نمونه سوال فصل ۳ علوم هشتم با جواب

دانشمندان برای شناخت ساختار اتم از آزمایش‌ها و شواهد غیرمستقیم استفاده کرده‌اند، نه مشاهدهٔ مستقیم درون اتم. همچنین هسته نسبت به کل اتم بسیار کوچک است؛ تشبیه اتم به ورزشگاه و هسته به توپ، همین تفاوت اندازه را نشان می‌دهد (صفحهٔ ۲۳–۲۴). در مدل بور نیز الکترون‌ها در مدارهایی پیرامون هسته حرکت می‌کنند، نه پروتون‌ها (صفحهٔ ۲۴–۲۵). بنابراین تنها توصیف سوم هر سه ویژگی را درست بیان می‌کند. پاسخ: گزینهٔ ۳

عدد اتمی کربن برابر $6$ است؛ پس این اتم $6$ پروتون دارد. چون اتم خنثی است، تعداد الکترون‌های آن نیز $6$ خواهد بود (صفحهٔ ۲۱–۲۲). بنابراین تعداد نوترون‌ها برابر است با $n=20-6-6=8$. عدد جرمی، مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌هاست، پس $A=6+8=14$ (صفحهٔ ۲۵–۲۶). همچنین می‌توان مستقیماً نوشت: $A=20-6=14$، زیرا با حذف الکترون‌ها از مجموع ذره‌ها، فقط ذره‌های هسته باقی می‌مانند. پاسخ: گزینهٔ ۱

نوع عنصر را تعداد پروتون‌های آن مشخص می‌کند (صفحهٔ ۲۱–۲۲). ذره‌های $X$ و $Y$ هر دو $11$ پروتون دارند، پس متعلق به یک عنصرند؛ تفاوت تعداد الکترون‌ها این نتیجه را تغییر نمی‌دهد. ذرهٔ $X$ با داشتن یک پروتون بیشتر از الکترون، یون مثبت است و $Y$ خنثی است (صفحهٔ ۲۷). عدد جرمی از مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌ها به دست می‌آید (صفحهٔ ۲۵–۲۶): $A_X=11+12=23$، $A_Y=11+13=24$ و $A_Z=10+13=23$. پس عدد جرمی $X$ و $Z$ برابر است، ولی چون تعداد پروتون‌هایشان متفاوت است، متعلق به دو عنصر متفاوت‌اند. پاسخ: گزینهٔ ۴

جرم نسبی پروتون و نوترون هرکدام تقریباً برابر با $1$ است و جرم الکترون را می‌توان در این مقایسه ناچیز گرفت (صفحهٔ ۲۱–۲۲). از طرفی، عدد جرمی مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌هاست (صفحهٔ ۲۵–۲۶). بنابراین مجموع جرم نسبی اتم‌های نمونه تقریباً برابر است با: $2\times1+3\times2+1\times3=11$. پاسخ: گزینهٔ 4

در مدل ارائه‌شده، پروتون‌ها و نوترون‌ها در هسته قرار دارند و الکترون‌ها بیرون از هسته‌اند. با اینکه حجم هسته در مقایسه با اتم بسیار کوچک است (صفحهٔ ۲۳–۲۴)، جرم هر پروتون و نوترون بسیار بیشتر از جرم الکترون است. بنابراین تقریباً تمام جرم اتم در هسته متمرکز است. خنثی بودن اتم تنها به برابری بارهای مثبت و منفی مربوط می‌شود و برابری جرم آنها را نشان نمی‌دهد؛ همچنین نوترون با وجود بی‌بار بودن، جرم دارد (صفحهٔ ۲۱–۲۲). پاسخ: گزینهٔ 1

ایزوتوپ‌های یک عنصر تعداد پروتون یکسان و تعداد نوترون متفاوت دارند؛ بنابراین پرتوزا بودن یکی از آنها، مانع برابری تعداد پروتون‌های آن با ایزوتوپ‌های دیگر همان عنصر نیست (صفحهٔ ۲۵–۲۶). کتاب، $^{3}_{1}\mathrm{H}$ را ایزوتوپی ناپایدار و پرتوزا معرفی کرده و پرتوزایی را به همهٔ ایزوتوپ‌ها نسبت نداده است. همچنین خطرناک بودن مواد پرتوزا، کاربرد مفید آنها در زمینه‌هایی مانند شناسایی و درمان بیماری‌ها را نفی نمی‌کند (صفحهٔ ۲۶). پاسخ: گزینهٔ 2

