Ecco alcuni esempi di esercizi che coinvolgono la struttura atomica, il numero atomico e la massa atomica:
Esercizio 1:
Calcolo del numero di neutroni e numero atomico.
Un atomo di carbonio ha un numero atomico di 6 e una massa atomica di 12. Quanti neutroni ha questo atomo di carbonio?
Soluzione:
Il numero atomico è 6, che rappresenta il numero di protoni nell'atomo di carbonio poiché è uguale al numero di elettroni in un atomo neutro.
La massa atomica è 12, che rappresenta la somma dei protoni e dei neutroni.
Il numero di neutroni può essere calcolato sottraendo il numero atomico (protoni) dalla massa atomica:
Neutroni = Massa Atomica - Numero Atomico
Neutroni = 12 - 6 = 6 neutroni
Esercizio 2:
Calcolo della massa atomica media.
Un isotopo di ossigeno ha una massa atomica di 17 e la sua abbondanza isotopica è del 10%. Un altro isotopo ha una massa atomica di 18 e una percentuale di abbondanza del 90%. Calcola la massa atomica media dell'ossigeno.
Soluzione:
La massa atomica media si calcola moltiplicando la massa di ciascun isotopo per la sua percentuale di abbondanza isotopica e sommando i risultati.
Massa atomica media dell'ossigeno = (Massa isotopo1 × Abbondanza isotopo1) + (Massa isotopo2 × Abbondanza isotopo2)
Massa atomica media dell'ossigeno = (17 × 0.10) + (18 × 0.90)
Massa atomica media dell'ossigeno = 1.7 + 16.2 = 17.9
Quindi, la massa atomica media dell'ossigeno è circa 17.9.
Questi esercizi illustrano l'applicazione pratica dei concetti di struttura atomica, numero atomico e massa atomica nella risoluzione di problemi legati alle caratteristiche degli atomi e degli isotopi.
Esercizio 3:
Identificazione delle proprietà degli elementi nella tavola periodica.
Indica la posizione degli elementi:
a) Che si trovano nel gruppo 18 della tavola periodica.
b) Che appartengono al periodo 4 e al gruppo 2.
c) Che hanno configurazione elettronica [Ne]3s^2.
Soluzione:
a) Gli elementi del gruppo 18 sono i gas nobili: elio (He), neon (Ne), argon (Ar), kripton (Kr), xeno (Xe), radon (Rn) e oganesson (Og).
b) Gli elementi del periodo 4 e del gruppo 2 sono i metalli alcalino-terrosi: berillio (Be), magnesio (Mg), calcio (Ca), stronzio (Sr), bario (Ba) e radio (Ra).
c) Gli elementi con configurazione elettronica [Ne]3s^2 appartengono al gruppo 2: berillio (Be) e magnesio (Mg).
Esercizio 2:
Predire la tendenza delle proprietà degli elementi nella tavola periodica.
Prevedi quale degli elementi seguenti ha la maggiore energia di ionizzazione: potassio (K), calcio (Ca) o titanio (Ti).
Soluzione:
La tendenza generale è che l'energia di ionizzazione aumenta dall'alto verso il basso e da destra a sinistra nella tavola periodica.
Tra potassio (K), calcio (Ca) e titanio (Ti), il titanio (Ti) si trova più a destra nella tavola periodica rispetto al calcio (Ca) e al potassio (K), quindi avrà la maggiore energia di ionizzazione.
Esercizio 4:
Determinazione dei periodi e dei gruppi degli elementi.
Identifica il periodo e il gruppo dell'elemento con numero atomico 20.
Soluzione:
Il numero atomico 20 corrisponde all'elemento calcio (Ca). Il calcio si trova nel periodo 4 (orizzontale) e nel gruppo 2 (verticale) della tavola periodica degli elementi.
Questi esercizi dimostrano l'applicazione pratica della conoscenza della tavola periodica degli elementi, comprendendo la disposizione degli elementi, le loro proprietà e le tendenze nella tavola periodica.
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