3.E: Атоми, молекули та іони (вправи)

3.1: Атомна теорія

1. Перерахуйте три твердження, які складають сучасну атомну теорію.

2. Поясніть, як складаються атоми.

3. Що більше, протон або електрон?

4. Що більше, нейтрон або електрон?

5. Які заряди для кожної з трьох субатомних частинок?

6. Де знаходиться більша частина маси атома?

7. Намалюйте діаграму атома бору, який має п'ять протонів і шість нейтронів в ядрі.

8. Намалюйте діаграму атома гелію, який має два протони і два нейтрони в своєму ядрі.

9. Визначте атомний номер. Який атомний номер атома бору?

10. Що таке атомний номер гелію?

11. Визначте ізотоп і наведіть приклад.

12. У чому різниця між дейтерієм і тритієм?

13. Яка пара представляє ізотопи?

1. \[_{2}^{4}\textrm{He} \, and\: \, _{2}^{3}\textrm{He}\]
2. \[_{26}^{56}\textrm{Fe} \, and\: \, _{25}^{56}\textrm{Mn}\]
3. \[_{14}^{28}\textrm{Si} \, and\: \, _{15}^{31}\textrm{P}\]

14. Яка пара представляє ізотопи?

1. \[_{20}^{40}\textrm{Ca} \, and\: \, _{19}^{40}\textrm{K}\]
2. \[_{26}^{56}\textrm{Fe} \, and\: \, _{28}^{56}\textrm{Fe}\]
3. \[_{92}^{238}\textrm{U} \, and\: \, _{92}^{235}\textrm{U}\]

 

15. Дайте повні символи кожного атома, включаючи атомний номер і масове число.

    a. атом кисню з 8 протонами і 8 нейтронами
    b. атом калію з 19 протонами і 20 нейтронами
    c. атом літію з 3 протонами і 4 нейтронами

16. Дайте повні символи кожного атома, включаючи атомний номер і масове число.
    
    a. атом магнію з 12 протонами і 12 нейтронами
    b. атом магнію з 12 протонами і 13 нейтронами
    c. атом ксенону з 54 протонами і 77 нейтронами

17. Americium-241 - ізотоп, який використовується в детекторах диму. Який повний символ цього ізотопу?

18. Вуглець-14 - ізотоп, який використовується для проведення радіоактивних випробувань датування на раніше живому матеріалі. Який повний символ цього ізотопу?

• Дайте атомні символи для кожного елемента.

  а. натрій
  b. аргон
  c. азот
  d. радон

• Дайте атомні символи для кожного елемента.
   
  a. срібло
  б. золото
  c. ртуть
  d. йод
   
• Дайте назву елементу.
   
  A.SI
  б. чоловік
  c. Fe
  д. кр
  
• Дайте назву елементу.
   
  а. ф
  б. кл
  c. бр
  д. я

Відповіді

1. Вся матерія складається з атомів; атоми одного елемента однакові, а атоми різних елементів різні; атоми об'єднуються в співвідношеннях цілого числа, утворюючи сполуки.
2.  

3. Протон більший за електрон.

4. протон: 1+; електрон: 1−; нейтрон: 0
5. 
6. Атомний номер - це кількість протонів в ядрі. Бор має атомний номер п'ять.
7.  

8. Ізотопи - це атоми одного елемента, але з різною кількістю нейтронів. \[_{1}^{1}\textrm{H} \, and\: \, _{1}^{2}\textrm{H}\]

9. 1. ізотопів
   2. не ізотопи
   3. не ізотопи
   1.  
10.  
    1. \[_{8}^{16}\textrm{O}\]
    2. \[_{19}^{39}\textrm{K}\]
    3. \[_{3}^{7}\textrm{Li}\]
11. \[_{95}^{241}\textrm{Am}\]
12.  
    1. Na
    2. Ар
    3. П
    4. Rn
13.  
    1. кремній
    2. марганцю
    3. залізо
    4. хром

3.2: Молекули та хімічна номенклатура

1. Які з цих формул представляють молекули? Вкажіть, скільки атомів знаходиться в кожній молекулі.
   1. Fe
   2. пКл ₃
   3. П ₄
   4. Ар
      
2. Які з цих формул представляють молекули? Вкажіть, скільки атомів знаходиться в кожній молекулі.
   1. Я ₂
   2. Він
   3. Н ₂ О
   4. Аль

3. У чому різниця між СО і Ко?

