Chemia - Matura Lipiec 2020, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 6.
W poniższej tabeli zestawiono wybrane właściwości litowców i berylowców.
| Właściwość | Nazwa pierwiastka | |||||
| lit | beryl | sód | magnez | potas | wapń | |
| promień kationu*, pm |
76 | 45 | 102 | 72 | 138 | 100 |
| promień atomu, pm | 134 | 125 | 154 | 145 | 196 | 174 |
| pierwsza energia jonizacji, kJ∙mol−1 |
520 | 899 | 496 | 738 | 419 | 590 |
| temperatura topnienia, K |
454 | 1560 | 371 | 923 | 336 | 1115 |
* W tabeli podano promień kationów M+ – dla litowców oraz M2+ – dla berylowców.
6.1. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
- Dla pierwiastków danego okresu stosunek promienia jonowego do promienia atomowego litowca jest (większy / mniejszy) niż stosunek promienia jonowego do promienia atomowego berylowca.
- W każdym okresie temperatury topnienia berylowców są (wyższe / niższe) niż temperatury topnienia litowców, czego przyczyną jest silniejsze wiązanie metaliczne występujące między atomami (berylowców / litowców).
6.2. (0–1)
Pierwsza energia jonizacji to minimalna energia potrzebna do oderwania jednego elektronu od atomu pierwiastka w stanie gazowym, czego skutkiem jest powstanie kationu. Molowa energia jonizacji – wyrażona w kJ∙mol−1 – jest równa energii jonizacji 1 mola atomów.
Sformułuj zależność między wartością pierwszej energii jonizacji a liczbą atomową berylowca. Wyjaśnij, dlaczego pierwsza energia jonizacji litowca jest niższa niż pierwsza energia jonizacji berylowca leżącego w tym samym okresie układu okresowego.
Zależność między pierwszą energią jonizacji a liczbą atomową berylowca:
Pierwsza energia jonizacji litowca jest niższa niż pierwsza energia jonizacji berylowca, leżącego w tym samym okresie układu okresowego pierwiastków, ponieważ
Rozwiązanie
6.1. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne uzupełnienie dwóch zdań.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
- Dla pierwiastków danego okresu stosunek promienia jonowego do promienia atomowego litowca jest (większy / mniejszy) niż stosunek promienia jonowego do promienia atomowego berylowca.
- W każdym okresie temperatury topnienia berylowców są (wyższe / niższe) niż temperatury topnienia litowców, czego przyczyną jest silniejsze wiązanie metaliczne występujące między atomami (berylowców / litowców).
6.2. (0–1)
Schemat punktowania
1 p. – za poprawne określenie zależności i poprawne wyjaśnienie.
0 p. – za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Przykładowa odpowiedź
Zależność pomiędzy pierwszą energią jonizacji a liczbą atomową berylowca:
wartość pierwszej energii jonizacji maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej berylowca.
Pierwsza energia jonizacji litowca jest mniejsza niż pierwsza energia jonizacji berylowca, leżącego w tym samym okresie układu okresowego pierwiastków, ponieważ
ładunek rdzenia atomowego litowca jest mniejszy niż ładunek rdzenia berylowca.
lub
litowce mają mniejszą liczbę protonów w jądrze.
lub
ładunek jądra litowców jest mniejszy niż ładunek jądra berylowców.
Uwaga:
Odpowiedź: "im większy promień atomowy, tym słabsze przyciąganie elektronów walencyjnych przez jądro atomu, (więc tym mniej energii potrzeba do oderwania elektronu)" należy uznać za poprawną.
