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SUL LIBRO DA PAG 153 A PAG 154

ESERCIZI

Capitolo

8 La struttura dell’atomo

Quesiti e problemi 1 La doppia natura della luce

2 L’atomo di Bohr

1 Qual è la prova più evidente della natura ondulatoria della luce?

䡵䡵䡵

Il fenomeno della diffrazione che genera le frange di interferenza visibili.

2 Come sono chiamate le particelle che costituiscono la luce secondo la teoria corpuscolare?

10 Qual è la differenza fra uno spettro continuo e uno spettro a righe?

䡵䡵䡵

Lo spettro continuo contiene tutte le lunghezze d’onda del campo visibile ed è caratteristico di solidi e liquidi. Lo spettro a righe contiene solo alcune lunghezze d’onda ed è caratteristico dei gas rarefatti.

䡵䡵䡵

fotoni

3 Qual è il rapporto che lega la frequenza e la lunghezza d’onda della luce?

䡵䡵䡵

Frequenza e lunghezza d’onda sono inversamente proporzionali, secondo la seguente relazione: c=λ⭈v

4 Un bagnante seduto sulla spiaggia per divertimento si mette a contare le onde che si infrangono sulla battigia. 䊳 Se ne conta dodici in un minuto, quale proprietà delle onde marine sta valutando?

䡵䡵䡵

frequenza

Dopo qualche ora ripete la stessa osservazione e ne arriva a contare venti in un minuto. Che cosa è cambiato nel moto ondoso?

䊳

È aumentata la frequenza.

11 Quale delle seguenti affermazioni riguardanti il modello atomico di Bohr è sbagliata? a) All’elettrone sono permesse solo orbite quantizzate. b) Per saltare da un’orbita a un’altra di livello energetico superiore l’elettrone deve assorbire energia.  c) L’elettrone può cadere su un protone. d) Quando un elettrone passa a un livello energetico inferiore l’atomo emette una luce caratteristica.

䡵䡵䡵

12 Si verifica emissione di energia quando l’elettrone salta: a) dal livello 3s al 4s b) dal livello 2s all’1s  c) dal livello 3p al 5s d) dal livello 3s al 5s

䡵䡵䡵

13 Quali sono i punti principali su cui si basa il modello atomico di Bohr?

䡵䡵䡵

5 Calcola la lunghezza d’onda della radiazione aven䡵䡵䡵 te ν ⫽ 104 Hz. 3 ⭈ 104 m 6 Determina l’energia associata a un fotone che possiede una frequenza ν ⫽ 5,1 ⭈ 107 Hz.

䡵䡵䡵

3,4 ⭈ 10–26 J

7 Calcola l’energia associata a un fotone di una radiazione con λ ⫽ 5,2 ⭈ 10⫺7 m. 3,8 ⭈ 10–19 J

3 Il modello atomico a strati

14 Secondo Bohr, che cosa descrive il numero quantico principale n?

䡵䡵䡵

Descrive il livello energetico dell’orbita dell’elettrone per l’atomo di idrogeno.

䡵䡵䡵

8 Una radiazione monocromatica (cioè di un solo colore) è costituita da fotoni che hanno una lunghezza d’onda λ pari a 450 nm. Riferendoti allo spettro elettromagnetico (figura 8.1), individua il colore e calcola l’energia associata a ogni fotone di questa radiazione.

䡵䡵䡵

colore azzurro E = 4,42 ⭈ 10–19 J

9 Tutti i fenomeni ondulatori sono caratterizzati dal 䡵䡵䡵 trasporto di energia. Prova a trovare esempi al riguardo nel caso di onde marine, onde sismiche, onde sonore, onde elettromagnetiche, e discutine in classe con i compagni e l’insegnante. Onde marine: il mare è un’espressione dell’energia. Onde sismiche: i danni del terremoto sono espressione concreta dell’energia liberata. Onde sonore: il tuono è espressione dell’energia liberata nello scambio di masse d’aria. Onde elettromagnetiche: tutte le comunicazioni si basano sull’energia associata alle onde. Copyright © 2010 Zanichelli Editore Spa, Bologna [6223] Questo file è una estensione online del corso Valitutti, Tifi, Gentile ESPLORIAMO LA CHIMICA © Zanichelli 2010

