Dimetyloglioksym jest związkiem organicznym o następującym wzorze:
Związek ten jest wykorzystywany w analizie chemicznej między innymi do wykrywania
i określania ilości jonów niklu(II), z którymi tworzy trudno rozpuszczalny w wodzie osad
dimetyloglioksymianu niklu(II) o różowym zabarwieniu. Reakcja ta przebiega zgodnie
z równaniem:
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2. Chemiczne metody analizy ilościowej,
Warszawa 1998, s. 179–181.
Napisz konfigurację elektronową atomu niklu w stanie podstawowym, uwzględniając rozmieszczenie elektronów na podpowłokach,
i przedstaw schemat klatkowy rozmieszczenia elektronów walencyjnych atomu tego
pierwiastka chemicznego.
Cząsteczka trichlorku fosforu o wzorze PCl3 ma budowę przestrzenną podobną do struktury
cząsteczki amoniaku.
5.1. (0–1)
Określ charakter wiązania chemicznego (wiązanie kowalencyjne niespolaryzowane,
kowalencyjne spolaryzowane) w cząsteczce trichlorku fosforu i napisz wzór elektronowy
tej cząsteczki. Zaznacz kreskami wiążące i wolne pary elektronowe.
Charakter wiązania:
Wzór elektronowy:
5.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania – wybierz i podkreśl jedno właściwe określenie spośród
podanych w każdym nawiasie.
Orbitalom walencyjnym atomu centralnego w cząsteczce trichlorku fosforu przypisuje się
hybrydyzację typu (sp / sp2 / sp3). Atom centralny (nie stanowi bieguna elektrycznego / stanowi biegun elektryczny dodatni / stanowi biegun elektryczny ujemny) w tej cząsteczce.
Atomy pierwiastków chemicznych mogą występować w różnych stanach energetycznych. Stan
o najniższej energii nazywamy podstawowym, a stany o energiach wyższych – wzbudzonymi.
Na podstawie: W. Kołos, Elementy chemii kwantowej sposobem niematematycznym wyłożone, Warszawa 1984.
Atom germanu w stanie podstawowym ma dwa sparowane elektrony walencyjne
w podpowłoce 4s i dwa niesparowane elektrony walencyjne w podpowłoce 4p.
Oceń, czy możliwe jest obsadzenie elektronami podpowłok 4s i 4p w atomie germanu
w sposób przedstawiony poniżej. Odpowiedź uzasadnij.
Wpisz do tabeli symbole chemiczne pierwiastków opisanych niżej.
1.
Niemetal, w którego atomie w stanie podstawowym liczba sparowanych elektronów walencyjnych trzeciej powłoki jest dwa razy większa niż liczba elektronów niesparowanych.
2.
Pierwiastek, którego atom w stanie podstawowym ma następującą konfigurację elektronową: 1s22s22p63s23p64s13d5 .
3.
Pierwiastek, którego dwudodatni kation w stanie podstawowym ma następującą konfigurację elektronową: 1s22s22p63s23p63d10 .
O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami X i Z wiadomo, że:
konfiguracja elektronowa atomu w stanie podstawowym pierwiastka X może zostać przedstawiona w postaci zapisu:
łączna liczba elektronów na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d atomu w stanie podstawowym pierwiastka Z jest równa liczbie elektronów walencyjnych atomu pierwiastka X.
1.1. (1 pkt)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, numer grupy oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku
Pierwiastek X
Pierwiastek Z
1.2. (1 pkt)
W pewnym stanie wzbudzonym atomu pierwiastka X na podpowłokach trzeciej powłoki
znajdują się cztery niesparowane elektrony walencyjne.
Uzupełnij schemat, tak aby przedstawiał on fragment konfiguracji elektronowej atomu pierwiastka X ilustrujący rozmieszczenie elektronów (w zapisie klatkowym) na walencyjnych podpowłokach atomu tego pierwiastka w opisanym stanie wzbudzonym. Pod zapisem klatkowym wpisz numery powłok i symbole podpowłok.
1.3. (1 pkt)
Dla jednego z niesparowanych elektronów atomu w stanie podstawowym pierwiastka Z podaj wartości dwóch charakteryzujących go liczb kwantowych: głównej i pobocznej. Ich wartości wpisz do tabeli.
Wpisz do tabeli symbole chemiczne pierwiastków opisanych niżej.
1.
Niemetal, w którego atomie w stanie podstawowym liczba sparowanych elektronów walencyjnych trzeciej powłoki jest dwa razy większa niż liczba elektronów niesparowanych.
2.
Pierwiastek, którego atom w stanie podstawowym ma następującą konfigurację elektronową: 1s22s22p63s23p64s13d5 .
3.
