حل تمرین دوره ای فصل اول شیمی دهم - سوال 1 تا 2

پاسخ و توضیح تمرین 1 تمرین دوره ای فصل اول شیمی دهم این تمرین به شما کمک می‌کند تا مفاهیم مربوط به **آرایش الکترونی**، **موقعیت عنصر در جدول تناوبی** و **ایزوتوپ‌ها** را مرور و تثبیت کنید. --- ## آ) آرایش الکترونی آهن ($athbf{_{26}Fe}$) آهن ($athbf{Fe}$) دارای $\mathbf{26}$ الکترون است. آرایش الکترونی آن طبق قاعده‌ی آفبا (به روش زیرلایه‌ای) به صورت زیر است: $$\mathbf{1s^2 2s^2 2p^6 3s^2 3p^6 4s^2 3d^6}$$ * **آرایش الکترونی فشرده:** $\mathbf{[Ar] 3d^6 4s^2}$ (چون $\mathbf{Ar}$ دارای 18 الکترون است). --- ## ب) موقعیت عنصر آهن در جدول دوره‌ای برای تعیین موقعیت عنصر آهن، از آرایش الکترونی فشرده $\mathbf{[Ar] 3d^6 4s^2}$ استفاده می‌کنیم: * **شماره دوره:** برابر با $\mathbf{n}$ بیرونی‌ترین لایه است. $\mathbf{n_{max} = 4}$. $\rightarrow$ **دوره 4**. * **شماره گروه:** چون عنصر دسته‌ی $\mathbf{d}$ است، شماره گروه برابر با مجموع الکترون‌های $\mathbf{4s}$ و $\mathbf{3d}$ است. $\mathbf{\text{گروه} = 2 + 6 = 8}$. $\rightarrow$ **گروه 8**. --- ## پ) دسته‌ی عنصر آهن * **آخرین الکترون** آهن وارد زیرلایه‌ی $\mathbf{3d}$ شده است. بنابراین، آهن به **دسته‌ی $\mathbf{d}$** یا **فلزات واسطه** تعلق دارد. --- ## ت) آرایش الکترونی ایزوتوپ‌های آهن **بله،** آرایش الکترونی ایزوتوپ‌های آهن ($athbf{^{54}Fe}$، $athbf{^{56}Fe}$ و $athbf{^{57}Fe}$) **یکسانی** است. **چرا؟** * **ایزوتوپ‌ها** اتم‌هایی هستند که تعداد **پروتون‌های** آن‌ها یکسان است (در اینجا $\mathbf{26}$ پروتون)، اما تعداد **نوترون‌های** متفاوتی دارند. * در یک اتم خنثی، تعداد **الکترون‌ها** برابر با تعداد **پروتون‌ها** است. بنابراین، هر سه ایزوتوپ آهن **26 الکترون** دارند. * **آرایش الکترونی** تنها به تعداد الکترون‌های اتم وابسته است، نه تعداد نوترون‌ها. چون تعداد الکترون‌های هر سه ایزوتوپ $\mathbf{26}$ است، آرایش الکترونی آن‌ها **یکسانی** است. ⚛️

پاسخ و توضیح تمرین 2 تمرین دوره ای فصل اول شیمی دهم این تمرین نحوه‌ی تشکیل **پیوند یونی** و تبدیل اتم‌ها به یون‌ها برای رسیدن به آرایش پایدار گاز نجیب را نشان می‌دهد. در اینجا از ساختار لوییس برای نمایش انتقال الکترون استفاده می‌کنیم. --- ## آ) $\mathbf{K}$ با $\mathbf{F}$ (پتاسیم فلوئورید) * **آرایش نقطه‌ای و روند تشکیل:** $\mathbf{K}$ (گروه 1) دارای $\mathbf{1}$ الکترون ظرفیت و $\mathbf{F}$ (گروه 17) دارای $\mathbf{7}$ الکترون ظرفیت است. $\mathbf{K}$ تمایل دارد $1e^-$ از دست دهد و $\mathbf{F}$ تمایل دارد $1e^-$ بگیرد. $$\mathbf{K} \cdot + : \ddot{\text{F}} : \longrightarrow \mathbf{K^+} + [ : \ddot{\text{F}} : ]^- \quad (K \text{ به آرایش } [Ar] \text{ و } F \text{ به آرایش } [Ne] \text{ می‌رسد.})$$ * **نام ترکیب:** **پتاسیم فلوئورید** * **فرمول شیمیایی:** $\mathbf{KF}$ (بار $\mathbf{+1}$ و $\mathbf{-1}$ همدیگر را خنثی می‌کنند.) --- ## ب) $\mathbf{Ca}$ با $\mathbf{N}$ (کلسیم نیترید) * **آرایش نقطه‌ای و روند تشکیل:** $\mathbf{Ca}$ (گروه 2) دارای $\mathbf{2}$ الکترون ظرفیت و $\mathbf{N}$ (گروه 15) دارای $\mathbf{5}$ الکترون ظرفیت است. $\mathbf{Ca}$ باید $2e^-$ از دست دهد و $\mathbf{N}$ باید $3e^-$ بگیرد. * **نیاز برای خنثی شدن:** برای تأمین $6e^-$ مورد نیاز $\mathbf{2}$ اتم $\mathbf{N}$ ($athbf{2 \times 3 = 6}$)، به $\mathbf{3}$ اتم $\mathbf{Ca}$ ($athbf{3 \times 2 = 6}$) نیاز داریم. $$\mathbf{3 Ca} (\cdot \text{Ca} \cdot) + \mathbf{2 N} (\cdot \ddot{\text{N}} \cdot) \longrightarrow \mathbf{3 Ca^{2+}} + \mathbf{2 [ : \ddot{\text{N}} : ]^{3-}}$$ * **نام ترکیب:** **کلسیم نیترید** * **فرمول شیمیایی:** $\mathbf{Ca_3N_2}$ --- ## پ) $\mathbf{Al}$ با $\mathbf{O}$ (آلومینیم اکسید) * **آرایش نقطه‌ای و روند تشکیل:** $\mathbf{Al}$ (گروه 13) دارای $\mathbf{3}$ الکترون ظرفیت و $\mathbf{O}$ (گروه 16) دارای $\mathbf{6}$ الکترون ظرفیت است. $\mathbf{Al}$ باید $3e^-$ از دست دهد و $\mathbf{O}$ باید $2e^-$ بگیرد. * **نیاز برای خنثی شدن:** برای تبادل الکترون‌ها، از نسبت $\mathbf{2:3}$ استفاده می‌کنیم (بزرگ‌ترین بار مثبت و منفی مشترک $athbf{6}$ است). $$\mathbf{2 Al} (\cdot \dot{\text{Al}} \cdot) + \mathbf{3 O} (\cdot \ddot{\text{O}} : ) \longrightarrow \mathbf{2 Al^{3+}} + \mathbf{3 [ : \ddot{\text{O}} : ]^{2-}}$$ * **نام ترکیب:** **آلومینیم اکسید** * **فرمول شیمیایی:** $\mathbf{Al_2O_3}$