastering Chemistry do not come packaged with this content. Students, ask your instructor for the correct package ISBN and Course ID. Instructors, contact your Pearson representative for more information.

If your instructor has assigned Pearson eText as your main course material, search for:

* 0135214300 / 9780135214305 Pearson eText Introductory Chemistry Essentials, 6/e -- Access Card
أو
* 0135214319 / 9780135214312 Pearson eText Introductory Chemistry Essentials, 6/e -- Instant Access

If you would like to purchase both the physical text and Mastering Chemistry, search for:

0134407636 / 9780134407630 Introductory Chemistry Essentials Plus Mastering Chemistry with eText -- Access Card Package

0134291808 / 9780134291802 Introductory Chemistry Essentials


0134412753 / 9780134412757 Mastering Chemistry with Pearson eText -- ValuePack Access Card -- for Introductory Chemistry
show more


مثال

Neon has three naturally occuring isotopes.

Symbol Mass number Isotopic mass (amu) Percent natural abundance
Ne-20 20 19.9924 90.48%
Ne-21 21 20.9938 0.27%
Ne-22 22 21.9914 9.25%

Remember that mass number is not the same as the atomic mass or isotopic mass! The mass number is the number of protons + neutrons, while atomic mass (or isotopic mass) is the mass if you were to somehow weigh it on a balance.

To find the average atomic mass of neon, we will use the equation above and take the abundance of the first isotope times the mass of the first isotope plus the abundance of the second isotope times the mass of the second isotope plus the abundance of the third isotope times the mass of the third isotope. However, you might recall from your math courses that when you use a percentage in a calculation you always want to use the decimal form, meaning you must first divide the percentage by 100. The equation would then look like:

= (0.9048 x 19.9924 amu) + (0.0027 x 20.9938 amu) + (0.0925 x 21.9914 amu)

= 18.0 8 9 amu + 0.05 1 6 amu + 2.0 3 4 amu

Looking at our significant digits, we see that 18.0 8 9 was precise to the hundredths place, 0.05 1 6 was precise to the thousandths place, and 2.0 3 4 was precise to the hundredths place. So the answer can only be precise out to the least precise or most uncertain place, hundredths place. We would therefore round the answer off to 20.18 amu. This is the average atomic mass of neon.

Let’s just take a second and see if 20.18 amu seems like a reasonable answer, given the initial data. According to the table, most neon (over 90%) has a mass of approximately 20 amu, a tiny bit has a mass of around 21 amu, and around 9% has a mass of 22 amu. Based off this we would predict that the answer would be close to 20 amu, but slightly higher, which it is!


›› More information on molar mass and molecular weight

In chemistry, the formula weight is a quantity computed by multiplying the atomic weight (in atomic mass units) of each element in a chemical formula by the number of atoms of that element present in the formula, then adding all of these products together.

Formula weights are especially useful in determining the relative weights of reagents and products in a chemical reaction. These relative weights computed from the chemical equation are sometimes called equation weights.

Using the chemical formula of the compound and the periodic table of elements, we can add up the atomic weights and calculate molecular weight of the substance.

The atomic weights used on this site come from NIST, the National Institute of Standards and Technology. We use the most common isotopes. This is how to calculate molar mass (average molecular weight), which is based on isotropically weighted averages. This is not the same as molecular mass, which is the mass of a single molecule of well-defined isotopes. For bulk stoichiometric calculations, we are usually determining molar mass, which may also be called standard atomic weight or average atomic mass.

A common request on this site is to convert grams to moles. To complete this calculation, you have to know what substance you are trying to convert. The reason is that the molar mass of the substance affects the conversion. This site explains how to find molar mass.

Finding molar mass starts with units of grams per mole (g/mol). When calculating molecular weight of a chemical compound, it tells us how many grams are in one mole of that substance. The formula weight is simply the weight in atomic mass units of all the atoms in a given formula.

If the formula used in calculating molar mass is the molecular formula, the formula weight computed is the molecular weight. The percentage by weight of any atom or group of atoms in a compound can be computed by dividing the total weight of the atom (or group of atoms) in the formula by the formula weight and multiplying by 100.


شاهد الفيديو: Atomic No., Mass No., and Isotopes (شهر اكتوبر 2021).