hepnotVerilmiş iyon yüklerinden en küçük nötr formül oranı
Konunun mantığı
İyonik örgüde zıt yüklü iyonların çekimi önceki derste vardı; şimdi yükleri açık verilmiş iyonlar için nötr en küçük oran kuruluyor. Katyon yükü+a, anyon yükü−b ve sayıları sırasıyla r,s ise nötrlük ar+ (−b)s=0, yani ar=bs koşuludur. a,b pozitif yük büyüklükleri; r,s pozitif tam sayı sayımlarıdır. Bu eşitliği sağlayan her katlı çift aynı en sade gösterim değildir; formül için r ve snin ortak böleni kalmayan en küçük oran seçilir. Burada iyon yükleri tahmin edilmeyecek, soruda verilecektir.
Çapraz yazma, a ve b yük büyüklüklerinden başlangıç olarak katyon için b, anyon için a sayısını üretir; bu çift nötrdür ama sadeleşebilir. a,bnin ortak böleni g ise r=b/g ve s=a/g olur. Aynı sonuç, pozitif ve negatif yükleri eşitleyen en küçük ortak katı her yük büyüklüğüne bölerek bulunur. İyon yükünün işaretini formül indisine taşımayız; indis iyon sayısının pozitif tam sayısıdır. İndis1 yazılmadan bırakılabilir; bu iyonun bulunmadığı anlamına gelmez.
Çok atomlu iyon kendi kimliğiyle korunur. Örneğin soruda verilen NO₃⁻ grubunun içindeki3, tek iyonun üç O atomu içerdiğini belirtir; bu sayıyı yük dengelemek için2 veya4 yaparsak başka bir gruba geçeriz. Birden çok aynı grup gerekiyorsa parantez dışındaki indis grubun tamamına uygulanır. Sadeleştirme, katyon sayısıyla bütün anyon grup sayısı arasındaki oranda yapılır; tek iyonun içindeki atom indisleri rastgele bölünmez. Grup yükü, tek bir iç atoma aitmiş gibi yeniden dağıtılmaz.
Nötr formülde önce katyon, sonra anyon yazılır. Bu en küçük sayım birimi, iyonik kristali birbirinden bağımsız küçük molekül çiftlerine ayıran fiziksel iddia değildir; örgünün bileşim oranını anlatır. Baş katsayı, tüm formül biriminin sayısını veya mol hesabında bütün formül miktarını çarpar. Bir bileşenin alt indisi ise o birimin iç oranını değiştirir. Bütün formülü aynı katsayıyla çoğaltmak, nötr olmayan temel oranı nötrleştirmez; her birimin yükü aynı işaretle çoğalır.
Son denetimde verilen iyon kimliklerini koru, toplam artı ve eksi yükü hesapla, oranı sadeleştir ve varsa parantezin hangi atomları çoğalttığını yaz. Bu matematiksel koşullar yalnız seçilen iyonların bileşim modelini kurar; gerçek maddelerin hangi koşullarda oluştuğunu, kararlılığını veya bütün yükseltgenme basamaklarını belirlemez. Aşağıdaki görevler kâğıt üstü formül ve sayım örnekleridir; gerçek sentez, karıştırma, madde hazırlama veya deney talimatı değildir. Bir formülü doğru kurmak bütün bağ/etkileşim paketinin tamamlandığı anlamına gelmez.
Nötrlük ar=bs; en küçük pozitif tam sayılar r=b/g,s=a/g (g=EBOB(a,b)). Grup iç indisi korunur; birden çok çok atomlu iyon parantezlenir. Yük, indis ve tüm formülü çarpan katsayı farklıdır; formül birimi ayrı iyonik molekül değildir.
Adım adım bir örnek
Özgün biçimsel modelde M⁶⁺ ve X⁴⁻ iki temsili tek atomlu iyon etiketi olsun. M ve X gerçek element adı veya gerçekleşecek sentez iddiası değildir; yalnız verilmiş yükler kullanılacak. İki iyon türünün nötr, en küçük pozitif tam sayı oranını ve formül gösterimini iki yolla bulunuz.
