Hogyan számítsuk ki az atomtömeget. A kémiai elemek relatív atomtömege

Problémák az izotópokkal

A szint

1. Számítsa ki izotóp összetétel(%-ban) hidrogén (átlagos relatív atomtömegA r = 1,008) és lítium (A r = 6,9), feltételezve, hogy minden elem csak két izotópból áll, amelyek relatív atomtömege eggyel különbözik.

Válasz. Hidrogén: 1H – 99,2% és 2H – 0,8%; lítium: 6 Li – 10% és 7 Li – 90%.

2. A természetes hidrogén relatív atomtömege 1,00797. Ez a hidrogén protium izotópok keveréke ( A r = 1,00782) és deutérium (A r = 2,0141). Hány százalékos a deutérium a természetes hidrogénben?

Válasz. 0,015%.

3. Az elemek megadott szimbólumai között jelölje meg az izotópokat és az izobárokat:

Válasz. Az izotópoknak ugyanazok a kémiai szimbólumai, és az izobárok atomtömege.

4. Természetes lítium (A r = 6,9) 6 és 7 tömegszámú izotópokból áll. Hány százaléka az első izotóptartalmaz?

Válasz. 10%.

5. A magnézium-izotóp atomjának tömege 4,15 10 –23 d Határozza meg az atommagban található neutronok számát!

Válasz. 13.

6. A réznek két izotópja van, amelyek tömegszáma 63 és 65. Tömegtört természetes réztartalmuk 73%, illetve 27%. Ezen adatok alapján számítsa ki az átlagos relatív értéket atomtömeg természetes réz.

Válasz. 63,54.

7. A természetes klór átlagos relatív atomtömege 35,45. Számítsd ki két 35-ös és 37-es tömegszámú izotópjának tömeghányadát!

Válasz. 77,5% és 22,5%.

8. Határozzuk meg a bór relatív atomtömegét, ha ismertek az izotópjainak tömeghányadai! 10 B) = 19,6% és( 11 B) = 80,4%.

Válasz. 10,804.

9. A lítium két természetes izotópból áll, amelyek tömegszáma 6 ( 1 = 7,52%) és 7 ( 2 = 92,48%). Számítsa ki a lítium relatív atomtömegét!

Válasz. 6,9248.

10. Számítsa ki a kobalt relatív atomtömegét, ha ismert, hogy két izotópja létezik a természetben: 57 tömegszámmal ( 1 = 0,17%) és 59 ( 2 = 99,83%).

Válasz. 58,9966.

11. A bór relatív atomtömege 10,811. Határozza meg a 10 és 11 tömegszámú izotópok százalékos arányát a természetes bórban!

Válasz. 18,9% és 81,1%.

12. A galliumnak két természetes izotópja van, amelyek tömegszáma 69 és 71. Mi a kvantitatív kapcsolat ezeknek az izotópoknak az atomjai között, ha az elem relatív atomtömege 69,72?

Válasz. 1,78:1.

13. A természetes brómnak két izotópja van, amelyek tömegszáma 79 és 81. A bróm relatív atomtömege 79,904. Határozzuk meg az egyes izotópok tömeghányadát természetes brómban.

Válasz. 54,8% és 45,2%.

B szint

1. A szilíciumnak három stabil izotópja van – 30 Si (3,05% (mol.)), 29 Si és 28 Si. Számítsa ki a szilícium leggyakoribb izotóptartalmát (mol.%-ban)! Miben fognak különbözni? moláris tömegek szilícium-dioxid, amely eltérő izotóp-összetételű, tekintve, hogy az oxigénnek három stabil izotópja van, amelyek tömegszáma 16, 17 és 18?

Válasz. 94,55%; 18 féle szilícium-dioxid molekula.

2. A minta egy elem két izotópjának keverékéből áll; 30%-a izotóp, melynek magjában 18 neutron van; 70%-a izotóp, melynek magjában 20 neutron található. Határozzuk meg egy elem rendszámát, ha az elem átlagos relatív atomtömege izotópkeverékben 36,4!

Válasz. 17.

