Образец простого вещества состоит из атомов, химическое количество которых равно 0,1 моль, а химическое количество электронов в них - 1 моль. Определите химический элемент.
Образец простого вещества состоит из атомов, химическое количество которых равно 0,1 моль, а химическое количество электронов в них - 1 моль. Определите химический элемент.
Для решения задачи определим химический элемент, используя известные данные.
Число электронов в атоме химического элемента равно его порядковому номеру в таблице Менделеева (( Z )), так как порядковый номер соответствует числу протонов, а в нейтральном атоме число электронов равно числу протонов.
Чтобы найти число электронов на один атом, разделим общее количество электронов (( n{\text{электронов}} )) на общее количество атомов (( n{\text{атомов}} )):
[ \text{Число электронов на атом} = \frac{n{\text{электронов}}}{n{\text{атомов}}}. ]
Подставим значения: [ \text{Число электронов на атом} = \frac{1 \, \text{моль}}{0,1 \, \text{моль}} = 10. ]
Значит, каждый атом содержит 10 электронов.
Порядковый номер элемента в таблице Менделеева равен числу электронов в нейтральном атоме. Таким образом, порядковый номер элемента ( Z = 10 ). Элемент с порядковым номером 10 — это неон (Ne).
Химический элемент — неон (Ne).
Чтобы определить химический элемент по заданным данным, рассмотрим информацию о количестве атомов и количестве электронов в образце.
Данные задачи:
Определение числа атомов: Химическое количество молей атомов (0,1 моль) можно перевести в число атомов, используя число Авогадро, которое составляет примерно (6,022 \times 10^{23}) атомов в моле. Таким образом, количество атомов в образце будет: [ N_{\text{атомов}} = 0,1 \text{ моль} \times 6,022 \times 10^{23} \text{ атомов/моль} \approx 6,022 \times 10^{22} \text{ атомов}. ]
Определение числа электронов: Мы знаем, что в нейтральном атоме количество электронов равно количеству протонов. Однако в данном случае количество электронов в образце (1 моль) больше, чем количество атомов (0,1 моль). Это означает, что в образце присутствуют ионы или атомы, которые не являются нейтральными.
Соотношение: Если 0,1 моль атомов содержит 1 моль электронов, то на 1 атом в среднем приходится: [ n_{\text{электронов на атом}} = \frac{1 \text{ моль электронов}}{0,1 \text{ моль атомов}} = 10. ] Это означает, что в среднем каждый атом в образце имеет 10 электронов.
Определение элемента: На основании количества электронов можно определить, что элемент имеет 10 электронов. Это соответствует элементу неону (Ne), который в нейтральном состоянии имеет 10 протонов и 10 электронов. Однако в данном случае у нас 1 моль электронов, что подразумевает наличие ионов.
Определение иона: Если атомы имеют 10 электронов, но в образце находятся ионы, то можно предположить, что они потеряли некоторое количество электронов. Электронная конфигурация неона в нейтральном состоянии – (1s^2 2s^2 2p^6). Если неон потерял 2 электрона, то он стал положительным ионом (Ne^{2+}) и будет иметь 8 электронов.
Итак, учитывая все приведенные рассуждения, можно сделать вывод, что образец простого вещества состоит из атомов неона, которые, вероятно, находятся в виде положительных ионов, потерявших два электрона.
