Номер 263, страница 44 - гдз по химии 11 класс сборник задач Хвалюк, Резяпкин

263. Электронная формула химического элемента $1s^22s^22p^63s^1$. Рассчитайте число атомов этого элемента, которое содержится в образце массой 4,60 г.

Для решения задачи сначала необходимо определить химический элемент по его электронной формуле: $1s^22s^22p^63s^1$.

Суммарное число электронов на всех энергетических уровнях и подуровнях в атоме соответствует его порядковому номеру (Z) в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

Сложим числа электронов, указанные в надстрочных индексах: $Z = 2 + 2 + 6 + 1 = 11$.

Химический элемент с порядковым номером 11 — это натрий (Na).

Дано:

Масса образца натрия $m(\text{Na}) = 4,60 \text{ г}$

Молярная масса натрия $M(\text{Na}) \approx 23,0 \text{ г/моль}$

Постоянная Авогадро $N_A \approx 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1}$

$m(\text{Na}) = 4,60 \text{ г} = 4,60 \cdot 10^{-3} \text{ кг}$

$M(\text{Na}) = 23,0 \text{ г/моль} = 23,0 \cdot 10^{-3} \text{ кг/моль}$

Найти:

Число атомов натрия $N(\text{Na})$ — ?

Решение:

Число атомов вещества ($N$) можно рассчитать, зная его количество вещества ($\nu$) и постоянную Авогадро ($N_A$), по формуле: $N = \nu \cdot N_A$

В свою очередь, количество вещества ($\nu$) находится как отношение массы вещества ($m$) к его молярной массе ($M$): $\nu = \frac{m}{M}$

Объединим эти две формулы в одну: $N = \frac{m}{M} \cdot N_A$

Подставим в формулу известные значения. Для удобства вычислений будем использовать значения массы в граммах и молярной массы в г/моль.

Сначала найдем количество вещества натрия: $\nu(\text{Na}) = \frac{4,60 \text{ г}}{23,0 \text{ г/моль}} = 0,200 \text{ моль}$

Теперь рассчитаем число атомов натрия в образце: $N(\text{Na}) = 0,200 \text{ моль} \cdot 6,022 \cdot 10^{23} \text{ моль}^{-1} = 1,2044 \cdot 10^{23} \text{ атомов}$

Результат необходимо округлить до трех значащих цифр, так как исходное значение массы ($4,60$ г) имеет три значащие цифры. $N(\text{Na}) \approx 1,20 \cdot 10^{23}$

Ответ: число атомов этого элемента в образце составляет $1,20 \cdot 10^{23}$.