En küçük ortak yük
- 6 ile4ün en küçük ortak katı12dir. Toplam+12 için2 M; toplam−12 için3 X gerekir.
- Yük2·(+6)+3·(−4)=0; iyon sayısı oranı2:3tür.
- 2 ile3ün ortak böleni1 olduğundan en küçük formül M₂X₃ olur; yük üst simgeleri nötr formülün indisi gibi korunmaz.
Sınır: İyon yükleri açık varsayımsal veridir; M/X gerçek element özellikleri, gerçek oluşum veya ayrık molekül anlamına gelmez.
Çapraz yaz ve sadeleştir
- Yük büyüklükleri çapraz yazılırsa M₄X₆ başlangıç oranı gelir;4·6−6·4=0 ile nötrdür.
- İyon sayıları ortak2ye bölünür:4:6→2:3. M₂X₃ en küçük gösterimdir.
- Sıfır toplam yük tek başına ilk oranın en küçük olduğunu kanıtlamaz; sadeleşme ayrıca denetlenir.
Sınır: Sadeleşenler iyon sayılarıdır; çok atomlu iyon varsa onun iç indislerini bölme kuralı değildir.
M₄X₆nın toplam yükünün0 olmasıyla M₂X₃ün en küçük oran olması neden iki ayrı kontrol?
Hatayı bul
“Çapraz yazılan indisler toplam yükü0 yapıyorsa artık sadeleştirmeye gerek yoktur. Çok atomlu grubun içindeki sayılar da bu indislerle birlikte rastgele bölünebilir.” İlk hata nedir?
İlk hatayı göster
İlk hata: Nötr oranı en küçük pozitif tam sayı oranıyla aynı kontrol sanmak.
Nötr oran ortak katlarla büyütülebilir; en küçük formülde iyon sayılarının ortak böleni kaldırılır. Çok atomlu iyonun iç yapısı verilen kimliktir; grup sayısını sadeleştirirken iç atom indisleri değiştirilmez. Baş katsayı da grup dışı indisle aynı görevde değildir.
Çalışılmış temsili M⁶⁺/X⁴⁻ yerine M³⁺/X⁴⁻ yükleri açıkça verilirse en küçük oran ve önceki M₂X₃ formülünün durumu nasıl değişir?
3r=4s için en küçük r=4,s=3; yeni oran M₄X₃tür. Önceki M₂X₃ yeni yüklerle2·3−3·4=−6 olur, nötr değildir. Burada yük girdisi değişmiştir; belirli gerçek elementin nasıl iyonlaştırılacağı veya madde hazırlanacağı anlatılmıyor. Yakın uygulama, gecikmeli aktarım/pilot kanıtı değildir.
Dersin soruları
1Kâğıt modelinde Sn⁴⁺ ve O²⁻ iyonları veriliyor. Yükler açık veri; hangi koşulda madde hazırlanacağı sorulmuyor. Önce katyon yazılacak ve en küçük pozitif tam sayı oranlı nötr formül istenecek. Hangi gösterim ve gerekçe uygundur?
Bu soruda hata mı var?2Verilen iyonlar NH₄⁺ ve SO₃²⁻. Bu görevde her çok atomlu grubun kimliği ve iç indisleri aynen korunacak. Nötr en küçük formül ile bir formül birimindeki bağlı H atomu sayısı soruluyor; gerçek madde üretimi yapılmıyor. Hangi ikili doğrudur?
Bu soruda hata mı var?3Verilen Mg²⁺ ve PO₄³⁻ iyonlarından en küçük nötr formül kurulacak. Daha sonra bu formülün önündeki3, kâğıt sayımında üç formül birimini gösterecek; iyon yüklerini değiştirmeyecek. Her PO₄ grubunun içindeki P1/O4 korunacak. Bağlı atomlar sayılıyor; serbest atom veya gerçek kristal molekülü oluştuğu söylenmiyor. Gösterim ve üç birimdeki (Mg,P,O) atom sayıları hangi seçenekte birlikte doğrudur?
Bu soruda hata mı var?Kendini dene
Tüm soruları cevapla. Bitirince puanını ve zorlandığın noktaları göreceksin.
