Chimica - Scuola secondaria di secondo grado Sistema periodico Proprietà periodiche Energia di ionizzazione

5. Gli atomi e la struttura elettronica

20 esercizi

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Chimica

Considera la relazione che esprime la legge di Coulomb.

Quali tra le seguenti affermazioni sono esatte?

A: La relazione fornisce l'intensità della forza che agisce tra due cariche elettriche.

B: Il valore di k è positivo o negativo e indica il verso della forza.

C: La relazione scritta in questo modo, fornisce il modulo della forza che agisce solamente sulla prima carica, Q₁, a causa della presenza della seconda, Q₂.

D: Il valore di k dipende dal materiale interposto tra le due cariche.

E: La forza tra le due cariche è inversamente proporzionale alla distanza che le separa.

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Chimica

Due cariche, Q₁ e Q₂, sono poste a una certa distanza.
Per ciascuna delle seguenti frasi, indica se è vera o falsa.

A: Se si raddoppia Q₁, lasciando inalterate tutte le altre variabili, la forza tra le due cariche raddoppia.

B: La forza rimane la stessa se sostituiamo Q₁ con ⅓Q₁ e Q₂ con 3Q₂.

C: Quadruplicare una sola delle due cariche ha lo stesso effetto, sulla forza elettrica, che dimezzare la distanza tra le cariche.

D: La forza elettrica è inversamente proporzionale alla distanza tra le cariche.

E: Se la distanza tra le due cariche viene dimezzata, la forza tra esse diminuisce e diventa un quarto di quella iniziale.

Vero o falso

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In relazione alla forza tra cariche elettriche, osserva la figura seguente, in cui mancano tre dati: al posto dei quali c'è un punto interrogativo.

Indica tra le seguenti affermazioni l'unica esatta.

A: La figura mostra come varia la forza tra due cariche, quando si modifica il valore di almeno una delle due.

B: La figura evidenzia il fatto che la forza tra due cariche è inversamente proporzionale alla loro distanza.

C: Il valore corretto da sostituire al primo punto interrogativo è 4d.

D: Il secondo e il terzo punto interrogativo devono essere sostituiti con due valori diversi tra loro.

E: Il secondo e il terzo punto interrogativo devono entrambi essere sostituiti con il valore F/9.

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Le frasi seguenti si riferiscono agli studi sui gas che hanno condotto alla scoperta dei raggi catodici. Per ciascuna affermazione, indica se è vera o falsa.

A: Il tubo catodico è un'ampolla di vetro contenente un gas a bassissima pressione.

B: I raggi catodici sono particelle con carica elettrica negativa o positiva a seconda del gas contenuto nel tubo.

C: La carica delle particelle emesse dal catodo dipende dal materiale di cui esso è fatto.

D: Con questi studi si capì che la carica elettrica era legata a particelle di materia.

E: I raggi catodici sono costituiti da elettroni, particelle presenti in tutti gli atomi.

Vero o falso

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Sulla base della figura che si riferisce alla disposizione degli atomi in una lamina di oro simile a quella utilizzata da Rutherford nel suo famoso esperimento, indica per ciascuna affermazione se è vera o falsa.

A: I pallini neri rappresentano gli elettroni dentro gli atomi di oro.

B: Gli atomi della lamina d'oro sono rappresentati dalle sfere gialle con al centro il nucleo.

C: La maggioranza delle particelle α non viene deviata, perché la carica positiva degli atomi di oro è fortemente concentrata in un volume assai più piccolo rispetto quello dell'atomo.

D: Le frecce rosse rappresentano le traiettorie degli elettroni sparati verso la lamina d'oro.

E: La deviazione delle particelle α è tanto maggiore quanto più esse passano vicino a un nucleo, che tende a respingerle.

Vero o falso

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In relazione alle proprietà elettriche della materia, indica l'unica affermazione sbagliata.

A: Ogni atomo presente nella materia contiene lo stesso numero di protoni ed elettroni e tale numero non è in alcun modo modificabile.

