پاسخ تشریحی

دوره دوم: Li=1، Be=2، B=3، C=4، N=5، O=6، F=7، Ne=8 الکترون ظرفیت.

دوره سوم: Na=1، Mg=2، Al=3، Si=4، P=5، S=6، Cl=7، Ar=8 الکترون ظرفیت.

عناصر یک گروه اصلی شمار الکترون ظرفیت یکسانی دارند؛ پس آرایش الکترون ـ نقطه‌ای آنها از نظر تعداد نقطه‌ها مشابه است. در گروه‌های ۱ و ۲، شمار الکترون ظرفیت برابر شماره گروه است؛ در گروه‌های ۱۳ تا ۱۸ برابر شماره گروه − 10 است. هلیم استثناست و دو الکترون دارد.

پاسخ

Li، Na و K با از دست دادن ۱ الکترون به کاتیون +1؛ Mg و Ca با از دست دادن ۲ الکترون به +2؛ Al به Al³⁺ تبدیل می‌شود. N و P سه، O و S دو، F و Cl و Br یک الکترون می‌گیرند و به ترتیب آنیون‌های 3−, 2−, 1− می‌سازند.

عبارت الف: اگر شمار الکترون‌های ظرفیت اتمی کمتر یا برابر سه باشد، تمایل دارد همه الکترون‌های ظرفیت خود را از دست بدهد و به کاتیون تبدیل شود.

عبارت ب: اتم‌های گروه ۱ و ۲ با از دست دادن الکترون به کاتیونهایی تبدیل می‌شوند که آرایش گاز نجیب پیش از خود را دارند.

پاسخ

اتم‌های گروه ۱۵، ۱۶ و ۱۷ در الگوی ساده کتاب با به دست آوردن الکترون به آنیون تبدیل می‌شوند و آرایش گاز نجیب هم‌دوره خود را می‌گیرند.

خانه شماره ۷ جدول مربوط به N است: N + 3e⁻ → N³⁻. خانه شماره ۱۲ مربوط به Mg است: Mg → Mg²⁺ + 2e⁻.

پاسخ تشریحی

۱) بار یون‌ها را مشخص می‌کنیم و تعداد کاتیون/آنیون را طوری انتخاب می‌کنیم که جمع بارها صفر شود.

۲) CaBr₂، K₃N، MgS، AlF₃.

۳) نام کاتیون بدون تغییر می‌آید و پس از آن نام آنیون با پسوند «ـید» نوشته می‌شود: MgO منیزیم اکسید؛ CaCl₂ کلسیم کلرید؛ K₂O پتاسیم اکسید؛ Na₃P سدیم فسفید؛ LiBr لیتیم برمید.

پاسخ ساختاری

H—Cl: یک پیوند؛ روی Cl سه جفت ناپیوندی.

NH₃: N مرکزی، سه پیوند N–H و یک جفت الکترون ناپیوندی روی N.

CH₄: C مرکزی و چهار پیوند C–H؛ روی C جفت ناپیوندی ندارد.

پاسخ جرم مولی

M(HCl)=1.008+35.45=36.458≈36.46 g mol⁻¹

M(NH₃)=14.01+3(1.008)=17.034≈17.03 g mol⁻¹

M(CH₄)=12.01+4(1.008)=16.042≈16.04 g mol⁻¹

پاسخ

الف) Fe: [Ar] 4s² 3d⁶ (یا آرایش گسترده متناظر).

ب) آهن در دوره ۴، گروه ۸ قرار دارد.

پ) آهن از عنصرهای دسته d / فلزهای واسطه است.

ت) آرایش الکترونی ایزوتوپ‌های آهن یکسان است، چون همه Z=26 و در حالت خنثی ۲۶ الکترون دارند؛ تفاوت فقط در تعداد نوترون‌هاست.

پاسخ

K⁺ + F⁻ → KF؛ پتاسیم فلوئورید.

3Ca²⁺ + 2N³⁻ → Ca₃N₂؛ کلسیم نیترید.

Al³⁺ + 3F⁻ → AlF₃؛ آلومینیم فلوئورید.

پاسخ

خیارشور دارای یون‌های سدیم است. جریان الکتریکی می‌تواند گونه‌های سدیم را برانگیخته کند؛ با بازگشت الکترون‌های برانگیخته به ترازهای کم‌انرژی‌تر، فوتون‌هایی با طول موج‌های مشخص گسیل می‌شود و نور رنگی ویژه سدیم دیده می‌شود. این پاسخ به ارتباط «برانگیختگی ـ طیف نشری خطی» فصل تکیه دارد.

پاسخ

Ba:[Xe]6s² با از دست دادن دو الکترون به Ba²⁺ می‌رسد. I:[Kr]4d¹⁰5s²5p⁵ با گرفتن یک الکترون به I⁻ تبدیل می‌شود.

برای خنثی شدن بار: Ba²⁺ + 2I⁻ → BaI₂؛ نام: باریم یدید.

پاسخ

این مقدار با جرم مولی بور در جدول دوره‌ای، حدود 10.80 g mol⁻¹، سازگار است.

