Testy z chemii na akademie medyczną

Chemia wybór testów, tom I, MEDYK, Warszawa 2003

6. Budowa atomu

374
Który zestaw liczb kwantowych dotyczy elektronów atomu helu?

375
Ile powłok elektronowych posiadają następujące jony:

382

Rozważ następujący zapis konfiguracji elektronowej przedstawiony za pomocą liczb kwantowych oraz systemem klatkowym: 1s22s22p63s23p6

Wskaż, który atom lub jon nie może posiadać takiego zapisu konfiguracji elektronowej

385
Pewien Pierwiastek jest mieszaniną dwóch izotopów, z których jeden o zawartości procentowej 54,8% - zawiera 44 neutrony w jądrze, drugi zaś 46 neutronów. Masa atomowa tego pierwiastka jest równa 79,904u. Liczba atomowa tego pierwiastka wynosi:

387
Naturalna miedź składa się z izotopów ⁶³Cu i ⁶⁵Cu. Stosunek liczby atomów ⁶³Cu do liczby atomów ⁶⁵Cu w mieszaninie jest równy 8:3. ÂŚrednia masa atomowa miedzi wynosi:

389
W reakcji jednowartościowego pierwiastka A będącego mieszaniną trzech izotopów z jenowartościowym pierwiastkiem B otrzymano 9 cząsteczek typu AB różniących się składem izotopowym. Pierwiastek B wchodzący w tę reakcję był mieszaniną:

397
Energia reakcji wynosząca ΔE=+1254kJ jest dla atomu chloru:

407
Które rysunki przedstawiają stan podstawowy, a które stan wzbudzony atomu siarki?

415
Liczba atomowa bromu wynosi 35, a Liczba masowa jednego z jego izotopów wynosi 79. Odpowiadający mu jon bromkowy zawiera następującą liczbę elektronów:

428
Jon glinowy Al³⁺ zbudowany jest z 14 neutronów oraz:

434
Niżej podano kilka cech, które można przypisać cząsteczce elementarnej:

b) występuje w warstwie elektronowej

c) posiada dodatni ładunek elektryczny

d) posiada ujemny ładunek elektryczny

e) nie posiada ładunku elektrycznego

f) posiada masę atomową 1

g) przyjmuje się, że posiada znikomą masę

protonowi przypisuje się cechy:

442
Najwyższa liczba elektronów o tej samej głównej liczbie kwantowej wynosi:

451
Wodór, deuter i tryt różnią się między sobą liczbą:

457
Przedstawione jądra atomowe są izobarami ponieważ:

468
Gazowy chlor stanowi mieszaninę dwóch trwałych izotopów: 75,53% ³⁵Cl i 24,47% ³⁷Cl. Jego gęstość w warunkach normalnych wynosi:

502
Długość fali odpowiadającej granicy serii widmowej w atomie wodoru obliczamy ze wzoru:

A	B
C	D

503
Długość fali odpowiadającej przejściu elektronu z poziomu n na poziom 3 obliczymy ze wzoru:

A	B
C	D

504
Energia elektronu na pierwszej orbicie dozwolonej w atomie wodoru ma wartość E=-13,6eV. Przeskakując z tej orbity na trzecią orbitę elektron pochłania kwant energii o wartości:

505
Energia elektronu wodoru w stanie podstawowym wynosi E=-13,6eV. Kwant emitowany przy przejściu z orbity drugiej na pierwszą ma zatem energię:

507
Zależność energii całkowitej elektronu w atomie wodoru od głównej liczby kwantowej najlepiej przedstawia rysunek:
 

509
Ile linii będzie zawierało widmo emisyjne, jeżeli atomy badanego pierwiastka w warunkach rejestracji widma znajdowały się w 5 różnych stanach energetycznych?

510
W ilu różnych stanach energetycznych znajdowały się elektrony atomu danego pierwiastka, jeśli podczas rejestracji widma emisyjnego stwierdzono obecność 6 linii?

Odpowiedzi

374
Odp. B
Liczby kwantowe powiązane są ze sobą zależnością:
n = 1, 2, 3, 4 ......
l = 0, 1, 2, 3, ..... (n-1)
m = -l ...0.... l
m_s=±1/2
Jeżeli dla atomu helu n=1 (I okres) to l=0 i m=0 a elektrony muszą się różnić spinową liczbą kwantową m_s.

375
Odp. C
Na leży w III okresie 1 grupie (posiada jeden elektron na powłoce walencyjnej). Jon Na⁺ będzie posiadał tylko 2 powłoki elektronowe.
Mn leży w IV okresie i 7 grupie. Elektrony walencyjne znajdują się na powłoce 3d⁴4s². Po oddaniu dwóch elektronów z powłoki 4s zostaną już tylko 3 powłoki elektronowe.
As leży w IV okresie 15 grupie. Posiada 5 elektronów walencyjnych: 4s²4p³. As³⁺ będzie nadal posiadał elektrony na powłoce 4s.
S leży w III okresie 16 grupie. Posiada 6 elektronów walencyjnych: 3s²3p⁴. Na orbitale 3p może jeszcze przyjąć 2 elektrony tworząc jon S^2-
Fe leży w IV okresie 8 grupie. Posiada 8 elektronów walencyjnych: 3d⁶4s². Po zabraniu 3 elektronów (dwóch z orbitalu 4s i jednego z 3d), jon Fe³⁺ będzie posiadał 3 powłoki.