4. У чому різниця між Н ₂ О і Н _{2 О 2} (перекис водню)?

5. Дайте правильну формулу для кожного двоатомного елемента.

6. У 1986 році, коли комета Галлея в останній раз проходила землю, астрономи виявили присутність S ₂ в своїх телескопах. Чому сірка не вважається двоатомним елементом?

7. Який стовбур фтору використовується в назвах молекул? CF ₄ - один із прикладів.

8. Який стовбур селену використовується в назвах молекул? SiSE ₂ є прикладом.
9. Дайте власне ім'я для кожної молекули.
   1. ПФ ₃
   2. TeCl ₂
   3. N ₂ З ₃
10. Дайте власне ім'я для кожної молекули.
    1. НІ
    2. КС ₂
    3. Оголошення ₂ З ₃
11. Дайте власне ім'я для кожної молекули.
    1. xEF ₂
    2. З ₂ З ₂
    3. СФ ₆
12. Дайте власне ім'я для кожної молекули.
    1. П ₄ З ₁₀
    2. Б ₂ З ₃
    3. П ₂ С ₃
13. Дайте власне ім'я для кожної молекули.
    1. N ₂ О
    2. N ₂ З ₄
    3. N ₂ З ₅
14. Дайте власне ім'я для кожної молекули.
    1. SEO ₂
    2. Сл ₂ О
    3. КзФ ₆
15. Дайте правильну формулу для кожного імені.
    1. п'ятиоксид азоту
    2. тетраборон трикарбід
    3. фосфор пентахлорид
16. Дайте правильну формулу для кожного імені.
    1. трийодид азоту
    2. дімиш'яку трисульфід
    3. йод трихлорид
17. Дайте правильну формулу для кожного імені.
    1. дихлорид диоксигену
    2. трисульфід азоту
    3. ксенон тетрафторид
18. Дайте правильну формулу для кожного імені.
    1. діоксид хлору
    2. дибромід селену
    3. триоксид азоту
19. Дайте правильну формулу для кожного імені.
    1. трифторид йоду
    2. триоксид ксенону
    3. дисірка декафторид
20. Дайте правильну формулу для кожного імені.
    1. германію діоксид
    2. сірковуглецю
    3. дибромід диселену

 

Відповіді

1. 1. не молекула
   2. молекула; чотири атоми всього
   3. молекула; чотири атоми всього
2.  
3. СО - з'єднання вуглецю і кисню; Co - елемент кобальт.
4.  
5. Н ₂, О ₂, Н ₂, Ф ₂, Кл ₂, Бр ₂, Я ₂
6.  
7. фторопласт-
8.  
9. 1. фосфор трифторид
   2. дихлорид телуру
   3. триоксид азоту
10.  
11. 1. ксенон дифторид
    2. диоксиген дифторид
    3. гексафторид сірки
12.  
13. 1. окис азоту
    2. тетроксид азоту
    3. п'ятиоксид азоту
14.  
15. 1. N ₂ З ₅
    2. Б ₄ С ₃
    3. ПКл ₅
16.  
17. 1. О ₂ Сл ₂
    2. N ₂ S ₃
    3. КзФ ₄
18.  
19. 1. ЯКЩО ₃
    2. xEO ₃
    3. S ₂ З ₁₀

