نسخة الفيديو النصية
أعطي أحد العلماء الصيغة الكيميائية وكتلة الصيغة النسبية لمركبين مجهولين، كما هو موضح: الصيغة الكيميائية XY2، Mr تساوي 64، والصيغة الكيميائية XY3، Mr تساوي 80. إذا كانت الكتلة الذرية للعنصر X ضعف الكتلة الذرية للعنصر Y، فأي من الآتي يمثل ماهية العنصرين X، Y؟ الكتلة الذرية النسبية للكبريت 32، وللأكسجين 16، وللنيكل 59، وللسليكون 28، وللكربون 12، وللمغنيسيوم 24، وللنيون 20، وللأرجون 40، ولليثيوم سبعة، وللنيتروجين 14. أ: X يساوي Ni، Y يساوي Si. ب: X يساوي S، Y يساوي O. ج: X يساوي Li، Y يساوي N. د: X يساوي Ne، Y يساوي Ar. هـ: X يساوي C، Y يساوي Mg.
للإجابة عن هذا السؤال، علينا تحديد ماهية العنصرين X، Y من خلال مقارنة كتلتيهما الذريتين النسبيتين بالكتل الذرية النسبية المعطاة. لكن السؤال لم يعطنا الكتلة الذرية النسبية لكل من X، Y. مع ذلك، لدينا كتلة الصيغة النسبية، التي تسمى أيضًا الكتلة الجزيئية النسبية، لمركبين يحتويان على العنصرين X، Y فقط. الصيغة النسبية أو الكتلة الجزيئية هي نسبة متوسط كتلة جزيء واحد أو وحدة صيغة واحدة إلى واحد على 12 من كتلة ذرة الكربون-12. يمكن حساب كتلة الصيغة النسبية لجزيء أو وحدة صيغة عن طريق جمع الكتل الذرية النسبية للذرات المكونة لهذا الجزيء.
على سبيل المثال، يحتوي جزيء ثاني أكسيد الكربون على ذرة كربون واحدة وذرتي أكسجين. الكتلة الذرية النسبية للكربون 12، والكتلة الذرية النسبية للأكسجين 16. إذن، الكتلة الجزيئية النسبية لثاني أكسيد الكربون تساوي 12 زائد اثنين في 16. نضرب 16 في اثنين؛ لوجود ذرتي أكسجين في الصيغة الكيميائية. ومن ثم، فإن الكتلة الجزيئية النسبية لثاني أكسيد الكربون 44. دعونا نطبق هذا المفهوم على المركب المجهول الأول. بما أننا لا نعرف الكتلة الذرية النسبية لكل من X، Y، فدعونا نطلق عليهما المتغيران X، Y للتبسيط.
نعلم أن كتلة الصيغة النسبية لـ XY2 تساوي الكتلة الذرية النسبية لـ X زائد اثنين في الكتلة الذرية النسبية لـ Y. نعلم أيضًا أن كتلة الصيغة النسبية لهذا المركب 64. يعطينا ذلك المعادلة: 64 يساوي X زائد اثنين Y. نعلم أيضًا أن الكتلة الذرية للعنصر X ضعف الكتلة الذرية للعنصر Y. إذن، يمكننا تكوين معادلة ثانية. الكتلة الذرية النسبية لـ X تساوي اثنين في الكتلة الذرية النسبية لـ Y. بما أن لدينا الآن علاقة تعبر عن قيمة X، فيمكننا التعويض بذلك في المعادلة الأولى. يعطينا ذلك 64 يساوي اثنين Y زائد اثنين Y. يمكننا تجميع الحدود المتشابهة، ثم قسمة طرفي المعادلة على أربعة. نجد بذلك أن قيمة Y تساوي 16. يمكننا بعد ذلك التعويض بهذه القيمة في المعادلة الثانية لنحصل على X يساوي اثنين في 16، أو X يساوي 32.
والآن، بعدما عرفنا أن الكتلة الذرية النسبية لـ X تساوي 32، والكتلة الذرية النسبية لـ Y تساوي 16، يمكننا مقارنة هاتين القيمتين بالقيم المعطاة في السؤال. نستطيع ملاحظة أن الكتلة الذرية النسبية التي تساوي 32 تناظر عنصر الكبريت، والكتلة الذرية النسبية التي تساوي 16 تناظر عنصر الأكسجين. ومن ثم، لا بد أن يكون العنصر X هو الكبريت، والعنصر Y هو الأكسجين. إذن، بمعلومية الصيغة الكيميائية وكتلة الصيغة النسبية لمركبين مجهولين، وجدنا فيما يتعلق بالعنصرين X، Y أن X يساوي S، Y يساوي O، وهو الخيار ب.
