Тест по биологии: Атомы и молекулы (10 класс)
Тест по биологии «Атомы и молекулы» для 10 класса — это проверочная работа, предназначенная для оценки уровня понимания учащимися фундаментальных физико-химических основ организации живой материи. Тест охватывает темы строения атома, природы химических связей и принципов образования молекул в биологических системах.
1
Что представляет собой атом согласно современным научным представлениям?
Правильный ответ:
Электронейтральную систему, состоящую из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, образующих электронное облако.Пояснение:
В современной физике и химии атом рассматривается как сложная система. В центре находится массивное положительно заряженное ядро (состоящее из протонов и нейтронов), вокруг которого движутся легкие отрицательно заряженные электроны. Атом в целом электронейтрален, так как заряд ядра компенсируется суммарным зарядом электронов. Представление об атоме как о неделимом шарике устарело более века назад.2
Какие частицы определяют способность атома образовывать химические связи с другими атомами?
Правильный ответ:
Валентные электроны, находящиеся на внешних электронных оболочках.Пояснение:
Химические свойства атома и его способность соединяться с другими атомами зависят от строения его электронной оболочки, а именно от внешних (валентных) электронов. Внутренние электроны и ядро в химических реакциях, как правило, не участвуют. Атомы стремятся заполнить свой внешний уровень, отдавая, принимая или обобществляя валентные электроны.3
Какое определение наиболее точно описывает ковалентную связь?
Правильный ответ:
Химическая связь, образующаяся за счет объединения (обобществления) валентных электронов атомов в общие пары.Пояснение:
Ковалентная связь — это основной тип химической связи в молекулах органических веществ и многих неорганических газах. Она образуется, когда два атома обобществляют свои неспаренные электроны, создавая общую электронную пару, которая принадлежит обоим атомам. Это отличает её от ионной связи (передача электрона) и металлических связей.4
Как называется атом, который в процессе образования химической связи «отдает» свои электроны или предоставляет их в общее пользование?
Правильный ответ:
Донор.Пояснение:
В химических взаимодействиях атомы с низкой электроотрицательностью (например, водород или металлы), которые легко отдают свои электроны или предоставляют их для образования связи, называются донорами. Атомы, которые принимают эти электроны (обладающие высокой электроотрицательностью), называются акцепторами.5
Что такое валентность химического элемента?
Правильный ответ:
Способность атома образовывать определенное количество химических связей с другими атомами.Пояснение:
Валентность — это фундаментальное свойство атома, определяющее, со сколькими другими атомами он может соединиться. Численно валентность обычно равна количеству неспаренных электронов на внешнем уровне (в основном состоянии) или числу общих электронных пар, которые атом образует в молекуле. Например, углерод в органике четырехвалентен.6
Какая химическая связь называется двойной?
Правильный ответ:
Ковалентная связь, образованная за счет объединения двух пар электронов.Пояснение:
Двойная связь возникает, когда два атома обобществляют не одну, а две пары электронов (всего 4 электрона участвуют в связи). Примером может служить молекула кислорода (O=O) или этилен. Такие связи прочнее и короче одинарных связей, но часто более реакционноспособны.7
Что является носителем свойств химического элемента?
Правильный ответ:
Атом.Пояснение:
Атом — это наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства. Молекула состоит из атомов и может обладать свойствами сложного вещества. Электрон — это субатомная частица, одинаковая для всех элементов. Клетка — это биологическая единица, состоящая из множества молекул.8
Какую роль выполняют атомы кислорода и галогенов при образовании химических связей с металлами или водородом?
Правильный ответ:
Они выступают в роли акцепторов, стремясь притянуть («отобрать») электроны к себе.Пояснение:
Кислород и галогены (фтор, хлор и др.) являются элементами с высокой электроотрицательностью. На их внешних оболочках не хватает всего нескольких электронов до завершения (до 8). Поэтому они стремятся заполнить свои оболочки, активно притягивая электроны от атомов-доноров (металлов, водорода), выступая в роли акцепторов.9
Из чего состоит атомное ядро?
Правильный ответ:
Из протонов и нейтронов (нуклонов).Пояснение:
Атомное ядро — центральная часть атома, в которой сосредоточена почти вся его масса. Оно состоит из двух типов частиц: положительно заряженных протонов и не имеющих электрического заряда нейтронов. Вместе эти частицы называют нуклонами. Электроны не входят в состав ядра, а движутся вокруг него.10
Почему молекулы большинства веществ являются достаточно стабильными структурами?