پاسخ

پاسخ

H₂: H—H

N₂: N≡N و روی هر N یک جفت ناپیوندی.

O₂: O=O و روی هر O دو جفت ناپیوندی.

F₂, Cl₂, Br₂, I₂: یک پیوند یک‌گانه و روی هر اتم سه جفت ناپیوندی.

پاسخ

مدل‌ها به‌ترتیب با توزیع لایه‌ای 2، 2,8، 2,8,2 و 2,8,16,2 متناظرند؛ یعنی He، Ne، Mg و Ni.

الف) He: دوره۱ گروه۱۸؛ Ne: دوره۲ گروه۱۸؛ Mg: دوره۳ گروه۲؛ Ni: دوره۴ گروه۱۰.

ب) He و Ne تمایل اندکی به واکنش دارند، چون لایه ظرفیت کامل است.

پ) Ne دارای هشت نقطه و پایدار است؛ Mg دو نقطه دارد و در واکنش با F دو الکترون از دست می‌دهد: MgF₂.

ت) برای Ni با آرایش [Ar]4s²3d⁸، زیرلایه‌های 1s,2s,2p,3s,3p,4s کاملاً پرند؛ در نتیجه ۶ زیرلایه کاملاً پر است.

پاسخ

الف) جرم اتم‌های سازنده را جمع می‌کنیم: 16.00+12.01+16.00=44.01 amu.

ب) جرم یک مول CO₂ برابر 44.01 g است؛ عدد جرم یک مولکول برحسب amu از نظر عددی با جرم مولی برحسب g/mol برابر است.

پ) از جدول دوره‌ای نیز M(CO₂)=44.01 g mol⁻¹.

ت) Al₂O₃=101.96، SO₃=80.06، CaF₂=78.08، NaCl=58.44، HCl=36.46 و Cl₂=70.90 g mol⁻¹.

پاسخ

الف) چون جرم اتمی میانگین K حدود 39.10 است و به 39 نزدیک‌تر است، ³⁹K بیشترین فراوانی را دارد.

ب) دو جرم ایزوتوپی Br تقریباً 78.92 و 80.92 amu هستند و میانگین 79.9 تقریباً در میانه آنهاست؛ پس نتیجه «درصد فراوانی دو ایزوتوپ تقریباً برابر است» درست است. چون میانگین اندکی کمتر از نقطه میانی 79.92 است، فراوانی Br-79 اندکی بیشتر است.

پاسخ نمونه

با محدودیت عنصرهای ۱۸ عنصر اول (به‌جز Be، B و Al):

XY: LiF, NaCl, MgO, MgS

X₂Y: Li₂O, Na₂O, Li₂S, Na₂S

XY₂: MgF₂, MgCl₂

X₃Y: Li₃N, Na₃N, Li₃P, Na₃P

الف)

الگوی نمونه سفال با ترکیب خط‌های مس و کروم سازگار است.

ب)

نمونه ۱: خط‌های 361، 468 و 481 nm با Cd و خط‌های 511، 515، 522 و 578 nm با Cu تطبیق دارند؛ پس نمونه شامل کادمیم و مس است.

نمونه ۲: مجموعه خط‌های 357، 361، 425، 427، 429 و 521 nm با Cr و خط‌های 408، 421، 431، 461، حدود 485 و 496 nm با Sr سازگار است؛ پس نمونه شامل کروم و استرانسیم است.

پاسخ

عنصر موردنظر فسفر (P) است. سه تک‌الکترون در نماد لوویس دارد، می‌تواند سه الکترون به اشتراک بگذارد و در مدل یونی ساده سه الکترون بگیرد.

پاسخ

تعداد نوترون N=A−Z است:

¹²⁰Sn:70، ¹²²Te:70، ¹¹²Cd:64، ⁵⁸Co:31، ⁵⁹Cu:30، ⁴⁰Ar:22، ³⁹K:20.

ترتیب کاهش: ¹²⁰Sn = ¹²²Te > ¹¹²Cd > ⁵⁸Co > ⁵⁹Cu > ⁴⁰Ar > ³⁹K.

پاسخ

برای هر گونه، N=A−Z و تعداد الکترون با توجه به بار یون حساب می‌شود. تنها برای ¹²⁴Sn²⁺ شرط برقرار است:

پس پاسخ: ¹²⁴Sn²⁺.

پاسخ

الف) آرایش واقعی حالت پایه مس: Cu: [Ar]3d¹⁰4s¹. بنابراین در دوره ۴، گروه ۱۱ است.

ب) برای l=0 همه الکترون‌های زیرلایه‌های s شمرده می‌شوند: 2+2+2+1=7. برای l=2 الکترون‌های d: 3d¹⁰ → 10 الکترون.

پ) بیرونی‌ترین لایه n=4 است و ۱ الکترون دارد.

ت) بیرونی‌ترین زیرلایه اشغال‌شده 4s است و ۱ الکترون دارد.

ث) زیرلایه 4s¹ نیمه‌پر است؛ زیرلایه‌های 1s,2s,2p,3s,3p,3d پرند. پس ۱ زیرلایه نیمه‌پر و ۶ زیرلایه پر داریم.