3.3: Маси атомів і молекул

1. Визначте одиницю атомної маси. Що таке його абревіатура?
2. Визначте атомну масу. Яка її одиниця?
3. Оцініть масу, в цілих числах, кожного ізотопу.
   1. водень-1
   2. водень-3
   3. залізо-56
4. Оцініть масу, в цілих числах, кожного ізотопу.
   1. фосфор-31
   2. вуглець-14
   3. америцій-241
5. Визначте атомну масу кожного елемента, враховуючи ізотопний склад.
   1. літій, який становить 92,4% літій-7 (маса 7,016 u) і 7,60% літій-6 (маса 6.015 u)
   2. кисню, що становить 99,76% кисню-16 (маса 15,995 у.о.), 0,038% кисню-17 (маса 16,999 у.о.), і 0,205% кисню-18 (маса 17,999 у.о.)
6. Визначте атомну масу кожного елемента, враховуючи ізотопний склад.
   1. неон, який становить 90,48% неон-20 (маса 19,992 у.о.), 0,27% неон-21 (маса 20,994 у.о.), і 9,25% неон-22 (маса 21,991 у.о.)
   2. уран, який становить 99,27% урану-238 (маса 238.051 ур) і 0,720% урану-235 (маса 235,044 u)
7. Наскільки далеко була б ваша відповідь від вправи 5а, якби ви використовували маси цілого числа для окремих ізотопів літію?
8. Як далеко ваша відповідь була б від вправи 6b, якщо ви використовували маси цілого числа для окремих ізотопів урану?
9. 1. Яка атомарна маса атома кисню?
   2. Яка молекулярна маса кисню в його елементарній формі?
10. 1. Що таке атомна маса брому?
    2. Яка молекулярна маса брому в його елементарній формі?
11. Визначте масу кожної речовини.
    1. Ф ₂
    2. КО
    3. СО ₂
12. Визначте масу кожної речовини.
    1. Кр
    2. КрФ ₄
    3. ПФ ₅
13. Визначте масу кожної речовини.
    1. Na
    2. Б ₂ З ₃
    3. S ₂ Сл ₂
14. Визначте масу кожної речовини.
    1. Бір ₃
    2. N ₂ З ₅
    3. ККл ₄
15. Визначте масу кожної речовини.
    1. ГеО ₂
    2. ЯКЩО ₃
    3. КзФ ₆
16. Визначте масу кожної речовини.
    1. НІ
    2. N ₂ З ₄
    3. Ca

Відповіді

1. Атомна одиниця маси визначається як одна дванадцята від маси атома вуглецю-12. Його абревіатура - u.
2.  
3. 1. 1
   2. 3
   3. 56
4.  
5. 1. 6 940 грн
   2. 16 000 грн
6.  
7. Ми б отримали 6.924 u.
8.  
9. 1. 15 999 грн
   2. 31 998 грн
10.  
11. 1. 37 996 грн
    2. 28 010 грн
    3. 44 009 грн
12.  
13. 1. 22 990 грн
    2. 69 619 грн
    3. 135 036 грн
14.  
15. 1. 104,64 грн
    2. 183 898 грн
    3. 245 281 грн

3.4: Іони та іонні сполуки

1. Поясніть, як утворюються катіони.
2. Поясніть, як утворюються аніони.
3. Дайте заряд, який бере кожен атом, коли він утворює іон. Якщо можливо більше одного заряду, перерахуйте обидва.
   1. К
   2. O
   3. Co
4. Дайте заряд, який бере кожен атом, коли він утворює іон. Якщо можливо більше одного заряду, перерахуйте обидва.
   1. Ca
   2. Я
   3. Fe
5. Дайте заряд, який бере кожен атом, коли він утворює іон. Якщо можливо більше одного заряду, перерахуйте обидва.
   1. Ag
   2. Au
   3. Br
6. Дайте заряд, який бере кожен атом, коли він утворює іон. Якщо можливо більше одного заряду, перерахуйте обидва.
   1. S
   2. Na
   3. Ч
7. Назвіть іони з вправи 3.
8. Назвіть іони з вправи 4.
9. Назвіть іони з вправи 5.
10. Назвіть іони з вправи 6.
11. Дайте формулу та назву для кожної іонної сполуки, утвореної між двома перерахованими іонами.
    1. Mg ^{2 +} і Cl ⁻
    2. Fe ^{2 +} і О ²⁻
    3. Fe ^{3 +} і О ²⁻
12. Дайте формулу та назву для кожної іонної сполуки, утвореної між двома перерахованими іонами.
    1. K ⁺ і S ²⁻
    2. Ag ⁺ і Br ⁻
    3. Sr ^{2 +} і N ³⁻
13. Дайте формулу та назву для кожної іонної сполуки, утвореної між двома перерахованими іонами.
    1. Cu ^{2 +} і F ⁻
    2. Са ^{2 +} і О ²⁻
    3. К ⁺ і Р ³⁻
14. Дайте формулу та назву для кожної іонної сполуки, утвореної між двома перерахованими іонами.
    1. Na ⁺ і N ³⁻
    2. Co ^{2 +} і I ⁻
    3. Au ^{3 +} та S ²⁻
15. Дайте формулу та назву для кожної іонної сполуки, утвореної між двома перерахованими іонами.
    1. K ^{+ і SO} ₄ ^{2 −}
    2. NH ₄ ⁺ та S ²⁻
    3. NH ₄ ⁺ та РО ₄ ^{3 −}
16. Дайте формулу та назву для кожної іонної сполуки, утвореної між двома перерахованими іонами.
    1. Са ^{2 +} і НІ ₃ ⁻
    2. Са ^{2 +} і НІ ₂ ⁻
    3. Сц ^{3 +} і С ₂ Н ₃ О ₂ ⁻
17. Дайте формулу та назву для кожної іонної сполуки, утвореної між двома перерахованими іонами.
    1. Пб ^{4 +} і СО ₄ ^{2 −}
    2. Na ⁺ і I ₃ ⁻
    3. Лі ⁺ і Ср ₂ О ₇ ^{2 −}
18. Дайте формулу та назву для кожної іонної сполуки, утвореної між двома перерахованими іонами.
    1. NH ₄ ⁺ і N ³⁻
    2. Mg ^{2 +} та СО ₃ ^{2 −}
    3. Аль ^{3 +} і ОН ⁻
19. Дайте формулу та назву для кожної іонної сполуки, утвореної між двома перерахованими іонами.
    1. Ag ^{+ і SO} ₃ ^{2 −}
    2. Na ⁺ і HCO ₃ ⁻
    3. Fe ^{3 +} і ClO ₃ ⁻
20. Дайте формулу та назву для кожної іонної сполуки, утвореної між двома перерахованими іонами.
    1. Рб ⁺ і О ₂ ^{2 −}
    2. Au ^{3 +} та HSO ₄ ⁻
    3. Sr ^{2 +} і НІ ₂ ⁻
21. Яка різниця між SO ₃ та SO ₃ ^{2 −}?
22. Яка різниця між NO ₂ та NO ₂ ⁻?