Правильный ответ:
Потому что ковалентные химические связи, возникающие при объединении электронов, являются весьма прочными.Пояснение:
Стабильность молекул обеспечивается прочностью химических связей. При образовании ковалентной связи (обобществлении электронов) энергия системы понижается, и атомы переходят в более выгодное и устойчивое энергетическое состояние по сравнению с изолированными атомами. Чтобы разорвать эти связи, требуется затратить значительную энергию.11
Что означает греческое слово «атомос»?
Правильный ответ:
Неделимый, неразрезаемый.Пояснение:
Термин «атом» был введен древнегреческим философом Демокритом. В переводе с греческого «atomos» означает «неделимый». Древние философы полагали, что материю нельзя делить бесконечно, и существует предел деления — атом. Хотя физика XX века показала, что атом делим (состоит из ядра и электронов), название сохранилось.12
Какие электроны называют неспаренными?
Правильный ответ:
Электроны на внешней оболочке, не имеющие пары в своей орбитали и способные к образованию связи.Пояснение:
Электроны на орбиталях располагаются парами (с противоположными спинами). Если на орбитали находится только один электрон, он называется неспаренным. Именно наличие неспаренных электронов делает атом химически активным и способным образовывать ковалентные связи, объединяя эти электроны с неспаренными электронами других атомов.13
В какой из перечисленных молекул присутствует тройная ковалентная связь?
Правильный ответ:
В молекуле азота (N₂).Пояснение:
Атом азота имеет на внешнем уровне три неспаренных электрона. При образовании молекулы N₂ два атома азота обобществляют все три пары этих электронов, образуя очень прочную тройную связь (N≡N). Именно поэтому атмосферный азот так инертен и плохо вступает в реакции.14
Какое утверждение о движении электронов в атоме является верным с современной точки зрения?
Правильный ответ:
Электроны образуют электронное облако, и можно говорить лишь о вероятности их нахождения в той или иной области пространства.Пояснение:
Планетарная модель Резерфорда-Бора, где электроны летают по орбитам, является упрощением. Квантовая механика описывает электрон как волну и частицу одновременно. Нельзя точно указать траекторию электрона, можно лишь определить область пространства (орбиталь или облако), где вероятность его нахождения максимальна.15
Что происходит с энергетическим состоянием атомов при образовании химической связи?
Правильный ответ:
Атомы заполняют свои внешние оболочки, и энергия системы понижается, что делает молекулу устойчивой.Пояснение:
Образование химической связи — это энергетически выгодный процесс. Атомы стремятся к конфигурации инертных газов (заполненной внешней оболочке), которая является наиболее стабильной и обладает минимальной энергией. При образовании связи избыточная энергия выделяется, и система переходит в устойчивое состояние.16
Какой заряд имеет атомное ядро?
Правильный ответ:
Положительный.Пояснение:
Атомное ядро состоит из положительно заряженных протонов и нейтральных нейтронов. Следовательно, суммарный заряд ядра всегда положителен. Именно этот положительный заряд удерживает отрицательно заряженные электроны на орбиталях вокруг ядра силами электростатического притяжения.17
Как называются химические элементы, атомы которых составляют основу всех органических веществ (углерод, водород, кислород, азот)?
Правильный ответ:
Органогены.Пояснение:
Эти четыре элемента (C, H, O, N) называют биогенными элементами или органогенами. Они составляют около 98% массы живых клеток. Их атомы идеально подходят для построения живой материи, так как они легкие и способны образовывать прочные и разнообразные ковалентные связи.18
Какое из перечисленных веществ состоит непосредственно из атомов, а не из молекул?
Правильный ответ:
Алмаз (кристаллический углерод).Пояснение:
Большинство веществ биологической природы (вода, белки, сахара) имеют молекулярное строение. Однако существуют вещества с атомной кристаллической решеткой, где узлы заняты атомами, связанными прочными связями по всему объему. Примером служит алмаз — аллотропная модификация углерода.19
Чем отличается атом водорода от атомов других элементов?
Правильный ответ:
Он имеет самое простое строение (один протон и один электрон) и наименьшую массу.Пояснение:
Водород — первый элемент периодической таблицы. Его самый распространенный изотоп (протий) состоит всего из одного протона в ядре и одного электрона на орбите. У него нет нейтронов (в протии). Это самый легкий и простой по строению атом во Вселенной.20
Какую роль играет углерод в биологических молекулах благодаря своей валентности IV?