Atommodellek, az atom szerkezete, relatív tömeg, radioaktivitás

1. feladat

Mennyi a természetben előforduló klór átlagos relatív atomtömege, ha tudjuk izotópjainak az előfordulási százalékát: $75,\!4 \%$ $ ^{35}_{17}\mathrm{Cl} $ és $24,\!6 \%$ $ ^{37}_{17}\mathrm{Cl} $.
$$\ \ $$

2. feladat

Számítsd ki a természetes kálium izotópeloszlását ha tudjuk a kálium kétféle izotóp keveréke 39 és 41-es tömegszámú izotópja létezik és átlagos relatív atomtömege $ 39,\!1307 $. $$\ \ $$

3. feladat

Hogyan nézett ki a Rutherford-féle atommodell? (Alább segítő kérdéseket találsz!)

•   Mi volt a felfedezéshez vezető kísérlet neve?
•   Mikor történt?
•   Milyen kísérletet végzett Rutherford?
•   Mit várt a korábbi modell alapján?
•   Mi volt a tapasztalat?
•   Rajzold le az új atommodellt?

$$\ \ $$

4. feladat

Jellemezd az atomot felépítő elemi részecskéket! (Segítő kérdések alább!)

•   Nevük, helyük az atomban
•   Valódi tömegük, töltésük
•   Relatív tömegük, töltésük

$$\ \ $$

5. Karikázd be az egyetlen helyes választ!

A.   Az atom tömegszámát megkapjuk

1.   a protonok és az elektronok számának összegeként
2.   a neutronok és az elektronok számának összegeként
3.   a protonok és a neutronok számának összegeként
4.   a protonok, a neutronok és az elektronok számának összegeként
5.   az izotópok tömegének átlagolásával

B.   Melyik állítás igaz?

1.   Minden atommagban azonos számú proton és neutron van.
2.   A protonok száma minden atommagban nagyobb, mint a neutronok száma.
3.   Minden atommagban annyi neutron van, ahány elektron.
4.   Ugyanabban az atomban a protonok és a neutronok száma vagy egyenlő vagy a neutronok száma nagyobb, mint a protonok száma.
5.   Az atommagot a nukleonok építik fel.

C.   Sommerfeld szerint milyen alakúak lehetnek az elektronhéjak?

1.   Ellipszis és kör.
2.   Csak kör.
3.   Csak ellipszis.
4.   Tetszőleges alakúak.
5.   Bonyolult szimmetriájúak.

D.   Dalton elmélete szerint mi az atomok legfontosabb jellemzője?

1.   Az atomok kisebb építőelemekből hozhatóak létre.
2.   Az atomok tovább nem bontható részecskék.
3.   Az atomok kémiai úton tovább bontható részecskék.
4.   Az atomok elektronból, protonból és neutronból állnak.
5.   Az atomok színe a legfontosabb jellemző.

$$\ \ $$

5. Karikázd be az egyetlen helyes választ!

A.   Az atom tömegszámát megkapjuk

1.   a protonok és az elektronok számának összegeként
2.   a neutronok és az elektronok számának összegeként
3.   a protonok és a neutronok számának összegeként
4.   a protonok, a neutronok és az elektronok számának összegeként
5.   az izotópok tömegének átlagolásával

B.   Melyik állítás igaz?

1.   Minden atommagban azonos számú proton és neutron van.
2.   A protonok száma minden atommagban nagyobb, mint a neutronok száma.
3.   Minden atommagban annyi neutron van, ahány elektron.
4.   Ugyanabban az atomban a protonok és a neutronok száma vagy egyenlő vagy a neutronok száma nagyobb, mint a protonok száma.
5.   Az atommagot a nukleonok építik fel.

C.   Sommerfeld szerint milyen alakúak lehetnek az elektronhéjak?

1.   Ellipszis és kör.
2.   Csak kör.
3.   Csak ellipszis.
4.   Tetszőleges alakúak.
5.   Bonyolult szimmetriájúak.

D.   Dalton elmélete szerint mi az atomok legfontosabb jellemzője?

1.   Az atomok kisebb építőelemekből hozhatóak létre.
2.   Az atomok tovább nem bontható részecskék.
3.   Az atomok kémiai úton tovább bontható részecskék.
4.   Az atomok elektronból, protonból és neutronból állnak.
5.   Az atomok színe a legfontosabb jellemző.

