Ubichinon Q10 (koenzym Q10) jest niezbędnym elementem łańcucha oddechowego.
Zapobiega produkcji rodników, oksydacyjnym modyfikacjom białek, lipidów oraz DNA i pełni
wiele innych funkcji w organizmie. Poniżej przedstawiono wzór opisujący strukturę cząsteczki
ubichinonu Q10.
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,
albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Cząsteczka ubichinonu Q10 o strukturze przedstawionej w informacji zawiera 14 wiązań π.
P
F
2.
Cząsteczka ubichinonu Q10 o strukturze przedstawionej w informacji zawiera pierścień aromatyczny.
P
F
3.
W łańcuchowym fragmencie cząsteczki ubichinonu Q10 o strukturze przedstawionej w informacji wszystkim atomom węgla można przypisać hybrydyzację sp2
Metanal jest najprostszym aldehydem. Jego cząsteczki łatwo łączą się w pierścienie o wzorze
(CH2O)3 lub w formę łańcuchową HO–[CH2O]8-100–H powstającą samorzutnie w roztworach
wodnych metanalu. Metanal należy do grupy aldehydów ulegających reakcji Cannizaro, która
polega na jednoczesnym utlenianiu i redukcji aldehydu w środowisku zasadowym. Jednym
z produktów tej reakcji jest sól kwasu karboksylowego.
27.1. (1 pkt)
Narysuj kreskowy wzór elektronowy cząsteczki metanalu. Zaznacz wszystkie wolne
pary elektronowe.
27.2. (1 pkt)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie.
Liczba wiązań σ w cząsteczce metanalu wynosi (1 / 2 / 3 / 4), natomiast liczba wiązań π jest równa (1 / 2 / 3 / 4). Orbitalom walencyjnym atomu węgla przypisuje się hybrydyzację sp2, dlatego cząsteczka metanalu ma kształt (liniowy / płaski / tetraedryczny).
Zdolność cząsteczek metanalu do (polimeryzacji / polikondensacji) jest uwarunkowana
obecnością w jego cząsteczce (wiązania σ / wiązania π / atomu tlenu).
27.3. (2 pkt)
Napisz w formie cząsteczkowej równanie reakcji metanalu z wodorotlenkiem sodu.
Podaj nazwy systematyczne organicznych produktów tej reakcji.
Dwa pierwiastki oznaczono umownie literami X i Z. Dwuujemny jon pierwiastka Z ma
konfigurację elektronową 1s22s22p63s23p6 w stanie podstawowym. Pierwiastki X i Z tworzą
związek XZ2, w którym stosunek masowy pierwiastka X do pierwiastka Z jest równy 3 : 16.
Cząsteczka tego związku ma budowę liniową.
Napisz wzór sumaryczny związku opisanego w informacji, zastępując umowne
oznaczenia X i Z symbolami pierwiastków. Podaj typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali
walencyjnych atomu pierwiastka X tworzącego związek XZ2 oraz napisz liczbę wiązań
typu σ i liczbę wiązań typu π występujących w cząsteczce opisanego związku chemicznego.
Wzór sumaryczny: ......................................
Liczba wiązań typu σ: .................................
Typ hybrydyzacji: ......................................
Liczba wiązań typu π: ................................
Poniżej przedstawiono uproszczony wzór para-benzochinonu – jednego z chinonów – oraz
produktu jego redukcji, czyli hydrochinonu. Pod wzorami tych związków podano ich nazwy
systematyczne.
Izomerem para-benzochinonu jest orto-benzochinon. Jego nazwa systematyczna to cykloheksa-3,5-dieno-1,2-dion.
Określ formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali
walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczce para-benzochinonu
i w cząsteczce hydrochinonu. Uzupełnij tabelę.
Jedną z metod otrzymywania halogenoalkanów jest reakcja alkoholu alifatycznego
z halogenkiem fosforu(III). Ta reakcja przebiega zgodnie z poniższym schematem, w którym
R oznacza grupę alkilową, a X – atom halogenu.
3R–OH + PX3 → 3R–X + H3PO3
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
Napisz wzór elektronowy bromku fosforu(III). Pary elektronowe wiązań oraz wolne pary
elektronowe zaznacz kreskami. Oceń, czy cząsteczka bromku fosforu(III) jest płaska.
Dwa pierwiastki oznaczono umownie literami X i Z. Dwuujemny jon pierwiastka Z ma
konfigurację elektronową 1s22s22p63s23p6 w stanie podstawowym. Pierwiastki X i Z tworzą
związek XZ2, w którym stosunek masowy pierwiastka X do pierwiastka Z jest równy 3 : 16.
Cząsteczka tego związku ma budowę liniową.