1Kâğıt modelinde üç ayrı katyon–anyon yük çifti veriliyor (hepsi tek atomlu temsili iyon): I) Q⁴⁺ ve R²⁻, II) Q³⁺ ve R²⁻, III) Q⁶⁺ ve R⁴⁻. Yükler çapraz yazılıp nötr oran kuruluyor. Çapraz yazılan oranı sadeleşen çiftler ve I, II, III için en küçük formüller (bu sırayla) hangi seçenekte birlikte doğrudur?
2Kurmaca olarak K⁺ ve PO₄³⁻ iyonlarından kurulu nötr bir iyonik kristal örneğinde toplam 24 K⁺ iyonu bulunuyor. Örnek yalnız bu iki iyondan oluşuyor. Bileşim oranıyla uyumlu hangi sonuç doğrudur?
3Al³⁺ ve SO₄²⁻ iyonlarından kurulan nötr en küçük formül biriminde toplam 12 O atomu vardır (grup kimliği ve iç indisler korunacak). Bu formül birimindeki (Al atomu sayısı; S atomu sayısı) çifti hangisidir?
4Verilen iyonlar Al³⁺ ve NO₃⁻ (grup kimliği ve iç indisler korunacak). En küçük nötr formül ve bir formül birimindeki toplam O atomu sayısı hangi seçenekte birlikte doğrudur?
5Kurmaca X iyonu için nötr formül X₃(PO₄)₂ olarak veriliyor; fosfat grubu PO₄³⁻ olarak biliniyor. X iyonunun yük büyüklüğü n kaçtır?
6Öğretmen tahtaya, Mg²⁺ ve Cl⁻ iyonlarından kurulu iyonik kristalin formülünü MgCl₂ olarak yazıyor. Hangi yorum formülün anlamıyla uyumludur?
7Kurmaca Z iyonu için, O²⁻ ile kurulan nötr en küçük formül Z₂O₃ olarak veriliyor. Aynı Z iyonu SO₄²⁻ grubuyla da nötr en küçük formül kuracak (grup kimliği ve iç indisler korunacak). Bu formül ve bir formül birimindeki toplam O atomu sayısı hangi seçenekte birlikte doğrudur?
8Katyonu Q, anyonu R olan iyonik modelde en küçük nötr formülün Q₃R₂ olduğu biliniyor. Hangi (katyon yükü; anyon yükü) çifti bu formülü verir?
9Al³⁺ ve O²⁻ iyonları veriliyor. Bir öğrenci kâğıt sayımında iki yazımı kıyaslıyor: Al₄O₆ ve 2Al₂O₃. Hangi karşılaştırma doğrudur?
10Verilen iyonlar K⁺ ve Cr₂O₇²⁻ (grup kimliği ve iç indisler korunacak). En küçük nötr formül hangisidir?
Aklında kaldı mı?
Katyon+a, anyon−b için en küçük nötr iyon sayıları nasıl bulunur?
ar=bs kur;g=EBOB(a,b) ise r=b/g ve s=a/g. Toplam yük0 ve EBOB(r,s)=1 ayrı denetlenir. Yükler soruda verilmiş olmalıdır; formül oranı gerçek sentez koşulu değildir.
Çok atomlu grup indisi ile baş katsayı ve iyon yükü nasıl ayrılır?
İç indis bir iyonun kimliğindeki atom sayısıdır; parantez dışı indis o grubun sayısı, baş katsayı bütün formül biriminin sayısı/miktarıdır. Üstteki işaretli yük bunların hiçbiri değildir. Örgünün formül birimi ayrık molekül gibi sunulmaz.
Kaynak ve kontrol durumu
Bu ders Hepnot için hazırlandı; üçüncü taraf soru kitabından soru veya görsel aktarılmadı. Bu, başka içerikle benzerlik olmadığının garantisi değildir.
Branş editörü incelemesi ve müfredat eşleştirmesi sürüyor; bu nedenle ders taslak olarak işaretlidir.
Müfredat için başvurulacak kaynak: MEB öğretim programları.