3. Egy kémiai elem két izotópból áll. Az első izotóp atomjának magja 10 protont és 10 neutront tartalmaz. A második izotóp atomjának magjában van még 2 neutron. Egy könnyebb izotóp minden 9 atomjára jut egy nehezebb izotóp atomja. Számítsa ki az elem átlagos relatív atomtömegét!

Válasz. 20,2.

4. Izotóp 137 A Cs felezési ideje 29,7 év. Ebből az izotópból 1 g robbanásszerűen reagált a felesleges vízzel. Mennyi a cézium felezési ideje a keletkező vegyületben? Válaszát indokolja.

Válasz. T 1/2 = 29,7 év.

5. Hány év múlva csökken a radioaktív stroncium-90 mennyisége (felezési ideje 27 év) radioaktív csapadék ennek eredményeként atomrobbanás, kevesebb, mint 1,5%-a lesz annak a mennyiségnek, amelyet az atomrobbanás utáni pillanatban fedeztek fel?

Válasz. 163,35 év.

6. A tagged atom módszerben radioaktív izotópokat használnak egy elem „útvonalának nyomon követésére” a testben. Így egy beteg hasnyálmirigyben szenvedő betegnek jód-131 radioaktív izotóp készítményt fecskendeznek be (a – -bomlás), amely lehetővé teszi az orvos számára, hogy figyelemmel kísérje a jód áthaladását a beteg testén. Írja fel a radioaktív bomlás egyenletét, és számolja ki, mennyi idő alatt csökken a szervezetbe juttatott radioaktív jód mennyisége 10-szeresére (felezési idő 8 nap).

Válasz.

7. Mennyi időbe telik, míg a nikkel háromnegyede rézvé válik ennek következtében – -bomlás, ha az izotóp felezési ideje 63 28 Ni 120 éves?

Válasz. 240 év.

8. Határozzuk meg az izotóp tömegét! 81 Sr (felezési idő 8,5 óra) 25,5 órás tárolás után megmarad, ha az eredeti tömeg 200 mg volt.

Válasz. 25 mg.

9. Számítsa ki az izotóp atomok százalékos arányát! 128 I (felezési idő 25 perc), 2,5 órás tárolás után szét nem bomlott.

Válasz. 1,5625%.

10. Felezési idő – - radioaktív izotóp 24 Na egyenlő 14,8 órával. Írja fel a bomlási reakció egyenletét, és számolja ki, hány gramm leánytermék keletkezik 24 g izotópból 29,6 óra alatt!

Válasz.

11. Izotóp 210 Ro, sugárzik-részecskék, berilliummal keverve használják neutronforrásokban. Mennyi idő elteltével az ilyen források intenzitása 32-szeresére csökken? Az izotóp felezési ideje 138 nap.

Válasz. 690 nap

Gyakorlatok a magreakciókról

1. Hány- És – -a részecskéknek el kellett veszíteniük a magjukat 226 Ra a IV. csoportba tartozó 206-os tömegszámú leányelem megszerzésére periódusos rendszer elemek? Nevezze el ezt az elemet.

Válasz. 5, 4 – , 206 82 Pb.

2. Izotóp atommagja 238 92 U radioaktív bomlás következtében atommaggá alakult 226 88 Ra. Hány- És – -részecskéket az eredeti mag bocsátott ki?

A lecke anyagokból megtudhatja, hogy egyes atomok kémiai elemek tömegben különböznek más kémiai elemek atomjaitól. A tanár elmondja, hogyan mérték meg a vegyészek az atomok tömegét, amelyek olyan kicsik, hogy nem látod őket elektronmikroszkóp.

Téma: Kezdeti kémiai ötletek

Lecke: A kémiai elemek relatív atomtömege

század elején. (150 évvel Robert Boyle munkája után) John Dalton angol tudós módszert javasolt a kémiai elemek atomjainak tömegének meghatározására. Tekintsük ennek a módszernek a lényegét.

Dalton olyan modellt javasolt, amely szerint a molekula összetett anyag csak egy atomot tartalmaz különböző kémiai elemekből. Például úgy vélte, hogy egy vízmolekula 1 hidrogénatomból és 1 oxigénatomból áll. Beleértve egyszerű anyagok Dalton szerint egy kémiai elemnek csak egy atomja van benne. Azok. egy oxigénmolekulának egy oxigénatomból kell állnia.