382
Odp. C
Magnez, mimo że leży w 3 okresie nie może posiadać wymienionej konfiguracji. Ma on tylko 2 elektrony walencyjne 3s², natomiast kation Mg²⁺ posiada już tylko dwie powłoki elektronowe.

385
Odp. A
Nie ma potrzeby nawet liczyć ze wzoru na średnią masę atomową. Wiadomo, że L_p+L_n=A, więc gdy L_n=44 (lub 46) L_p musi być dużo poniżej 40.

387
Odp. B
ÂŚrednia masa atomowa jest średnią ważoną mas atomowych:


389
Odp. C
Jeżeli pierwiastek A jest mieszaniną trzech izotopów: A¹, A² i A³ to z pierwiastkiem B może utworzyć:

397
Odp. B
Z wolnego atomu chloru otrzymano jon Cl⁺ i elektron, czyli zjonizowano atom chloru.

407
Odp. D
Stan podstawowy może być opisany tylko jednym schematem. Siarka leży w 3 okresie i 16 grupie (VIA), posiada więc 6 elektronów walencyjnych, które znajdują się na orbitalu 2s i 3p. Posiada niskoenergetyczne orbitale 4d, na których mogą zostać umieszczone elektrony p lub s (Hybrydyzacja sp³d lub sp³d²)

415
Odp. B
Jeżeli liczba atomowa wynosi 35 oznacza to, że w jądrze znajduje się 35 protonów i obojętny atom musi posiadać 35 elektronów. Jon bromkowy Br^- posiada jeden elektron więcej.

428
Odp. D
Zapis (zobacz układ okresowy) oznacza, że atom zbudowany jest z 13 protonów, 14 neutronów (27‑13) i 13 elektronów. Jon Al³⁺ musi również posiadać 13 protonów, ale tylko 10 elektronów (ładunek +3)

434
Odp. A
Proton występuje w jądrze atomowym (a), posiada ładunek dodatni (c) i masę atomową równą 1 (f).

442
Odp. C
Zgodnie z zakazem Paulinga w atomie nie może być dwóch elektronów o identycznych czterech liczbach kwantowych (lub inaczej na jednym orbitalu mogą być maksymalnie 2 elektrony). Gdy główna liczba kwantowa przyjmuje wartość n to poboczna liczba kwantowa (decydująca o kształcie orbitalu) może przyjąć wartości 0, 1, 2, 3 ... (n-1). Magnetyczna liczba kwantowa przyjmuje wartości –l ....0....+l (określa ona ułożenie orbitalu w przestrzeni i zarazem jest równa ilości orbitali na powłoce n) czyli:

Czyli liczba elektronów na n powłoce opisana jest wzorem 2n²

451
Odp. D
Wodór (H), deuter (D) i tryt (T) są izotopami. Muszą więc mieć jednakową liczbę elektronów i protonów, a mogą się różnić jedynie liczbą neutronów.

457
Odp. D
Izotopy posiadają równą liczbę protonów w jądrze, Izobary zaś równą liczbę masową (jednakową ilość nukleonów w jądrze, czyli sumę protonów i neutronów). Dla izobarów charakterystyczne jest, że gdy istnieją 3 sąsiadujące ze sobą izobary, oraz izobar z lewej i z prawej są trwałe, to środkowy jest promieniotwórczy.

468
Odp. A
Rzeczywista masa atomowa chloru:
Chlor występuje w postaci cząsteczek dwuatomowych Cl₂. Jego masa cząsteczkowa wynosi więc M_Cl2=70,98g/Mol. Zgodnie z prawem Avogadro ta masa chloru w warunkach normalnych zajmuje objętość 22,4dm³ .

502
Odp. C
Długość fali odpowiadająca przejściu elektronu z orbitalu k na orbital n liczona jest ze wzoru: . Przy obliczaniu granicznej długości fali dla określonej serii przyjmuje się, że elektron na orbital n przechodzi z nieskończoności ( ). Podany wzór upraszcza się do postaci:
Gdy n=1 otrzymamy serię Limana, dla n=2 Balmera, n=3 Paschena, n=4 Bracketta i dla n=5 Pfunda.

503
Odp. B
Zobacz odpowiedź do pytania 502

504
Odp. D
Energia powiązana jest z długością fali następującą zależnością: , czyli energia jest proporcjonalna do odwrotności długości fali. Wzór na długość fali przy przejściach elektronowych możemy więc przekształcić do postaci: . Przy przejściu elektronu z orbity 1 na 3 (n=3, k=1), energia potrzebna do tego przyjścia E=E₀(1/9-1)=-8/9E₀, E=12,08eV

505
Odp. C
Podobnie jak w pytaniu 504 . dla n=2, k=1. E=E₀(1/4-1)=-3/4E₀. E=10,2eV

507
Odp. C
Energia elektronu w atomie jest skwantowana (odpadają więc rysunki B i D). Najniższa energia jest na powłoce n=1, a w nieskończoności od atomu równa 0. Taką zależność energii przedstawia wykres na rys. C.

509
Odp. B

Ilość linii w widmie dla n stanów energetycznych opisana jest wzorem:

510
Odp. B
Jeżeli w widmie stwierdzono obecność 6 różnych linii to atom musiał być w 4 różnych stanach energetycznych:

Możemy również posłużyć się wzorem z zadania 509 na liczbę linii w zależności od ilości stanów energetycznych: . Jeżeli k=6, to: 12=n(n-1), czyli 12=n²-n. Rozwiązując równanie kwadratowe otrzymamy n=4.