اتم خنثی فلوئور با داشتن $9$ پروتون، در آغاز $9$ الکترون دارد. پس از دو مرحله، تعداد الکترون‌های آن برابر است با $9+2-3=8$. بنابراین بار نسبی ذره از رابطهٔ $q=9-8=+1$ به دست می‌آید (صفحهٔ ۲۱–۲۲ و ۲۷). هسته تغییر نکرده است؛ پس عدد جرمی برابر $A=9+10=19$ باقی می‌ماند (صفحهٔ ۲۵–۲۶). پاسخ: گزینهٔ ۲

در اتم $^{14}_{6}\mathrm{C}$، تعداد پروتون‌ها $6$ و تعداد نوترون‌ها $14-6=8$ است. در اتم $^{14}_{7}\mathrm{N}$، تعداد پروتون‌ها $7$ و تعداد نوترون‌ها $14-7=7$ است (صفحهٔ ۲۵–۲۶). چون هر دو اتم خنثی‌اند، تعداد الکترون‌های آنها به‌ترتیب $6$ و $7$ خواهد بود (صفحهٔ ۲۱–۲۲). بنابراین کربن نوترون بیشتری و نیتروژن الکترون بیشتری دارد. همچنین، متفاوت بودن تعداد پروتون‌ها نشان می‌دهد این دو به دو عنصر متفاوت تعلق دارند و ایزوتوپ یکدیگر نیستند (صفحهٔ ۲۲–۲۳ و ۲۵). پاسخ: گزینهٔ ۴

هر نوترون بار الکتریکی ندارد و جرم آن تقریباً با جرم پروتون برابر است؛ بنابراین دو نوترون مجموع بار صفر و مجموع جرمی تقریباً برابر جرم دو پروتون دارند (صفحهٔ ۲۱–۲۲). جفت پروتون و الکترون نیز بار کل صفر دارد، اما جرم مجموع آن تقریباً برابر جرم یک پروتون است. جفت پروتون و نوترون بار مثبت، و جفت دو الکترون بار منفی دارد؛ پس این جفت‌ها هر دو شرط سؤال را هم‌زمان تأمین نمی‌کنند. پاسخ: گزینهٔ ۱

عدد اتمی، تعداد پروتون‌های اتم را مشخص می‌کند (صفحهٔ ۲۲). این عدد در پایین و سمت چپ نشانهٔ شیمیایی نوشته می‌شود. مطابق جدول عنصرها، نشانهٔ بریلیم $\mathrm{Be}$ و عدد اتمی آن $4$ است؛ بنابراین نمایش $_4\mathrm{Be}$ بیانگر وجود $4$ پروتون در هستهٔ اتم بریلیم است. نشانهٔ بور نیز $\mathrm{B}$ و عدد اتمی آن $5$ است. از عدد اتمی به‌تنهایی نمی‌توان تعداد نوترون‌ها را تعیین کرد (صفحهٔ ۲۳). پاسخ: گزینهٔ ۱

عدد جرمی برابر مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌هاست (صفحه‌های ۲۵ و ۲۶). اگر تعداد پروتون‌ها را $4k$ و تعداد نوترون‌ها را $5k$ بگیریم، داریم: $4k+5k=18$، پس $9k=18$ و $k=2$. در نتیجه تعداد پروتون‌ها برابر $4\times2=8$ است. چون بار نسبی پروتون و الکترون به‌ترتیب $+1$ و $-1$ است، در اتم خنثی تعداد این دو ذره برابر خواهد بود؛ بنابراین اتم موردنظر $8$ الکترون دارد (صفحه‌های ۲۱ و ۲۲). پاسخ: گزینهٔ ۳

هر اتم $^{12}_{6}\mathrm{C}$ دارای $6$ پروتون است؛ پس مجموع تعداد پروتون‌های مجموعهٔ اول $3\times6=18$ است. چون هر پروتون بار نسبی $+1$ دارد و نوترون بدون بار است، برابر بودن مجموع بار مثبت هسته‌ها به معنای برابر بودن تعداد کل پروتون‌هاست (صفحه‌های ۲۱ و ۲۲). هر اتم $^{19}_{9}\mathrm{F}$ دارای $9$ پروتون است؛ بنابراین تعداد اتم‌های مجموعهٔ دوم $18\div9=2$ خواهد بود. تعداد نوترون‌های هر اتم از تفاضل عدد جرمی و عدد اتمی به دست می‌آید (صفحه‌های ۲۵ و ۲۶). مجموعهٔ اول $3\times(12-6)=18$ نوترون و مجموعهٔ دوم $2\times(19-9)=20$ نوترون دارد. پس مجموعهٔ دوم، با داشتن $2$ اتم، در مجموع $20-18=2$ نوترون بیشتر دارد. پاسخ: گزینهٔ ۴