Pierwiastek, którego dwudodatni kation w stanie podstawowym ma następującą konfigurację elektronową: 1s22s22p63s23p63d10 .
O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami X i Z wiadomo, że:
oba przyjmują w związkach chemicznych taki sam maksymalny stopień utlenienia
konfiguracja elektronowa atomu pierwiastka X w stanie wzbudzonym, który powstał
w wyniku przeniesienia jednego z elektronów sparowanych na podpowłokę wyższą
energetycznie i nieobsadzoną, może zostać przedstawiona w postaci zapisu:
w stanie podstawowym atom pierwiastka Z ma łącznie na ostatniej powłoce i na podpowłoce
3d pięć elektronów.
1.1. (0–2)
Wpisz do tabeli symbol pierwiastka X i symbol pierwiastka Z, numer grupy oraz symbol
bloku konfiguracyjnego, do których należy każdy z pierwiastków.
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku konfiguracyjnego
pierwiastek X
pierwiastek Z
1.2. (0–1)
Napisz wzór sumaryczny wodorku pierwiastka X oraz maksymalny stopień utlenienia,
jaki przyjmują pierwiastki X i Z w związkach chemicznych.
Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka X:
Maksymalny stopień utlenienia, jaki przyjmują pierwiastki X i Z w związkach chemicznych:
1.3. (0–1)
Przedstaw pełną konfigurację elektronową jonu Z2+ w stanie podstawowym. Zastosuj
zapis z uwzględnieniem podpowłok.
Wśród sztucznych przemian jądrowych można wyróżnić reakcje, które są następstwem
bombardowania stabilnych jąder nukleonami. Poniżej przedstawiono równanie takiej reakcji
(przemiana I), a drugą – opisano schematem (przemiana II).
przemiana I 63Li + 11p → 32He + 42He
przemiana II 3517Cl + 10n → 35ZX + 11p , gdzie Z oznacza liczbę atomową pierwiastka X.
Na podstawie: J. Sawicka, A. Janich-Kilian, W. Cejner-Mania, G. Urbańczyk, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.
W równaniach tych przemian bilansuje się oddzielnie liczby atomowe i oddzielnie liczby
masowe. Ich sumy po obu stronach równania muszą być sobie równe.
1.1. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz symbol chemiczny pierwiastka X, symbol bloku
konfiguracyjnego, do którego należy pierwiastek X, liczbę elektronów walencyjnych
w atomie pierwiastka X oraz najniższy stopień utlenienia, który przyjmuje ten
pierwiastek w związkach chemicznych.
Symbol pierwiastka
Symbol bloku
Liczba elektronów walencyjnych
Najniższy stopień utlenienia
1.2. (0–1)
Elektrony w atomie mogą absorbować energię i zajmować wyższe poziomy energetyczne.
Atom może znaleźć się wtedy w takim stanie wzbudzonym, w którym wszystkie elektrony
podpowłok walencyjnych będą niesparowane.
Uzupełnij poniższe schematy, tak aby przedstawiały zapis konfiguracji elektronowej
atomu pierwiastka X w stanie podstawowym oraz w stanie wzbudzonym, w którym
wszystkie elektrony walencyjne są niesparowane i należą do powłoki trzeciej.
Konfiguracja elektronowa w stanie podstawowym
Konfiguracja elektronowa w stanie wzbudzonym
1.3. (0–1)
Oblicz, ile miligramów obu izotopów helu powstałoby łącznie ze 100 miligramów izotopu
litu 63Li w wyniku przemiany I, gdyby proces przebiegał z wydajnością równą 100%.
Przyjmij, że wartości masy atomowej poszczególnych izotopów są równe ich liczbom
masowym.
Pierwiastek A tworzy aniony złożone o wzorze AO−4 , w których występuje na swoim
najwyższym stopniu utlenienia. Pierwiastek A jest metalem.
Pierwiastek D tworzy aniony złożone o wzorze DO−3, w których występuje na swoim
najwyższym stopniu utlenienia. Pierwiastek D może przyjmować w związkach ujemne
stopnie utlenienia.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie, a w wyznaczone miejsca wpisz numer grupy oraz stopień utlenienia.
Pierwiastek A w jonie AO−4 może w reakcji redoks pełnić funkcję (wyłącznie
reduktora / reduktora lub utleniacza / wyłącznie utleniacza). Pierwiastek D w jonie DO−3 może (wyłącznie oddać elektrony / wyłącznie przyjąć
elektrony / oddać lub przyjąć elektrony).
Pierwiastek A należy do grupy układu okresowego pierwiastków.
Pierwiastek D należy do grupy układu okresowego pierwiastków,
a jego najniższy stopień utlenienia w związkach jest równy .
W stanie podstawowym atom galu ma jeden niesparowany elektron.