B: Normalmente, non si risente della presenza nella materia di cariche elettriche, perché protoni e elettroni sono presenti in essa in ugual numero.

C: I corpi carichi elettricamente tendono comunque a scaricarsi, riequilibrando il numero di protoni e di elettroni che li compongono.

D: La materia nel suo complesso è neutra ma può assumere una carica elettrica, per esempio a seguito di uno strofinio.

E: La materia è neutra quando gli effetti della carica positiva e della carica negativa si compensano a vicenda.

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Tra le seguenti affermazioni riguardanti i modelli atomici, indica l'unica sbagliata.

A: Dopo la scoperta dell'elettrone, sapendo che la materia è di solito elettricamente neutra, fu ipotizzata l'esistenza di particelle con carica positiva.

B: I vari modelli atomici mettono in rilievo il fatto che l'atomo non è la particella materiale più piccola, ma esistono particelle subatomiche.

C: Il modello di Rutherford ipotizza che all'interno dell'atomo non ci sia spazio vuoto.

D: Secondo Thomson, la carica negativa era uniformemente distribuita all'interno di una sfera carica positivamente.

E: Le scoperte di Rutherford furono alla base dell'elaborazione del cosiddetto modello atomico nucleare.

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Tra le seguenti frasi indica l'unica corretta. Il numero di massa:

A: indica la massa di un atomo, in unità di massa atomica.

B: indica il numero di neutroni di un atomo, perché essi non avendo carica influenzano solo la massa dell'atomo.

C: consente di calcolare il numero di neutroni di un determinato isotopo.

D: individua l'elemento.

E: indica il numero di protoni nel nucleo.

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Quali tra le seguenti affermazioni riguardanti il simbolo di un isotopo sono corrette?
Il simbolo

_{12}^{25} M g

A: indica un isotopo del magnesio che ha 25 protoni.

B: indica che il numero di massa del magnesio è 12.

C: indica che questo isotopo del magnesio ha 25 neutroni.

D: ha lo stesso significato di magnesio-25.

E: indica un isotopo del magnesio con 13 neutroni.

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Tra le frasi seguenti riguardanti i radioisotopi e la radioattività indica l'unica errata.

A: Il decadimento radioattivo è un fenomeno inarrestabile, per cui non abbiamo altra possibilità che quella di proteggerci dalle radiazioni emesse.

B: Le reazioni di decadimento sono reazioni nucleari, perché interessano il nucleo dell'atomo.

C: La conoscenza del tempo di dimezzamento di particolari isotopi permette la datazione di resti biologici o minerali.

D: Se un radioisotopo ha un tempo di dimezzamento di 30 anni e la sua massa iniziale è 20 g, dopo 60 anni sarà completamente decaduto.

E: Nelle reazioni di fissione dal nucleo iniziale di un radioisotopo instabile ne vengono creati altri più piccoli.

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In relazione alle particelle alfa (α) individua l'unica affermazione sbagliata.

A: La carica positiva di ogni particella α è il doppio di quella del protone

B: La massa di ogni particella α è circa quattro volte quella dell'atomo di idrogeno

C: Ogni particella α è costituita da due protoni e da due neutroni

D: Le particelle α furono utilizzate come "proiettili" nel famoso esperimento di Rutherford

E: Le particelle α vengono attratte da un elettrodo con carica positiva

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Gli isotopi di un elemento hanno:

A: uguale carica nucleare e uguale numero di neutroni

B: uguale carica nucleare ma differente numero di elettroni

C: uguale numero atomico ma differente carica nucleare

D: uguale carica nucleare ma differente numero di massa

E: uguale numero di massa ma differente numero atomico

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Se per un atomo è scritto A = 23 e Z = 11 questo significa che l'atomo è costituito da:

A: 12 protoni, 12 elettroni e 11 neutroni

B: 11 protoni, 11 elettroni e 11 neutroni

C: 23 protoni e 23 elettroni

D: 11 protoni, 11 elettroni e 12 neutroni

E: 11 protoni, 11 elettroni e 23 neutroni

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Facendo la differenza tra il numero di massa e il numero atomico di un atomo si ottiene:

A: il numero di elettroni che ruotano attorno al nucleo

B: il numero di protoni presenti nel nucleo

C: il numero di neutroni presenti nel nucleo

D: il numero di isotopi dell'atomo

E: il numero di particelle presenti nel nucleo

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Con l'espressione struttura elettronica si indica:

A: la disposizione degli elettroni all'interno del nucleo

B: la disposizione dei neutroni intorno al nucleo

C: la disposizione degli elettroni intorno al nucleo

D: la disposizione dei protoni all'interno del nucleo

E: la disposizione dei neutroni all'interno del nucleo

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In relazione all'energia di prima ionizzazione indica l'unica affermazione sbagliata.

A: Dipende dalla distanza tra il nucleo e l'elettrone

B: Dipende dal numero di protoni presenti nel nucleo

C: È l'energia necessaria per strappare a un atomo uno qualsiasi dei suoi elettroni

D: È la minima energia necessaria per strappare un elettrone a un atomo

E: Dipende dalla forza con cui interagiscono il nucleo e l'elettrone

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Osserva le seguenti equazioni relative alla ionizzazione successiva di un atomo di azoto:
N + Ei′ → e^- + N⁺
N⁺ + Ei″ → e^- + N²⁺.

Per ciascuna delle seguenti frasi indica se è vera o falsa.

A: Il simbolo N⁺ indica un atomo di azoto con un protone in più nel suo nucleo

B: Il simbolo N⁺ indica uno ione positivo

C: Il simbolo e^- indica l'elettrone che viene ceduto all'atomo di azoto

D: I simboli N⁺ e N²⁺ indicano due differenti cationi dell'azoto

E: Ei′ e Ei″ sono uguali, perché rappresentano entrambe l'energia necessaria a strappare un solo elettrone all'atomo di azoto

Vero o falso

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Osserva la tabella, che riporta le energie di prima ionizzazione per gli elementi con numero atomico da 1 a 20.

Completa le frasi scegliendo l'espressione corretta tra le alternative proposte.

Il sodio (Na) ha energia di ionizzazione minore del neon (Ne), ________ il nucleo del sodio ha un protone in più di quello del neon. Da ciò si può dedurre che nell'atomo di sodio esiste un elettrone ________ dal nucleo rispetto agli altri, elettrone che quindi viene allontanato con una ________ quantità di energia.
Proseguendo dal sodio fino all'argo (Ar), l'energia di prima ionizzazione aumenta con ________, segno che gli elettroni dei loro atomi si trovano tutti approssimativamente alla stessa distanza dal nucleo e che la maggiore energia necessaria è dovuta solo ________.

Completamento chiuso

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Osserva la figura seguente, che mostra i dati delle energie di ionizzazione relative a ciascun elettrone degli elementi con numero atomico tra 1 e 20.

Sulla base delle informazioni che puoi trarre dal grafico, individua tra le seguenti frasi l'unica sbagliata.

A: Dall'elio in poi, tutti gli atomi dispongono due elettroni nel 1° livello di energia

B: Nell'atomo di neon, due elettroni si trovano sicuramente più vicini al nucleo degli altri otto

C: Gli elettroni dell'atomo di neon sono disposti su due differenti livelli energetici

D: Nell'atomo di neon due elettroni si trovano molto più lontani dal nucleo degli altri otto

E: Gli elettroni dell'elemento che segue il neon dispone i suoi elettroni su tre livelli energetici

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Un atomo ha numero atomico 18. Come sono distribuiti i suoi elettroni?

A: Tutti nel quarto livello di energia che risulta così completo

B: Nei primi tre livelli di energia che risultano così completi

C: Tre elettroni in ciascuno dei primi sei livelli di energia

D: Sei elettroni per ognuno dei primi tre livelli di energia

E: Due elettroni nel primo livello di energia e sedici nel secondo

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