Question

1. Условная молекула гидрида одного из металлов содержит 42 протона. 2. Определите этот металл, подтвердите расчетом. 2. 2,24 литра одного из инертных газов содержат 2,1672∙1024 электронов. Определите этот инертный газ, подтвердите расчетом.

Answer 1

1)
N(p⁺ MeHₓ) = 42
Найти:
Me-?
Решение.
У атома водорода 1 протон, их количество зависит от степени окисления металла, если степень окисления металла = +1, тогда протонов в атоме металла будет 42-1 = 41, металла с протонным числом 41 и степенью окисления +1 нет, если ст.ок. металла = +2, тогда протонов в атоме металла  будет 42-2 = 40, что соответствует кальцию, а формула гидрида - Са⁺²Н₂⁻¹
Ответ: Кальций.
2) 
Дано:
V(ин. газа) = 2,24 л
N= 2,1672∙10²⁴ электронов
Найти:
Ин. газ - ?

Решение.
∨(ин. газа) = V/Vm = 2,24 л/22,4 л/моль = 0,1 моль
N= ∨*N(A) = 0,1 моль*6,02*10²³ моль⁻¹ = 6,02*10²² электронов
n = 2,1672·10²⁴/6,02·10²² = 36 электронов
Количество электронов у электронейтрального атома равно протонному числу, или заряду атома, или порядковому номеру химического элемента. В ПСХЭ находим химический элемент с порядковым номером 36, это криптон
Ответ: Криптон

Answer 2

Для решения обоих задач нам понадобятся основные понятия из химии и физики.

1. Определение металла по числу протонов: Каждый элемент химического периодического стола имеет уникальное число протонов в своем атомном ядре. Для определения металла, содержащего 42 протона, мы должны найти элемент с атомным номером 42.

Металл с атомным номером 42 - это молибден (Mo). У молибдена 42 протона в его атомном ядре.

2. Определение инертного газа по числу электронов: Инертные газы, также известные как благородные газы, находятся в группе 18 (VIII A) периодической таблицы и имеют полностью заполненные электронные оболочки, кроме гелия (He), у которого электронная оболочка заполнена до 2 электронов.

Теперь мы можем определить инертный газ по заданному числу электронов.

2,1672 × 10^24 электронов представляет собой полностью заполненные электронные оболочки двух атомов инертного газа.

1 молекула инертного газа содержит 2 атома (например, He, Ne, Ar, Kr, Xe).

Чтобы определить количество молекул, мы должны разделить общее количество электронов на 2:

2,1672 × 10^24 электронов / 2 = 1,0836 × 10^24 молекул инертного газа.

Теперь мы можем определить инертный газ, рассмотрев его молярный объем.

Из уравнения состояния идеального газа PV = nRT, где P - давление, V - объем, n - количество вещества в молях, R - универсальная газовая постоянная, T - температура, можно найти количество молекул инертного газа (n) идентичным взятием молярного объема (V) газа и делением на объем одной молекулы (Vмол).

Vмол (объем одной молекулы) не является универсальной константой и зависит от конкретного газа. Для иллюстрации расчетов возьмем Vмол для гелия (He), предполагая, что мы имеем дело с гелием, так как он единственный из инертных газов, у которого электронная оболочка заполнена только двумя электронами.

Vмол гелия (He) примерно равен 2.08 × 10^(-29) литра (или 2.08 × 10^(-5) мм^3).

Теперь мы можем определить инертный газ:

V = 2,24 литра = 2,24 × 10^(-3) м^3 (переведем литры в метры)

n = V / Vмол n = (2,24 × 10^(-3) м^3) / (2.08 × 10^(-29) м^3) n ≈ 1.08 × 10^(26) молекул

Таким образом, приближенно получили около 1.08 × 10^(26) молекул инертного газа. Сравнивая это с количеством молекул, которые у нас есть, можно утверждать, что это криптон (Kr) - инертный газ с атомным номером 36, у которого также 36 электронов в каждой молекуле.