The number of protons, neutrons and electrons in atoms A to F are given in the table below, the letters do not represent the actual symbols of the elements: (a) Choose from the table the letters that represent: (i) An atom of a metal

Kaboni (IV) oksidi ($\text{CO}_2$) ni gesi ilhali silikoni (IV) oksidi ($\text{SiO}_2$) ni imara yenye kiwango cha kuyeyuka cha juu, ingawa zote ziko katika kundi moja la jedwali la upimaji.

Maelezo:

• $\text{CO}_2$ ina muundo rahisi wa molekuli. Molekuli zake zimeshikiliwa pamoja na nguvu dhaifu za intermolecular (van der Waals forces). Nguvu hizi ni rahisi kuvunjwa, hivyo $\text{CO}_2$ ni gesi kwenye joto la kawaida.
• $\text{SiO}_2$ ina muundo mkubwa wa kovalent (giant covalent structure). Kila atomi ya silikoni imeunganishwa na atomi nne za oksijeni, na kila atomi ya oksijeni imeunganishwa na atomi mbili za silikoni kupitia vifungo vikali vya kovalent. Nguvu hizi zinahitaji nishati nyingi kuvunjwa, hivyo $\text{SiO}_2$ ni imara yenye kiwango cha kuyeyuka cha juu.

Ioni ya oksijeni ni kubwa kuliko atomi ya oksijeni.

Maelezo:
Atomi ya oksijeni ina protoni 8 na elektroni 8. Ioni ya oksijeni ($\text{O}^{2-}$) ina protoni 8 na elektroni 10. Kuongezeka kwa idadi ya elektroni katika ganda la nje la ioni ya oksijeni husababisha kuongezeka kwa msukumo kati ya elektroni (electron-electron repulsion). Hii inafanya ganda la nje kupanuka, na hivyo kufanya ioni kuwa kubwa kuliko atomi yake ya asili. Pia, chaji chanya ya kiini haitoshi kuvuta elektroni zote 10 kwa nguvu sawa na ilivyokuwa kwa elektroni 8.

Oksidi ya shaba (II) na mkaa ni imara nyeusi. Jinsi ya kuzitofautisha.

Maelezo:

• Kutumia asidi: Oksidi ya shaba (II) ($\text{CuO}$) ni oksidi ya metali na itaitikia na asidi kuunda chumvi na maji (k.m., $\text{CuO}(\text{s}) + 2\text{HCl}(\text{aq}) \rightarrow \text{CuCl}_2(\text{aq}) + \text{H}_2\text{O}(\text{l})$). Mkaa (kaboni) hautaitikia na asidi.
• Kutumia joto: Mkaa utawaka hewani na kutoa dioksidi kaboni ($\text{C}(\text{s}) + \text{O}_2(\text{g}) \rightarrow \text{CO}_2(\text{g})$). Oksidi ya shaba (II) haitawaka, lakini inaweza kupunguzwa na kaboni inapokanzwa sana.
• Kutumia upitishaji umeme: Mkaa (kama grafiti) unaweza kupitisha umeme, wakati oksidi ya shaba (II) haipitishi umeme katika hali imara, lakini inaweza kupitisha umeme ikiwa imeyeyushwa.

• a) Elementi X inapatikana katika kipindi cha III na kundi la IV. Inajumuisha isotopi mbili $^{28}\text{X}$ na $^{29}\text{X}$. Sampuli ya X ilipatikana kuwa na 90% ya $^{28}\text{X}$. Ikiwa masi ya atomiki ya jamaa ya X ni 28.3. Kokotoa idadi ya neutroni katika $^{29}\text{X}$.

L3 ina upitishaji umeme wa juu zaidi. Eleza.