És ekkor egy anyagban lévő elemek tömeghányadainak ismeretében könnyen megállapítható, hogy egy elem atomjának tömege hányszor tér el egy másik elem atomjának tömegétől. Így Dalton úgy vélte, hogy egy anyagban lévő elem tömeghányadát az atom tömege határozza meg.

Ismeretes, hogy a magnézium tömeghányada a magnézium-oxidban 60%, az oxigén tömeghányada pedig 40%. Dalton gondolatmenetét követve elmondhatjuk, hogy a magnéziumatom tömege több tömeg oxigénatom 1,5-szeresére (60/40=1,5):

A tudós észrevette, hogy a hidrogénatom tömege a legkisebb, mert nincs olyan összetett anyag, amelyben a hidrogén tömeghányada nagyobb lenne tömeghányad egy másik elem. Ezért azt javasolta, hogy hasonlítsák össze az elemek atomjainak tömegét a hidrogénatom tömegével. És ily módon kiszámította a kémiai elemek relatív (a hidrogénatomhoz viszonyított) atomtömegének első értékét.

A hidrogén atomtömegét egységnek vettük. És a jelentése relatív tömeg A kén 17-nek bizonyult. De az összes kapott érték hozzávetőleges vagy helytelen volt, mert Az akkori kísérleti technika korántsem volt tökéletes, és Dalton feltételezése az anyag összetételéről téves.

1807-1817-ben Jons Jakob Berzelius svéd kémikus kiterjedt kutatásokat végzett az elemek relatív atomtömegének tisztázására. Sikerült a modernekhez közeli eredményeket elérnie.

Jóval később, mint Berzelius munkája, a kémiai elemek atomtömegét a szénatom tömegének 1/12-ével kezdték összehasonlítani (2. ábra).

Rizs. 1. Modell egy kémiai elem relatív atomtömegének kiszámításához

A kémiai elem relatív atomtömege azt mutatja meg, hogy egy kémiai elem atomjának tömege hányszor nagyobb, mint egy szénatom tömegének 1/12-e.

A relatív atomtömeget A r-vel jelöljük, nincs mértékegysége, mivel az atomok tömegének arányát mutatja.

Például: A r (S) = 32, azaz. a kénatom 32-szer nehezebb, mint a szénatom tömegének 1/12-e.

A szénatom 1/12-ének abszolút tömege referenciaegység, amelynek nagy pontossággal számított értéke 1,66 * 10 -24 g vagy 1,66 * 10 -27 kg. Ezt a referencia tömeget ún atomi egység tömegek (a.e.m.).

Nem szükséges megjegyezni a kémiai elemek relatív atomtömegének értékét, amelyeket bármely kémia tankönyvben vagy kézikönyvben megadnak periódusos rendszer DI. Mengyelejev.

Kiszámításkor a relatív atomtömegek értékeit általában egész számokra kerekítik.

A kivétel a klór relatív atomtömege - a klór esetében 35,5 értéket használnak.

1. Feladat- és gyakorlatgyűjtemény kémiából: 8. osztály: a tankönyvhöz P.A. Orzhekovsky és mások „Kémia, 8. osztály” / P.A. Orzsekovszkij, N.A. Titov, F.F. Hegel. – M.: AST: Astrel, 2006.

2. Ushakova O.V. Kémia munkafüzet: 8. osztály: a tankönyvhöz P.A. Orzhekovszkij és mások „Kémia. 8. évfolyam” / O.V. Ushakova, P.I. Beszpalov, P.A. Orzsekovszkij; alatt. szerk. prof. P.A. Orzsekovszkij - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006. (24-25. o.)

3. Kémia: 8. évfolyam: tankönyv. általános műveltségre intézmények / P.A. Orzsekovszkij, L.M. Mescserjakova, L.S. Pontak. M.: AST: Astrel, 2005. (§10)

4. Kémia: inorg. kémia: tankönyv. 8. osztály számára. általános műveltség intézmények / G.E. Rudzitis, Fyu Feldman. – M.: Oktatás, OJSC „Moszkva Tankönyvek”, 2009. (§8,9)

5. Enciklopédia gyerekeknek. 17. kötet Kémia / Fejezet. ed.V.A. Volodin, Ved. tudományos szerk. I. Leenson. – M.: Avanta+, 2003.