15 Quanti elettroni può contenere un livello principale di energia n? 2 ⭈ n2

䡵䡵䡵

16 Qual è il numero di elettroni nel sottolivello 2p del fosforo nello stato fondamentale? 6 elettroni

䡵䡵䡵

17 Qual è il numero massimo di elettroni sul terzo livello principale di energia? 18 elettroni

䡵䡵䡵

18 Qual è il numero massimo di sottolivelli sul terzo livello principale? 3

䡵䡵䡵

19 Qual è il numero massimo di elettroni presenti sul sottolivello f ? 14 elettroni

䡵䡵䡵

4 La configurazione elettronica degli elementi

20 Spiega la regola di Hund.

䡵䡵䡵

21 Quali sono le regole per il corretto riempimento degli orbitali?

䡵䡵䡵

La riproduzione di questa pagina è autorizzata ai soli fini dell’utilizzo nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo

1

Capitolo

ESERCIZI

8 La struttura dell’atomo

22 Quali delle seguenti possono essere parti di configu䡵䡵䡵 razioni elettroniche? Individua gli errori e spiegali. a) 2s2 sì b) 2d5 non esiste il 2d: l’orbitale d compare per n ≥ 3 c) 5s3 l’orbitale s non può contenere 3e–, al massimo 2e– d) 8s1 non esiste il livello n = 8 nello stato fondamentale 23 Date le seguenti configurazioni elettroniche, determina il numero atomico Z e il nome dell’elemento di cui sono caratteristiche. a) 1s22s22p3 Z = 7 ⇒ azoto 2 2 6 2 6 5 2 b) 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s Z = 25 ⇒ manganese c) 1s22s22p63s23p63d104s24p4 Z = 34 ⇒ selenio

c) Gli orbitali di uno stesso livello energetico hanno uguale energia in tutti i sottolivelli. d) Due elettroni che occupano lo stesso orbitale hanno lo stesso spin. Spiega il principio di esclusione di Pauli.

28 Quale elemento presenta la seguente configurazione elettronica?

䡵䡵䡵

䡵䡵䡵

24 Lo ione bromuro Br⫺ ha la stessa configurazione elettronica di:  Rb⫹ b) Cl⫺ c) Ar d) S2⫺ a)

1s

2s

Ne

2p

29 Quale elemento presenta la seguente configurazione elettronica?

䡵䡵䡵

1s

2s

N

2p

䡵䡵䡵

25 Quale delle seguenti configurazioni elettroniche è sicuramente sbagliata? Spiega perché.  1s22s22p63s23p8 a) 1s22s22p63s23p64s2 b) 2 2 6 2 6 1 c) 1s 2s 2p 3s 3p 4s d) 1s22s22p63s2

䡵䡵䡵

30 Scrivi la configurazione elettronica e rappresenta l’ordine di riempimento degli orbitali di ossigeno, zolfo e selenio. Che cosa hanno in comune le configurazioni elettroniche di questi elementi?

䡵䡵䡵

2 2 4 8O 1s 2s 2p 2 2 6 2 4 S 1s 2s 2 p 3 s 3p 16 2 2 6 2 6 10 2 4 34Se 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p – Terminano tutti con 4e nell’orbitale p.

perché l’orbitale p non può contenere 8e–

26 Completa la tabella, inserendo i dati mancanti.

䡵䡵䡵

N° N° N° Simbolo atomico neutroni massa isotopo

Z = 31

N ⫽ 38

A ⫽ 69

69 31Ga

Z ⫽ 53

N ⫽ 74

A = 127

127 53 I

Z = 15

N ⫽ 16

A ⫽ 31

31 P 15

Z = 11

N = 12

A = 23

23 11Na

Z = 19

N = 21

A ⫽ 40

40 19 K

Z = 23

N ⫽ 28

A = 51

51 23 V

31 Quale fra le seguenti configurazioni elettroniche appartiene allo ione Mg2⫹?

䡵䡵䡵

1s

Configurazione elettronica

d)

32 Individua gli elementi con numero atomico Z ⫽ 13 e Z ⫽ 52. Scrivi poi la configurazione elettronica completa e rappresenta l’ordine di riempimento degli orbitali.