Maelezo:
Kutoka kwenye jedwali, L1 ina mpangilio wa elektroni 2.8.2 (elektroni 2 za valensi), L2 ina 2.8.1 (elektroni 1 ya valensi), na L3 ina 2.8.3 (elektroni 3 za valensi). Elementi hizi zote ni metali. Upitishaji umeme katika metali hutegemea idadi ya elektroni huru (delocalized electrons) zinazopatikana kwa kila atomi. L3 (yenye elektroni 3 za valensi) hutoa elektroni nyingi zaidi za delocalized kwa kila atomi kwenye "bahari" ya elektroni ikilinganishwa na L1 (2 elektroni) na L2 (1 elektroni). Idadi kubwa ya elektroni huru husababisha upitishaji umeme wa juu zaidi.

Fafanua neno kiwango cha kuyeyuka cha dutu.

Maelezo:
Kiwango cha kuyeyuka ni joto maalum ambalo dutu imara hubadilika kuwa kioevu katika shinikizo fulani. Katika joto hili, awamu imara na kioevu za dutu hiyo zipo katika usawa.

Jedwali linaonyesha idadi ya protoni, neutroni na elektroni katika atomi A, B, C, D, E na F.

• a) Chagua kutoka jedwali herufi inayowakilisha:
  • i) Atomi ya metali.
    • Atomi za metali kwa kawaida zina elektroni 1, 2, au 3 za valensi.
    • A: Protons 3, Electrons 2 (ioni $\text{A}^+$). Atomi ya A ina elektroni 3 (2.1), hivyo ni metali (Lithium).
    • C: Protons 12, Electrons 12. Atomi ya C ina elektroni 12 (2.8.2), hivyo ni metali (Magnesium).
    • Jibu linaweza kuwa $\boxed{\text{A}}$ au $\boxed{\text{C}}$.
  • ii) Atomi isiyo ya metali.
    • Atomi zisizo za metali kwa kawaida zina elektroni 4, 5, 6, 7, au 8 za valensi.
    • B: Protons 9, Electrons 10 (ioni $\text{B}^-$). Atomi ya B ina elektroni 9 (2.7), hivyo ni isiyo ya metali (Fluorine).
    • D: Protons 17, Electrons 17. Atomi ya D ina elektroni 17 (2.8.7), hivyo ni isiyo ya metali (Chlorine).
    • E: Protons 17, Electrons 17. Atomi ya E ina elektroni 17 (2.8.7), hivyo ni isiyo ya metali (Chlorine).
    • F: Protons 18, Electrons 18. Atomi ya F ina elektroni 18 (2.8.8), hivyo ni gesi adimu (isiyo ya metali) (Argon).
    • Jibu linaweza kuwa $\boxed{\text{B}}$, $\boxed{\text{D}}$, $\boxed{\text{E}}$ au $\boxed{\text{F}}$.
  • iii) Atomi ya gesi adimu.
    • Gesi adimu zina ganda la nje lililojaa elektroni.
    • F: Protons 18, Electrons 18. Mpangilio wa elektroni ni 2.8.8, ambayo ni gesi adimu (Argon).
    • Jibu ni $\boxed{\text{F}}$.
  • iv) Isotopi.
    • Isotopi zina idadi sawa ya protoni lakini idadi tofauti ya neutroni.
    • D: Protons 17, Neutrons 18.
    • E: Protons 17, Neutrons 20.
    • D na E zina idadi sawa ya protoni (17) lakini idadi tofauti ya neutroni (18 na 20).
    • Jibu ni $\boxed{\text{D na E}}$.
  • v) Ioni.
    • Ioni ina idadi tofauti ya elektroni na protoni.
    • A: Protons 3, Electrons 2. Hii ni ioni chanya ($\text{A}^+$).
    • B: Protons 9, Electrons 10. Hii ni ioni hasi ($\text{B}^-$).
    • Jibu linaweza kuwa $\boxed{\text{A}}$ au $\boxed{\text{B}}$.
  • vi) Atomi yenye namba ya masi 35.
    • Namba ya masi = Protons + Neutrons.
    • D: Protons 17, Neutrons 18. Namba ya masi = $17 + 18 = 35$.
    • Jibu ni $\boxed{\text{D}}$.