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1 Capitolo 2 Risposte alle Domande ed esercizi inclusi nel Capitolo 2.1 (p. 37) Bohr descrisse un orbitale atomico come una traiettoria circolare seguita dall elettrone. Un orbitale è una regione di spazio nell atomo, descritta da una funzione matematica, che predice la probabilità di trovarvi un elettrone dell atomo. 2.2 (p. 42) a. Zr (zirconio) b u.m.a. c. Cr (cromo) d. Ar (argon) e. C (carbonio) f. B (boro) 2.3 (p. 51) a. [Ne] 3s 2 3p 4 b. [Ar] 4s 2 c. [Ne] 3s 2 3p (pp ) a. Ca 2+ e Ar sono isoelettronici b. Sr 2+ e Kr sono isoelettronici c. S 2 e Ar sono isoelettronici d. Mg 2+ e Ne sono isoelettronici e. P 3 e Ar sono isoelettronici 2.5 (p. 57) a. F, N, Be b. Be, N, F c. Be, N, F Risposte alle Domande ed esercizi a fine Capitolo 2.1 a. 8 protoni, 8 elettroni, 8 neutroni b. 15 protoni, 15 elettroni, 16 neutroni c. 17 protoni, 17 elettroni, 20 neutroni

2 d. 11 protoni, 11 elettroni, 12 neutroni e. 36 protoni, 36 elettroni, 48 neutroni F 2.3 Dalla tavola periodica, per Rn, Z = 86. Quindi Rn-220 ha 86 protoni e 134 neutroni. 2.4 Dalla tavola periodica, per I, Z = 53. Quindi I-131 ha 53 protoni e 78 neutroni. 2.5 a. 1 1 H b C 2.6 a. Neutroni b. Protoni c. Protoni, neutroni d. Nucleo, negativa u.m.a. 2.8 La materia è costituita da particelle piccolissime chiamate atomi. Un atomo non può essere creato, diviso, distrutto o trasformato in un altro di tipo diverso. Tutti gli atomi di uno stesso elemento hanno le stesse proprietà. Atomi di elementi diversi hanno proprietà differenti. Atomi di elementi diversi si combinano secondo rapporti espressi da numeri semplici e interi per formare i composti (aggregati stabili di atomi). Una trasformazione chimica consiste nel legare, separare o riarrangiare gli atomi. 2.9 La nostra comprensione del nucleo si basa sull esperimento di Geiger interpretato da Rutherford I raggi catodici si formano in un tubo catodico e sono costituiti da particelle cariche negativamente Onde radio Microonde Infrarosso Visibile Lunghezza d onda crescente Ultravioletto Raggi X

3 Raggi gamma 2.12 La radiazione infrarossa ha energia maggiore delle microonde Secondo Bohr, Planck e altri scienziati, gli elettroni possono esistere solo in alcune regioni permesse al di fuori del nucleo, dette livelli quantici Gli elettroni si trovano in orbite a distanze ben determinate dal nucleo. Le orbite sono quantizzate e hanno energia ben definita. Gli elettroni si possono trovare solo in queste orbite, mai nello spazio tra gli esse (essi possono saltare da un orbita all altra). Gli elettroni possono andare incontro a transizioni se un elettrone assorbe energia, salterà su un orbita a più alta energia; quando l elettrone ritorna nell orbita a energia più bassa, emette energia Il Gruppo IA (o 1) è noto come il gruppo dei metalli alcalini e comprende litio, sodio, potassio, rubidio, cesio e francio Il Gruppo VIIA (o 17) è noto come il gruppo degli alogeni e comprende fluoro, cloro, bromo, iodio e astato a. Na, Ni, Al b. Na, Al c. Ar 2.18 Un livello energetico principale è definito dal valore di n, n = 1, 2, 3, ecc. Concettualmente è simile all orbita di Bohr. Un sottolivello è una parte di un livello energetico principale ed è identificato come s, p, d e f. Ciascun sottolivello può contenere uno o più orbitali, ossia regioni dello spazio che possono contenere fino a un massimo di due elettroni con spin accoppiati L orbitale s rappresenta la probabilità di trovare un elettrone in una regione dello spazio sferica centrata attorno al nucleo. L orbitale 1s appartiene al primo livello energetico principale, mentre l orbitale 2s appartiene al secondo. L orbitale 2s è più grande dell 1s a. 2 e per n = 1 b. 8 e per n = 2 c. 18 e per n = a. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 b. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 1

4 c. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 3 d. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d a. Non possibile, perché l orbitale 1p non esiste 2.24 b. Possibile c. Non possibile, perché l orbitale 2s è indicato due volte (e manca l orbitale 1s) e l orbitale 2d non esiste d. Non possibile, perché l orbitale 2s può contenere al massimo due elettroni. Simbolo N. Protoni N. Neutroni N. Elettroni Carica a Na b S c O d Mg e K

5 2.25 Atomo Elettroni totali Elettroni di valenza n del livello energetico principale di valenza a. H b. Na c. C d. F e. Ne f. S Un catione si ottiene quando una specie neutra perde elettroni; un anione si ottiene quando ne acquista a. 2 b. 1 c. 4 d. 5 e. 1 f. 2 g. 6 h a. Li + b. O 2 c. Ca 2+ d. Br e. S 2 f. Al a. Isoelettronici b. Isoelettronici 2.30 a. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 b. 1s 2 2s 2 2p 6

6 2.31 a. (Il più piccolo) F, O, N (Il più grande) b. (Il più piccolo) Li, K, Cs (Il più grande) c. (Il più piccolo) Cl, Br, I (Il più grande) 2.32 a. (La più piccola) N, O, F (La più grande) b. (La più piccola) Cs, K, Li (La più grande) c. (La più piccola) I, Br, Cl (La più grande) 2.33 a. (La più piccola) Li, Na, K (La più grande) b. (La più piccola) F, Br, Cl (La più grande) c. (La più piccola) Se, S, O (La più grande) 2.34 a. Uno ione positivo è sempre più piccolo dell atomo da cui deriva poiché la carica positiva del nucleo agisce nello ione su un numero minore di elettroni. Di conseguenza, ogni elettrone è attirato più vicino al nucleo e il volume dello ione diminuisce. b. Uno ione negativo è sempre più grande dell atomo da cui deriva poiché la carica positiva del nucleo agisce nello ione su un numero maggiore di elettroni. Di conseguenza, ogni elettrone si allontana dal nucleo e il volume dello ione aumenta.

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1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f... 6s... 1 - Quanti sono gli orbitali contenenti elettroni in un atomo il cui numero atomico è Z = 16? A 9 B 8 C 7 D 6 energia 5s 4s 4p 3p 3d 3s 2s 2p 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f... 6s... successione

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