Chemia - Matura Maj 2023, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 1.

Kategoria: Elektrony w atomach, orbitale Układ okresowy pierwiastków Masa atomowa, cząsteczkowa i molowa Typ: Uzupełnij/narysuj wykres, schemat lub tabelę Podaj/wymień Oblicz

O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami A i X wiadomo, że:

należą do tego samego bloku konfiguracyjnego
liczba masowa jednego z izotopów pierwiastka A jest dwa razy większa od jego liczby atomowej i jest równa liczbie atomowej niklu
suma elektronów, neutronów i protonów w atomie jednego z izotopów pierwiastka X jest równa 114, a liczba nukleonów jest równa 79.

1.1. (0–1)

Uzupełnij tabelę. Wpisz symbol pierwiastka A i symbol pierwiastka X oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należą te pierwiastki.

	Symbol pierwiastka	Symbol bloku konfiguracyjnego
Pierwiastek A
Pierwiastek X

1.2. (0–1)

Napisz fragment konfiguracji elektronowej atomu A (w stanie podstawowym) opisujący rozmieszczenie elektronów walencyjnych na podpowłokach. Zastosuj graficzny zapis konfiguracji elektronowej. W tym zapisie uwzględnij numer powłoki i symbole podpowłok.

1.3. (0–1)

Pierwiastki A i X tworzą związek o wzorze AX₄.

Oblicz bezwzględną masę (wyrażoną w gramach) jednej cząsteczki AX₄ złożonej jedynie z atomów tych izotopów, które opisano we wstępie do zadania. Przyjmij, że masa atomowa izotopu jest równa jego liczbie masowej.

Rozwiązanie

1.1. (0–1)

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne napisanie symboli lub nazw pierwiastków oraz symbolu bloku konfiguracyjnego.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania

	Symbol pierwiastka	Symbol bloku konfiguracyjnego
Pierwiastek A	Si LUB krzem	p
Pierwiastek X	Br LUB brom	p

1.2. (0–1)

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne napisanie w formie graficznej fragmentu konfiguracji elektronowej atomu krzemu w stanie podstawowym, opisującego rozmieszczenie elektronów walencyjnych na podpowłokach, z uwzględnieniem numeru powłoki i symboli podpowłok.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Rozwiązanie

Uwaga: Elektrony niesparowane muszą mieć zgodny spin.

1.3. (0–1)

Zasady oceniania
1 pkt – poprawne obliczenie masy cząsteczki AX₄ o określonym składzie izotopowym.
0 pkt – odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.

Przykładowe rozwiązania
Sposób 1.
28 u + 4 ∙ 79 u = 344 u

344 u𝑥 g = 6,02 ∙ 10²³ g1 u

𝑥 = 𝟓, 𝟕 ∙ 𝟏𝟎^−𝟐𝟐 (𝐠) ALBO 𝟓𝟕 ∙ 𝟏𝟎^−𝟐𝟑 (𝐠)

Sposób 2.
28 u + 4 ∙ 79 u = 344 u 1 u = 1,661 ∙ 10⁻²⁴ g

1 u344 u = 1,661 ∙ 10⁻²⁴ g𝑥 g

𝑥 = 𝟓, 𝟕 ∙ 𝟏𝟎^−𝟐𝟐 (𝐠 ) ALBO 𝟓𝟕 ∙ 𝟏𝟎^−𝟐𝟑 (𝐠)

Sposób 3.
𝑚 = (𝑀_A + 4 ∙ 𝑀_X) ∙ 1,661 ∙ 10⁻²⁴ g = (28 + 4 ∙ 79) ∙ 1,661 ∙ 10⁻²⁴ g
= 344 ∙ 1,661 ∙ 10⁻²⁴ g = 𝟓, 𝟕 ∙ 𝟏𝟎^−𝟐𝟐 (𝐠) ALBO 𝟓𝟕 ∙ 𝟏𝟎^−𝟐𝟑 (𝐠)