További webes források

1. Digitális oktatási források egységes gyűjteménye ().

2. A „Chemistry and Life” folyóirat elektronikus változata ().

Házi feladat

p.24-25 No. 1-7-tól Munkafüzet kémiából: 8. osztály: a tankönyvhöz P.A. Orzhekovszkij és mások „Kémia. 8. évfolyam” / O.V. Ushakova, P.I. Beszpalov, P.A. Orzsekovszkij; alatt. szerk. prof. P.A. Orzhekovszkij - M.: AST: Astrel: Profizdat, 2006.

Izotópok és izobárok atomjaiban lévő elemi részecskék számának meghatározása

1. példa Határozza meg a protonok, neutronok és elektronok számát a 82 207 X és 82 212 X izotópokhoz! az izobárok 81 210 Y és 84 210 Z. Nevezze meg ezeket az elemeket.

Megoldás. A periódusos rendszer 82. eleme az ólom (X = Pb), a 81. eleme a tallium (Y = Tl), a 84. eleme a polónium (Z = Po). az elektronok és protonok száma megfelel az elem rendszámának. Az atommagban lévő neutronok számát úgy számítjuk ki, hogy az elemek tömegéből kivonjuk a magban lévő protonok számát (elemszámot). Ennek eredményeként a következőket kapjuk:

Az elemek relatív atomtömegének kiszámítása természetes izotóp-összetételükből

2. példa Móltörtek a 24 Mg, 25 Mg és 26 Mg izotópok 79,7; 9,8 és 10,5%. Számítsa ki a magnézium átlagos relatív atomtömegét!

Megoldás. A magnézium átlagos relatív atomtömegét úgy számítjuk ki, hogy az egyes izotópok tömeghányadainak szorzatát összegezzük tömegszám:

M=0,797 · 24 + 0,098· 25 + 0,105· 26 = 19,128 + 2,450 + 2,730 = 24,308.

A kapott érték közel áll a magnézium atomtömegének az elemek periódusos rendszerében megadott értékéhez (24.305).

Magreakció egyenletek felállítása

3. példa: Azonosítsa az X, Y és Z radioaktív bomlástermékeket:

88 226 Ra -(α-bomlás) X -(α-bomlás) Y -(β-bomlás) Z.

Megoldás. A 88 226 Ra α-bomlása során A tömegszáma négy egységgel csökken, és egyenlő lesz: A X = 226-4 = 222. Ebben az esetben az atommag töltése két egységgel csökken, és egyenlőnek bizonyul Z X = 88-2 = 86. Így az első bomlás a 86 222 Rn radon izotóp kialakulásához vezet. Hasonló módon határozzuk meg a radon α-bomlási termékét: A Y = 222-4 = 218, Z Y = 86-2 = 84. A második bomlás eredményeként a 84 218 Po polónium izotópot kapjuk; A polónium β-bomlása nem változtatja meg az elem tömegszámát, hanem eggyel növeli magjának töltését: Z Z = 84+1 = 85. Ennek a bomlási láncnak a végterméke a 85-ös elem lesz, azaz asztatin (85 218 At). A nukleáris átalakítások végső sémája így fog kinézni:

88 226 Ra -(α-bomlás) 86 222 Rn -(α-bomlás) 84 218 Po -(β-bomlás) 85 218 At.

Az elektronrétegek és elektronhéjak maximális elektronszámának meghatározása

4. példa Számítsa ki az elektronok maximális számát az ötödik elektronrétegben és az f-héjban!

Megoldás. Az n számú elektronrétegben az elektronok maximális száma N n = 2n 2. Az ötödik elektronrétegre a következőket kapjuk:

Nn=5=2 · 5 2 = 50.

Az elektronok maximális lehetséges száma per elektronhéj adott értékkel l egyenlő N l = 2(2l+ 1). Az f-shellhez l= 3. Eredményként kapjuk:

N l=3 = 2(2· 3 + 1) = 14.