6. Tekintsük az alábbi összetételű nagybetűkkel jelölt részecskéket!

Válaszolj az alábbi kérdésekre! Ahol szükséges, használd a megfelelő nagybetűt!

1.   Hány kémiai elemről van szó?
2.   Van-e olyan részecske, amely nem jelölhet atomot? Ha igen melyik az, és miért? Ha nem, akkor azt indokold!
3.   Csoportosítsd az atomokat aszerint, hogy melyek izotópjai egymásnak!
4.   Izobárnak nevezzük az azonos tömegszámú részecskéket. Válaszd ki az izobár atomokat!

6. Tekintsük az alábbi összetételű nagybetűkkel jelölt részecskéket!

Válaszolj az alábbi kérdésekre! Ahol szükséges, használd a megfelelő nagybetűt!

1.   Hány kémiai elemről van szó?
2.   Van-e olyan részecske, amely nem jelölhet atomot? Ha igen melyik az, és miért? Ha nem, akkor azt indokold!
3.   Csoportosítsd az atomokat aszerint, hogy melyek izotópjai egymásnak!
4.   Izobárnak nevezzük az azonos tömegszámú részecskéket. Válaszd ki az izobár atomokat!

7. Esettanulmány

Olvasd el a szöveget, majd válaszolj a kérdésekre!

A radioaktív sugárzás a radioaktív anyag bomlásával jön létre. A természetben egyre kevesebb sugárzó anyag van, és mennyiségük az állandó bomlás miatt folyamatosan csökken. Igaz, ez a csökkenés lassú, évmilliók, évmilliárdok alatt valósul meg.
3,5 milliárd évvel ezelőtt már éltek egysejtűek a Földön, pedig ekkor az $ ^{238}\mathrm{U}$ aktivitása 1,74-szer, az aktivitása 32-szer nagyobb volt a mainál.

A radioaktív bomlással mindkét uráncsalád eljut a radonig, amely nemesgáz lévén, kiszökhet a kőzetek repedésein keresztül. A 235-ös tömegszámú uránizotóp felezési ideje nagyon kicsi, mindössze 4 s, a 238-as tömegszámú izotóp felezési ideje 4 nap. Az utóbbiból származó radon jelen van a természetes vizekben és a légkörben.

Mátraderecskén mind a mai napig két gáz érkezik a földből a felszínre: a szén-dioxid és a radon. Nagy mennyiségben a szén-dioxid is veszélyes gáz. Sajnos minden ősszel történik halálos baleset: a must forrásakor fejlődő szén-dioxid gáz az óvatlan gazdák fulladásos halálát okozza. Kis mennyiségben és nem belélegezve viszont értágító hatása lehet.

A radioaktív és az izotóp szót hallva az emberek megijednek, félnek. Pedig a felmérések azt mutatják, hogy közepes radontartalmú levegőben élő nők között kevesebb a rákos megbetegedés, mint ott, ahol átlagos a környezet radontartalma. A férfiaknál a dohányzás elfedi a jótékony hatást.

A radioaktív nyomjelzés felfedezése Hevesy György magyar származású, Nobel-díjas tudós nevéhez fűződik. 1923-ban a növények anyagcseréjének vizsgálatára használt sugárzó-izotópokat. Később a $ ^{32}\mathrm{P}$ -izotóppal a foszforanyagcserét tanulmányozta állatok szervezetében.

• Miben különbözik egymástól a $ ^{235}\mathrm{U}$ és a $ ^{238}\mathrm{U}$ -atom?
• Az atomnak melyik része alakul át a radioaktív bomlás során?
• Honnan származik a légkörben lévő radon?
• Hol található a periódusos rendszerben a radon?
• Miért csökken a természetben található radioaktív anyagok mennyisége?
• Milyen gázok törnek a felszínre Mátraderecskén?
• Ki volt Hevesy György?

$$\ \ $$