䡵䡵䡵

5 Il modello a orbitali

27 Quale delle seguenti affermazioni è corretta?  L’orbitale è la regione dello spazio dove è più a) probabile trovare un elettrone. b) Il fotone è un’onda, l’elettrone è una particella.

2

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3p

c)

1s22s22p63s1

䡵䡵䡵

3s

b) 

1s22s22p63s23p3

1s22s22p63s23p63d34s2

2p

a)

1s22s22p63s23p63d 11 4s24p1 1s22s22p63s23p63d 10 4s24p64d 105s25p5

1s22s22p63s23p64s1

2s

52Te

2

2

6

2

6

2 2 6 2 1 13Al 1s 2s 2p 3s 3p 10 2 6 10 2 4

1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 5s 5p

33 Scrivi la configurazione elettronica e rappresenta l’ordine di riempimento degli orbitali di quattro elementi aventi numero atomico tra 10 e 20.

䡵䡵䡵

La riproduzione di questa pagina è autorizzata ai soli fini dell’utilizzo nell’attività didattica degli alunni delle classi che hanno adottato il testo

ESERCIZI

Capitolo

8 La struttura dell’atomo

Review 1

䡵䡵䡵

Write the electron configuration for an atom that has 17 electrons. 17Cl

2

䡵䡵䡵

1s22s22p63s23p5

How many orbitals are completely filled in an atom of an element whose atomic number is 18? nove orbitali completi

3

䡵䡵䡵

Calculate the maximum number of electrons that can occupy the third energy level orbitals. 18e–

4

䡵䡵䡵

Write the electron configuration for nickel, whose atomic number is 28. Remember that the 4s orbital has lower energy than the 3d orbital does and that the d sublevel can hold a maximum of 10 electrons. 28Ni

5

䡵䡵䡵

ossigeno; alluminio

8 Qual è il numero di elettroni contenuti in 30 g di ioni Cu2⫹? 7,6 ⭈ 1024 e–

䡵䡵䡵

9 Per rompere i legami di una mole di Cl2 servono 243,4 kJ di energia. Puoi rompere i legami irraggiando il gas con una luce di lunghezza d’onda opportuna. 䊳 Qual è la lunghezza d’onda della radiazione?

䡵䡵䡵

492 nm 䊳

In quale zona dello spettro si trova?

zona visibile

1s22s22p63s23p63d84s2

Explain why the following electron configurations are incorrect and write the correct configurations. a) 1s22s32p63s1 b) 1s22s22p53s1 a) 2s2: l’orbitale s non può contenere 3e–: massimo 2e– per il principio di esclusione di Pauli; b) 2p53s1: non è la configurazione di un atomo nello stato fondamentale: per la regola di Hund, prima si riempiono completamente gli orbitali a energia minore. Corrette: a) 1s22s22p63s2 b) 1s22s22p6

6 Scrivi la configurazione elettronica di K⫹ e O2⫺.

䡵䡵䡵

7 Due D elementi l i allo ll stato iionico i presentanolla stessa configurazione elettronica 1s22s22p6. Un elemento assume carica ⫺2, l’altro carica ⫹3. 䊳 Indica il nome dei due elementi.

䡵䡵䡵

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1s22s22p63s23p6 2– 2 2 6 8O 1s 2s 2p

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10 Lo ione sodio colora la fiamma di una caratteristica e intensa luce giallo-arancione con lunghezza d’onda pari a 589 nm. 䊳 Calcola la frequenza della radiazione.

䡵䡵䡵

5,09 ⭈ 1014 Hz

Qual è l’energia associata a una mole di fotoni con la frequenza della luce del sodio?

䊳

2,03 ⭈ 105 J

online.zanichelli.it/esploriamolachimica

NVESTIGARE INSIEME

DICTIONARY to fill: to hold:

riempire, occupare contenere

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