Pytania powtórkowe do lekcji “Izotopy”

<

Oto pytania, na które powinieneś umieć odpowiedzieć po przerobieniu lekcji “Izotopy”. Zapisz odpowiedzi w zeszycie, a następnie sprawdź z odpowiedziami zamieszczonymi poniżej, które z nich masz opanowane, a które wymagają powtórki. Powodzenia! 🙂

Pytania

1. Czym jest jednostka masy atomowej? Dlaczego stosujemy ją w chemii i fizyce?
2. Jak przeliczyć 1 u na masę w gramach?
3. Czym są izotopy?
4. Jakie znasz izotopy wodoru? Podaj liczbę masową i atomową każdego z nich.
5. Czym różni się masa atomowa od liczby masowej?
6. Czym różni się średnia masa atomowa od masy atomu?
7. Dlaczego masa danego atomu nie jest równa sumie mas protonów i neutronów wchodzących w skład jądra atomowego?
8. Czym są izobary?
9. Czym są izotony?
10. Co to jest nuklid?
11. Jak oblicza się średnią masę atomową danego pierwiastka?
12. Jak oblicza się masy atomowe poszczególnych izotopów, jeśli znamy średnią masę atomową danego pierwiastka oraz zawartości procentowe jego izotopów w przyrodzie?

Odpowiedzi

1. Jednostka masy atomowej (oznaczana jako u) to jednostka stosowana do wyrażania mas atomów, cząsteczek i innych drobin chemicznych. Definiowana jest jako 1/12 masy atomu węgla-12 czyli izotopu węgla, który ma 6 protonów i 6 neutronów w jądrze. Wartość jednostki masy atomowej wynosi:1u = 1,66 ∙10^-24 g. Jest to jednostka stosowana w chemii i fizyce do wyrażania mas atomowych, ponieważ masy poszczególnych atomów są zbyt małe, aby wygodnie wyrażać je np. w gramach. Na przykład masa pojedynczego atomu wodoru wynosi około 1u, a tlenu około 16u.
2. 1 unit odpowiada 1,66 ∙10^-24 g
3. Izotopy to różne odmiany tego samego pierwiastka chemicznego, które mają tę samą liczbę protonów (liczbę atomową), ale różną liczbę neutronów, a co za tym idzie różną liczbę masową.
4. Prot (¹H): Liczba atomowa 1, liczba masowa 1 (1 proton, 0 neutronów). Deuter (²H): Liczba atomowa 1, liczba masowa 2 (1 proton, 1 neutron).Tryt (³H): Liczba atomowa 1, liczba masowa 3 (1 proton, 2 neutrony).
5. Liczba masowa (A) to suma liczby protonów i neutronów w jądrze atomu. Masa atomowa to rzeczywista masa atomu wyrażona w jednostkach masy atomowej (u), uwzględniająca różnice wynikające z energii wiązania jądra.
6. Średnia masa atomowa to średnia masa atomu danego pierwiastka uwzględniająca masy izotopów danego pierwiastka oraz ich naturalne proporcje występowania w przyrodzie. Masa atomu to masa konkretnego izotopu danego pierwiastka.
7. Masa atomu nie jest równa sumie mas protonów i neutronów z powodu deficytu masy. Część masy jądra przekształca się w energię wiązania, co powoduje, że rzeczywista masa atomu jest mniejsza niż suma mas jego składników.
8. Izobary to atomy różnych pierwiastków, które mają tę samą liczbę masową, ale różnią się liczbą atomową (liczbą protonów).
9. Izotony to atomy różnych pierwiastków, które mają taką samą liczbę neutronów, ale różnią się liczbą protonów.
10. Nuklid to atom o określonej liczbie protonów i neutronów, czyli konkretna wersja izotopu pierwiastka.
11. Średnia masa atomowa pierwiastka obliczana jest na podstawie mas atomowych jego izotopów oraz ich procentowego występowania w przyrodzie. Izotopy to odmiany atomów tego samego pierwiastka, które różnią się liczbą neutronów, a więc i masą.
12. Aby obliczyć średnią masę atomową pierwiastka, stosuje się następujący wzór: średnia masa atomowa = suma (masa izotopu ∙ procentowy udział izotopu)
13. Masy poszczególnych izotopów można obliczyć, rozwiązując układ równań, gdzie znana jest średnia masa atomowa i zawartości procentowe izotopów. Można przyjąć wzór na średnią masę atomową jako sumę ważoną mas izotopów i ich procentowej zawartości, a następnie wyznaczyć masy izotopów. Uwzględniamy fakt, że zawartości procentowe wszystkich izotopów są w sumie równe 100%, a więc x₁ + x₂ + x_n….=100%