Uzupełnij zdania. Wybierz i podkreśl symbol typu podpowłoki oraz wartość głównej
i pobocznej liczby kwantowej spośród podanych w nawiasach.
Niesparowany elektron atomu galu w stanie podstawowym należy do podpowłoki typu
(s / p / d). Główna liczba kwantowa n opisująca stan tego elektronu wynosi (2 / 3 / 4),
a poboczna liczba kwantowa l jest równa (0 / 1 / 2 / 3).
Poniżej wymieniono symbole sześciu pierwiastków chemicznych.
Br Ca Cl K S Se
Napisz symbole tych spośród wymienionych pierwiastków, które tworzą jony proste
o konfiguracji argonu, oraz tych, które tworzą jony proste o konfiguracji kryptonu.
Jony proste o konfiguracji argonu tworzą:
Jony proste o konfiguracji kryptonu tworzą:
W układzie okresowym pierwiastków wyróżnia się 4 bloki konfiguracyjne:
blok s, który stanowią pierwiastki 1. i 2. grupy oraz hel – elektrony walencyjne atomów tych pierwiastków (w stanie podstawowym) zajmują w powłoce walencyjnej o numerze n podpowłokę ns
blok p, do którego należą pierwiastki z grup od 13. do 18. z wyjątkiem helu – w powłoce walencyjnej o numerze n atomów tych pierwiastków (w stanie podstawowym) można wyróżnić podpowłokę ns, która jest całkowicie obsadzona elektronami, oraz podpowłokę np, którą zajmują pozostałe elektrony walencyjne
blok d, do którego należą pierwiastki z grup od 3. do 12.
blok f, który stanowią lantanowce i aktynowce.
Zaznacz znakiem x na poniższym schemacie fragmentu układu okresowego wszystkie
pierwiastki, które należą do bloku p, a ich atomy w powłoce walencyjnej (w stanie
podstawowym) mają dokładnie trzy elektrony.
W powłoce walencyjnej atomów (w stanie podstawowym) dwóch pierwiastków, oznaczonych
umownie literami X i Z, tylko jeden elektron jest niesparowany. W obu atomach stan
kwantowo-mechaniczny niesparowanego elektronu opisany jest główną liczbą kwantową
n = 3 i poboczną liczbą kwantową l = 1. Liczba atomowa pierwiastka X jest mniejsza od liczby
atomowej pierwiastka Z.
1.1. (0-1)
Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz symbole pierwiastków X i Z, dane dotyczące ich
położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego
(energetycznego), do którego należy każdy z pierwiastków.
Podaj maksymalny i minimalny stopień utlenienia, jaki może przyjmować
pierwiastek Z w związkach chemicznych, oraz określ charakter chemiczny tlenku,
w którym pierwiastek Z występuje na najwyższym stopniu utlenienia.
Maksymalny stopień utlenienia:
Minimalny stopień utlenienia:
Charakter chemiczny tlenku pierwiastka Z:
Uzupełnij poniższy schemat poziomów energetycznych, tak aby ilustrował on
rozmieszczenie elektronów w atomie miedzi (w stanie podstawowym) w podpowłokach
3d i 4s.
Wybierz i podkreśl w każdym nawiasie poprawne uzupełnienie poniższego tekstu.
Pierwiastki, których symbole wymieniono powyżej, stanowią w układzie okresowym
pierwiastków fragment (III okresu / V okresu / 3. grupy / 5. grupy) i należą do bloku
konfiguracyjnego (s / p / d). Atomy tych pierwiastków mają w stanie podstawowym
jednakowe rozmieszczenie elektronów walencyjnych w podpowłoce (4d / 5s / 5p), a różnią
się rozmieszczeniem elektronów walencyjnych w podpowłoce (4d / 5s / 5p). Największą
liczbę elektronów walencyjnych ma atom (indu / antymonu / jodu / ksenonu).
Brom występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch izotopów o masach atomowych
równych 78,92 u i 80,92 u. Średnia masa atomowa bromu jest równa 79,90 u. Pierwiastek ten
w reakcjach utleniania i redukcji może pełnić funkcję zarówno utleniacza, jak i reduktora.
Tworzy związki chemiczne, w których występują różne rodzaje wiązań.
Uzupełnij poniższy tekst, wpisując w odpowiednie miejsca informacje dotyczące
struktury elektronowej atomu bromu i jego stopni utlenienia.
Atom bromu w stanie podstawowym ma konfigurację elektronową , a w powłoce walencyjnej tego atomu znajduje się elektronów. Brom należy do bloku konfiguracyjnego układu okresowego.
Minimalny stopień utlenienia, jaki przyjmuje brom w związkach chemicznych, jest równy , a maksymalny wynosi .