 

Відповіді

1. Катіони утворюються, втрачаючи електрони.
2.  
3. 1. 1+
   2. 2−
   3. 2+, 3+
4.  
5. 1. 1+
   2. 1+, 3+
   3. 1−
6.  
7. 1. іон калію
   2. оксид-іон
   3. іони кобальту (II) і кобальту (III) відповідно
8.  
9. 1. іон срібла
   2. іони золота (I) і золота (III) відповідно
   3. іон броміду
10.  
11. 1. хлорид магнію, MgCl ₂
    2. оксид заліза (II), FeO
    3. оксид заліза (III), Fe ₂ O ₃
12.  
13. 1. фторид міді (II), CuF ₂
    2. оксид кальцію, СаО
    3. фосфід калію, К ₃ Р
14.  
15. 1. сульфат калію, К ₂ SO ₄
    2. сульфід амонію, (NH ₄) ₂ S
    3. фосфат амонію, (NH ₄) ₃ PO ₄
16.  
17. 1. сульфат свинцю (IV), Pb (SO ₄) ₂
    2. трийодид натрію, NaI ₃
    3. біхромат літію, Li ₂ Cr ₂ O ₇
18.  
19. 1. сульфіт срібла, Ag ₂ SO ₃
    2. гідрокарбонат натрію, NaHCO ₃
    3. хлорат заліза (III), Fe (ClO ₃) ₃
20.  
21. SO ₃ є триоксидом сірки, тоді як SO ₃ ^{2 −} є сульфітним іоном.

3.5: Кислоти

1. Дайте формулу для кожної кислоти.
   1. хлористої кислоти
   2. воднева кислота
2. Дайте формулу для кожної кислоти.
   1. сірчана кислота
   2. фосфорна кислота
3. Назвіть кожну кислоту.
   1. ВЧ (aq)
   2. HNO (₃ кв)
   3. Н ₂ С ₂ О ₄ (ак)
4. Назвіть кожну кислоту.
   1. Н ₂ СО ₄ (кв)
   2. Н ₃ РО ₄ (кв)
   3. HCl (aq)
5. Назвіть кислоту, що міститься в їжі.
6. Назвіть деякі властивості, якими спільні кислоти.

 

Відповіді

1. 1. ХЛО (₄ кв)
   2. HI (aq)
2.  
3. 1. плавикова кислота
   2. азотна кислота
   3. щавлева кислота
4.  
5. щавлева кислота (відповіді будуть відрізнятися)

Додаткові вправи

1. Скільки електронів потрібно, щоб зробити масу одного протона?

2. Скільки протонів потрібно, щоб зробити масу нейтрона?

3. Початкова версія Дальтона сучасної атомної теорії говорить про те, що всі атоми одного елемента однакові. Це насправді правильно? Чому чи чому ні?