Napisz wzór sumaryczny związku opisanego w informacji, zastępując umowne
oznaczenia X i Z symbolami pierwiastków. Podaj typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali
walencyjnych atomu pierwiastka X tworzącego związek XZ2 oraz napisz liczbę wiązań
typu σ i liczbę wiązań typu π występujących w cząsteczce opisanego związku chemicznego.
Wzór sumaryczny: ......................................
Liczba wiązań typu σ: .................................
Typ hybrydyzacji: ......................................
Liczba wiązań typu π: ................................
Nadtlenek wodoru H2O2 jest gęstą, syropowatą cieczą, która miesza się z wodą w każdym
stosunku. W roztworach wodnych ulega w niewielkim stopniu dysocjacji według równania:
H2O2 + H2O ⇄ HO−2 + H3O+
Przestrzenne rozmieszczenie atomów w cząsteczce nadtlenku wodoru ilustruje poniższy
rysunek.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Korzystając z informacji na temat struktury cząsteczki nadtlenku wodoru, uzupełnij
poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym
nawiasie.
W cząsteczce nadtlenku wodoru atomy wodoru połączone są z atomami tlenu wiązaniami kowalencyjnymi (spolaryzowanymi / niespolaryzowanymi), a między atomami tlenu występuje wiązanie kowalencyjne (spolaryzowane / niespolaryzowane).
Cząsteczka nadtlenku wodoru jest (polarna / niepolarna).
Kształt cząsteczki nadtlenku wodoru można wyjaśnić, jeśli się założy hybrydyzację typu (sp3 / sp2 / sp) walencyjnych orbitali atomowych tlenu.
Krzem ulega reakcji z roztworami wodorotlenków litowców, w wyniku czego tworzy
krzemiany litowców o wzorze ogólnym Me2SiO3. Krzem tworzy z wodorem związki zwane
silanami, których struktura jest analogiczna do struktury węglowodorów nasyconych i wyraża
się ogólnym wzorem SinH2n + 2. Cząsteczka najprostszego silanu zawiera jeden atom krzemu.
Wszystkie silany są nietrwałe w obecności tlenu – ich pary zapalają się w zetknięciu
z powietrzem.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Napisz wzór sumaryczny najprostszego silanu. Określ typ hybrydyzacji walencyjnych
orbitali atomowych atomu krzemu w cząsteczce tego związku.
W opisie tworzenia wiązań kowalencyjnych zakłada się hybrydyzację nie tylko orbitali
uczestniczących w powstawaniu wiązań σ, lecz także orbitali walencyjnych zawierających
niewiążące pary elektronowe.
Uzupełnij poniższe zdania dotyczące wiązań i hybrydyzacji orbitali atomów
w cząsteczkach etynu i wody. Zaznacz właściwe określenie w każdym nawiasie.
Cząsteczka etynu W wiązaniu każdego atomu węgla z drugim atomem węgla i atomem wodoru zakłada się udział dwóch orbitali zhybrydyzowanych typu (sp / sp2 / sp3), w wyniku czego powstają dwa wiązania typu (σ / π). Z dwóch orbitali atomowych typu (s / p) każdego atomu węgla powstają między atomami węgla dwa wiązania typu (σ / π).
Cząsteczka wody Orbitalom walencyjnym atomu tlenu przypisuje się hybrydyzację (sp / sp2 / sp3). Dwa zhybrydyzowane orbitale tlenu zawierające elektrony niesparowane tworzą z dwoma atomami wodoru dwa wiązania typu (σ / π). Na pozostałych (2 / 3 / 4) zhybrydyzowanych orbitalach tlenu występują niewiążące pary elektronowe.
W cząsteczce kwasu askorbinowego (witaminy C) występują dwa enolowe atomy węgla,
czyli atomy węgla o hybrydyzacji sp2 z przyłączonymi grupami hydroksylowymi. Cząsteczka
tego związku zawiera ponadto dwa asymetryczne atomy węgla – o hybrydyzacji sp3
z przyłączonymi czterema różnymi podstawnikami. Poniżej przedstawiono wzór witaminy C,
w którym małymi literami oznaczono poszczególne atomy węgla.
Napisz litery (a–f), którymi oznaczono w powyższym wzorze kwasu askorbinowego
wszystkie enolowe atomy węgla oraz wszystkie asymetryczne atomy węgla.
Poniżej przedstawiono wzory: cykloheksanonu, cykloheksanolu i kwasu adypinowego.
Literami a, b i c oznaczono wybrane atomy węgla.
Określ formalne stopnie utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) atomów węgla oznaczonych w podanych wzorach literami a, b i c. Uzupełnij tabelę.
