1) W jądrze atomu pewnego pierwiastka znajdują się się 74 neutrony, które stanowią 58,27 % wszystkich nukleonów w tym jądrze. Liczba elektronów w rdzeniu tego atomu wynosi [a] 53 / [b] 46 / [c] 36.

2) W próbce wodoru znajduje się 250 dwuatomowych cząsteczek tego pierwiastka. Stwierdzono, że 97% wszystkich atomów stanowi prot (¹H), 2% -deuter (²D) a resztę stanowi tryt (³T). Całkowita liczba neutronów w tej próbce wynosi [a] 20, [b] 250, [c] 500.

 

Uwaga!

W odpowiedzi do zadania w podpunkcie 1. jest błąd. 53 elektrony znajdują się w całym atomie, z czego: znajduje się w nim 7 elektronów walencyjnych oraz 46 elektronów niewalencyjnych (znajdujących się w rdzeniu atomowym).

 

---

Wyjaśnienie:

Obliczymy liczbę nukleonów w jądrze atomu pierwiastka za pomocą poniższej proporcji:

$\begin{array}{ccc}74& -& 58,27\%\\ x& -& 100\%\end{array}$

$x=\frac{74\cdot 100\%}{58,27\%}$

$x\approx 127$

Nukleony to protony i neutrony. Wiedząc, że jądro tego pierwiastka zawiera 74 neutrony, liczbę protonów obliczymy następująco:

$127-74=53$

W obojętnym atomie liczba protonów i elektronów jest sobie równa, dlatego skoro obliczyliśmy, że atom posiada 53 protony, musi mieć on również 53 elektrony. Na podstawie ilości protonów określamy, że szukanym pierwiastkiem jest jod. Konfiguracja elektronowa (podpowłokowa) jodu to:

₅₃I : 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s² 3d¹⁰ 4p⁶ 5s² 4d¹⁰ 5p⁵.

Leży on w bloku konfiguracyjnym p, a więc jego elektrony walencyjne leżą na podpowłokach 5s oraz 5p. Ma on więc 7 elektronów walencyjnych oraz 46 elektronów niewalencyjnych, które znajdują się w jego rdzeniu atomowym.

 

W próbce wodoru zawierającej 250 cząsteczek wodoru znajduje się 500 atomów izotopów wodoru. Obliczmy ilości atomów każdego z izotopów:

• prot: 97% ⋅ 500 = 485 atomów
• deuter: 2% ⋅ 500 = 10 atomów
• tryt: 500 - 495 = 5 atomów

Prot (¹H) składa się z jądra atomowego, które tworzy tylko jeden proton. Dookoła niego krąży jeden elektron. Nie posiada on żadnych neutronów.

Deuter (²D) składa się z jądra atomowego, które tworzą: 1 proton i 1 neutron, oraz z jednego krążącego wokół jądra elektronu.

Skład atomu trytu (³T): 2 neutrony, 1 proton i 1 elektron.

Na podstawie tej wiedzy możemy obliczyć liczbę neutronów w próbce wodoru:

$485\cdot 0+10\cdot 1+5\cdot 2=20$