Verilen bileşiklerin kütleleri arasındaki ilişkiyi bulmak için, öncelikle her bir bileşiğin mol kütlesini ve bir molekülündeki toplam atom sayısını hesaplamamız gerekir. Soruda toplam atom sayılarının eşit olduğu belirtilmiştir. Bu durumda, her bir bileşiğin toplam kütlesini, bir molekülündeki atom sayısına bölerek, birim atom başına düşen kütleyi karşılaştırabiliriz. Birim atom başına düşen kütlesi en büyük olan bileşiğin, eşit atom sayısında en büyük kütleye sahip olacağını anlarız.
- Atom Kütleleri: H=1 g/mol, N=14 g/mol, O=16 g/mol, F=19 g/mol
1. NO₂ için:
- Mol Kütlesi ($M_{NO_2}$): $1 \times N + 2 \times O = 1 \times 14 + 2 \times 16 = 14 + 32 = 46 \text{ g/mol}$
- Bir Moleküldeki Toplam Atom Sayısı: $1 \text{ (N)} + 2 \text{ (O)} = 3 \text{ atom}$
- Birim Atom Başına Düşen Kütle: $\frac{46 \text{ g/mol}}{3 \text{ atom/mol}} \approx 15.33 \text{ g/atom}$
2. N₂H₄ için:
- Mol Kütlesi ($M_{N_2H_4}$): $2 \times N + 4 \times H = 2 \times 14 + 4 \times 1 = 28 + 4 = 32 \text{ g/mol}$
- Bir Moleküldeki Toplam Atom Sayısı: $2 \text{ (N)} + 4 \text{ (H)} = 6 \text{ atom}$
- Birim Atom Başına Düşen Kütle: $\frac{32 \text{ g/mol}}{6 \text{ atom/mol}} \approx 5.33 \text{ g/atom}$
3. NF₃ için:
- Mol Kütlesi ($M_{NF_3}$): $1 \times N + 3 \times F = 1 \times 14 + 3 \times 19 = 14 + 57 = 71 \text{ g/mol}$
- Bir Moleküldeki Toplam Atom Sayısı: $1 \text{ (N)} + 3 \text{ (F)} = 4 \text{ atom}$
- Birim Atom Başına Düşen Kütle: $\frac{71 \text{ g/mol}}{4 \text{ atom/mol}} = 17.75 \text{ g/atom}$
Karşılaştırma:
- NF₃: $17.75 \text{ g/atom}$
- NO₂: $15.33 \text{ g/atom}$
- N₂H₄: $5.33 \text{ g/atom}$
Birim atom başına düşen kütleleri en büyükten en küçüğe sıralarsak:
NF₃ > NO₂ > N₂H₄
Bu sıralama, toplam atom sayıları eşit olduğunda bileşiklerin kütleleri arasındaki ilişkiyi doğru bir şekilde vermektedir.
Cevap A seçeneğidir.