4. Як атоми одного елемента однакові? Чим відрізняються атоми одного і того ж елемента?

5. Дайте повні атомні символи для трьох відомих ізотопів водню.

6. Рідкісний ізотоп гелію має в своєму ядрі єдиний нейтрон. Напишіть повний атомний символ цього ізотопу.

7. Використовуйте його місце в таблиці Менделєєва, щоб визначити, чи є індій, In, атомний номер 49, металом або неметалом.

8. Було виявлено лише кілька атомів астатину, At, атомний номер 85. Виходячи з його позиції в таблиці Менделєєва, ви очікуєте, що це буде метал або неметал?

9. Americium-241 є вирішальною частиною багатьох детекторів диму. Скільки нейтронів присутній в його ядрі?

10. Калій-40 - радіоактивний ізотоп калію, який присутній в організмі людини. Скільки нейтронів присутній в його ядрі?
11. Визначте атомну масу рутенію з заданих даних достатку і маси.

Рутеній-96	5,54%	95 907 грн
Рутеній-98	1,87%	97 905 грн
Рутеній-99	12,76%	98 906 грн
Рутеній-100	12.60%	99 904 грн
Рутеній-101	17,06%	100 906 грн
Рутеній-102	31.55%	101 904 грн
Рутеній-104	18,62%	103 905 грн

12. Визначте атомну масу телуру з заданих даних достатку і маси даних.

Телур-120	0,09%	119 904 грн
Телур-122	2,55%	121 903 грн
Телур-123	0,89%	122 904 грн
Телур-124	4,74%	123 903 грн
Телур-125	7,07%	124 904 грн
Телур-126	18,84%	125 903 грн
Телур-128	31.74%	127 904 грн
Телур-130	34.08%	129 906 грн

13. Одна атомна одиниця маси має масу 1,6605 × 10 ⁻²⁴ м Яка маса одного атома натрію?

14. Одна атомна одиниця маси має масу 1,6605 × 10 ⁻²⁴ м Яка маса одного атома урану?

• Одна атомна одиниця маси має масу 1,6605 × 10 ⁻²⁴ м Яка маса однієї молекули Н ₂ О?

• Одна атомна одиниця маси має масу 1,6605 × 10 ⁻²⁴ м Яка маса однієї молекули ПФ ₅?

• Зі своїх позицій на таблиці Менделєєва чи Cu і I утворюють молекулярну сполуку або іонну сполуку?

18. Зі своїх позицій на періодичній таблиці N і S утворюють молекулярну сполуку або іонну сполуку?
19. Меркурій є незвичайним елементом в тому, що коли він приймає 1+ заряд як катіон, він завжди існує як двоатомний іон.
    1. Запропонуйте формулу для іона ртуті (I).
    2. Яка формула хлориду ртуті (I)?
20. Запропонуйте формулу перекису водню, речовини, що використовується як відбілюючий засіб. (Цікаво, що ця сполука не поводиться як кислота, незважаючи на свою формулу. Він поводиться більше як класичне неметал-неметалічне, молекулярне з'єднання.)
21. Катіон уранілу має формулу UO ₂ ^{2 +}. Запропоновано формули та назви іонних сполук між катіоном уранілу та F ⁻, SO ₄ ^{2 −} та PO ₄ ^{3 −}.
22. Перманганатний аніон має формулу MnO ₄ ⁻. Запропонуйте формули та назви іонних сполук між перманганатним іоном та K ⁺, Ca ^{2 +} та Fe ^{3 +}.

 

Відповіді

1. близько 1800 електронів
2.  

3. Це не строго правильно через існування ізотопів.

4.  

5. \[_{1}^{1}\textrm{H},\; _{1}^{2}\textrm{H},\, and\; _{1}^{3}\textrm{H}\]

6.  

7. Він являє собою метал.

8.  

9. 146 нейтронів

10.  

11. 101 065 грн

12.  

13. 3,817 × 10 ⁻²³ г

14.  

15. 2,991 × 10 ⁻²³ г

16.  

17. іонний

18.  
19.  
    1. Рт ₂ ^{2 +}
    2. Хг ₂ Сл ₂
20.  
21. уранілфторид, UO ₂ F ₂; уранілсульфат, UO ₂ SO ₄; уранілфосфат, (UO ₂) ₃ (PO ₄) ₂