Aσκήσεις - Προβλήματα

α. Τροχιακά - Κβαντικοί αριθμοί

24. Να υπολογίσετε το μήκος κύματος της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας κατά τη μετάβαση ηλεκτρονίου από τη τροχιά n = 4 σε n = 2 στο άτομο του υδρογόνου. Δίνεται η σταθερά Planck, h = 6,63 10-34 J s

25. Κατά τη διέγερση ατόμου υδρογόνου, ηλεκτρόνιο μεταπηδά από την ενεργειακή στάθμη με n = 1 στην ενεργειακή στάθμη με n = 4. Ποια από τα παρακάτω δεδομένα είναι σωστά και ποια λάθος; α. Η ενεργειακή στάθμη με n = 4 αποτελεί την πρώτη διεγερμένη κατάσταση του ατόμου του υδρογόνου. β. Χρειάζεται περισσότερη ενέργεια για να ιοντιστεί ένα διεγερμένο άτομο υδρογόνου από ότι όταν το άτομο είναι στη θεμελιώδη του κατάσταση. γ. Το ηλεκτρόνιο όταν βρίσκεται σε κατάσταση διέγερσης είναι κατά μέσο όρο πιο μακριά από τον πυρήνα δ. Η συχνότητα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας κατά την μετάπτωση ηλεκτρονίου από n = 4 σε n =1 είναι η ίδια με αυτή της ακτινοβολίας που εκπέμπεται κατά την μετάπτωση του ηλεκτρονίου από n = 4 σε n = 2 ε. Η συχνότητα της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας κατά την μετάπτωση ηλεκτρονίου από n = 4 σε n =1 είναι μεγαλύτερη αυτής που προκύπτει κατά την μετάπτωση ηλεκτρονίου από n = 4 σε n = 2.

26. Μερικά γυαλιά ηλίου διαθέτουν ειδικούς φακούς που αλλάζουν χρώμα. Δηλαδή, οι φακοί γίνονται σκουρόχρωμοι, όταν εκτίθενται σε έντονο φως και ανοικτόχρωμοι, όταν εκτίθενται στη σκιά. Αυτό συμβαίνει επειδή οι φακοί διαθέτουν μικρή ποσότητα AgCl το οποίο διασπάται από το φως σύμφωνα με την αντίδραση: AgCl(s) [pic] Ag(s) + Cl Ο Ag(s) που σχηματίζεται σκουραίνει το χρώμα του φακού. Απουσία φωτός η αντίστροφη αντίδραση λαμβάνει χώρα. Η ενέργεια που χρειάζεται για να γίνει η παραπάνω αντίδραση είναι 310 kJ mol-1. Με βάση τα παραπάνω δεδομένα να βρείτε την ελάχιστη συχνότητα ακτινοβολίας, ώστε να γίνει η παραπάνω αντίδραση. Δίνεται η σταθερά Planck, h = 6,63 10-34 J s και ΝΑ = 6,02 1023 mol-1.

27. Ποιο είναι το μήκος κύματος ηλεκτρονίου, που έχει ταχύτητα 6 106 m s-1. Δίνεται η μάζα του ηλεκτρονίου 9 10-28 g και η σταθερά Planck, h = 6,63 10-34 J s

28. Ποια από τα παρακάτω φάσματα είναι συνεχή και ποια γραμμικά; Ποιο απ’ αυτό αντιστοιχεί στο ατομικό φάσμα εκπομπής του Η;

29. Να αντιστοιχίσετε τα ονόματα της πρώτης στήλης με θεωρία (ή εξίσωση) που αναφέρεται στη δεύτερη στήλη, καθώς και με τη φωτογραφία που βρίσκεται παρακάτω.

Bohr - κυματική θεωρίας της ύλης de Broglie - αρχή της αβεβαιότητας Heisenberg - κυκλική καθορισμένη τροχιά Schr?dinger - κυματική εξίσωση

30. Να συμπληρώσετε τα κενά στις ακόλουθες προτάσεις: Ο κύριος κβαντικός αριθμός συμβολίζεται με …., παίρνει ακέραιες τιμές ………και καθορίζει το …………. του τροχιακού. Ο αζιμουθιακός κβαντικός αριθμός συμβολίζεται με …., παίρνει τιμές …………και καθορίζει το ………του ηλεκτρονιακού νέφους. Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός συμβολίζεται με …., παίρνει τιμές ……………και δείχνει σε πιο …………. ανήκει το ηλεκτρόνιο. Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός του spin συμβολίζεται με …., παίρνει τιμές ………και καθορίζει την …………. του ηλεκτρονίου.

31. Να αιτιολογήσετε ποιες από τις ακόλουθες προτάσεις είναι σωστές και ποιες λανθασμένες: α. Τα ηλεκτρόνια της ίδιας στιβάδας έχουν και τους 4 κβαντικούς αριθμούς ίδιους. β. Τα ηλεκτρόνια της ίδιας υποστιβάδας έχουν τον ίδιο κύριο κβαντικό αριθμό και τον ίδιο αζιμουθιακό κβαντικό αριθμό. γ. Τα ηλεκτρόνια του ίδιου τροχιακού έχουν τον ίδιο κύριο κβαντικό αριθμό, τον ίδιο αζιμουθιακό κβαντικό αριθμό και τον ίδιο μαγνητικό κβαντικό αριθμό. δ. Τα ηλεκτρόνια του τροχιακού 1s έχουν την εξής τετράδα κβαντικών αριθμών (1,1,1,+1/2)

32. Να αντιστοιχίσετε τις υποστιβάδες της πρώτης στήλης με τις δυάδες των δύο πρώτων κβαντικών αριθμών της δεύτερης στήλης.

1s - (2,0) 2s - (3,2) 2p - (1,0) 3d - (4,3) 4f - (2,1) 3p - (3,1)

33. Ποια από τα παρακάτω τροχιακά είναι το 1s, 2s, 2pz, 3px και 3s και να δώσετε τους αντίστοιχους κβαντικούς αριθμούς που τα χαρακτηρίζουν

34. Ένα ηλεκτρόνιο που ανήκει στο τροχιακό 3px έχει την εξής τετράδα κβαντικών αριθμών. α.(3, 0, 0, +1/2 ) β.(3, 2, -1, -1/2) γ.(3, 3, -1, +1/2) δ.(3, 1, 1, +1/2)

35. Ποιες από τις επόμενες τετράδες κβαντικών αριθμών είναι δυνατές και ποιες όχι; α. (1, 0, 0, +1/2) β. (1, 1, 1, -1/2) γ. (2, 0, 0, +1/2) δ. (2, 1, -1, +1/2) ε. (2, 0, 1, +1/2) στ. (3, 2, -2, -1/2)

36. Να δώσετε τα σύμβολα των τροχιακών που καθορίζονται από τα παρακάτω σύνολα κβαντικών αριθμών: α. n = 2, l =1, ml = -1 β. n =3, l =0, ml = 0 γ. n = 4, l =1, ml = 1

37. Πόσα τροχιακά υπάρχουν σε καθεμιά από τις παρακάτω υποστιβάδες: α. 4s β. 4p γ. 6d δ. 5f

38. Να γράψετε τους τέσσερις κβαντικούς αριθμούς καθενός ηλεκτρονίου που αντιστοιχεί σε ένα συμπληρωμένο 3p τροχιακά.