Különböző állapotú elektronok kvantumszámainak meghatározása

5. példa Határozza meg a fő- és mellékkvantumszámok értékét az elektronok következő állapotaihoz: 3d, 4s és 5p.

Megoldás. A fő kvantumszám értékét az elektronok különböző állapotaihoz az atomokban arab szám jelzi, a másodlagos szám értékét kvantumszám– megfelelő kisbetű latin betű. Ennek eredményeként megkapjuk a vizsgált elektronállapotokra.

1. A természetes magnézium 24Mg, 25Mg és 26Mg izotópokból áll. Számítsa ki a természetes magnézium átlagos atomtömegét, ha az egyes izotópok tömegszázalékban kifejezett tartalma rendre 78,6; 10.1 és 11.3.

2. A természetes gallium a 71Ga és a 69Ga izotópokból áll. Miben mennyiségi arány ezeknek az izotópoknak az atomjainak száma egymás között van, ha a gallium átlagos atomtömege 69,72.

3. Határozza meg a bór relatív atomtömegét, ha ismert, hogy a 10B izotóp mólrésze 19,6%, a 11B izotópé pedig 80,4%.

4. A réznek két izotópja van: 63Cu és 65Cu. Mólarányuk a természetes rézben 73, illetve 27%. Határozza meg a réz átlagos relatív atomtömegét!

5. Határozza meg a szilícium elem relatív atomtömegét, ha három izotópból áll: 28Si (móltört 92,3%), 29Si (4,7%) és 30Si (3,0%)!

6. A természetes klór két izotópot tartalmaz: 35Cl és 37Cl. A klór relatív atomtömege 35,45. Határozza meg a klór minden izotópjának móltörtét!

7. A neon relatív atomtömege 20,2. A neon két izotópból áll: 20Ne és 22Ne. Számítsa ki az egyes izotópok mólrészét a természetes neonban.

8. A természetes bróm két izotópot tartalmaz. A 79Br izotóp moláris frakciója 55%. Milyen izotóp található még a bróm elemben, ha relatív atomtömege 79,9?

9. A természetes tallium a 203Tl és a 205Tl izotópok keveréke. A természetes tallium Ar(Tl) = 204,38 relatív atomtömege alapján határozza meg a tallium izotóp-összetételét tömegszázalékban!

10. A természetes irídium a 191Ir és a 193Ir izotópok keveréke. A természetes irídium Ar(Ir) = 192,22 relatív atomtömege alapján határozza meg az irídium izotópösszetételét tömegszázalékban!

11. A természetes rénium a 185Re és a 187Re izotópok keveréke. A természetes rénium Ar(Re) = 186,21 relatív atomtömege alapján határozza meg a rénium izotóp-összetételét tömeg%-ban.

12. A természetes gallium a 69Ga és a 71Ga izotópok keveréke. A természetes gallium relatív atomtömege Ar(Ga) = 69,72 alapján határozza meg a gallium izotóp-összetételét tömeg%-ban!

13. A természetes klór kettőből áll stabil izotópok 35Cl és 37Cl. A klór átlagos relatív atomtömege 35,45 alapján számítsa ki a klór izotóp-összetételét tömegszázalékban.

14. A természetes ezüst két stabil izotópból áll: 107Ag és 109Ag. Az ezüst átlagos relatív atomtömege 107,87 alapján számítsa ki az ezüst izotóp-összetételét tömegszázalékban.

15. A természetes réz két stabil izotópból áll: 63Cu és 65Cu. A réz átlagos relatív atomtömege 63,55 alapján számítsa ki a réz izotóp-összetételét tömegszázalékban.

16. A természetes bróm két stabil izotópból áll: 79Br és 81Br. A bróm átlagos relatív atomtömege 79,90 alapján számítsa ki a bróm izotóp-összetételét tömegszázalékban.

17. A természetes szilícium 3,1%-ban (mólban) a 30Si izotópból (29,9738 atomtömegű), valamint a 29Si (28,9765 atomtömegű) és a 28Si (27,9770 atomtömegű) izotópból áll. Számítsa ki a 29Si és 28Si tartalmát %-ban (mólban).