20 spośród wszystkich elektronów w atomie opisanych jest liczbą kwantową 𝑙 = 2
elektrony walencyjne atomu X w stanie podstawowym opisane są dwiema różnymi wartościami pobocznej liczby kwantowej (𝑙 = 0 i 𝑙 = 1), przy czym liczba elektronów walencyjnych opisanych poboczną liczbą kwantową 𝑙 = 1 jest większa, niż liczba elektronów walencyjnych opisanych poboczną liczbą kwantową 𝑙 = 0
tylko jeden z elektronów walencyjnych jest niesparowany.
Pierwiastek X reaguje z chlorem, w wyniku czego powstaje związek, w którym procentowa masowa zawartość chloru wynosi 45,6%.
Wykonaj odpowiednie obliczenia i wskaż model, który przedstawia budowę przestrzenną cząsteczki związku pierwiastka X z chlorem.
Niżej przedstawiono konfigurację elektronową kationu pewnego pierwiastka o ładunku 3+.
1s22s22p63s23p63d3
Wpisz symbol tego pierwiastka w miejscu na to przeznaczonym oraz uzupełnij
poniższy schemat tak, aby przedstawiał konfigurację elektronową jego atomu
w stanie podstawowym.
Na zdjęciu obok przedstawiono wodny roztwór soli, w skład której
wchodzą pierwiastki X1, X2 i X3. Dwa z nich są w stanie wolnym
metalami i należą do tego samego okresu, a jeden jest niemetalem
i leży w innym okresie. Masy atomowe tych trzech pierwiastków,
zaokrąglone do liczb całkowitych, spełniają zależność: MX1 + MX2 = MX3.
Atom pierwiastka X3 ma na zewnętrznej powłoce dwa razy więcej
elektronów niż atom pierwiastka X2, a atom pierwiastka X1 ma na
zewnętrznej powłoce dwa razy więcej niesparowanych elektronów niż
atom pierwiastka X2.
1.1. (0–1)
Zidentyfikuj pierwiastki X1, X2 oraz X3. Napisz ich symbole chemiczne.
X1:
X2:
X3:
1.2. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz wartości liczb kwantowych odpowiadających
niesparowanym elektronom w atomach (w stanie podstawowym) pierwiastków X1 i X3.
Uzupełnij tabelę – wpisz wartości liczb kwantowych: głównej n, pobocznej (orbitalnej) l
oraz magnetycznej m, opisujących stan niesparowanego elektronu w atomie potasu
w stanie podstawowym.
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, w którym nastąpiło przeniesienie jednego z elektronów sparowanych na wyższą energetycznie i nieobsadzoną podpowłokę, 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. (2 pkt)
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. (1 pkt)
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. (1 pkt)
Przedstaw pełną konfigurację elektronową jonu Z2+ w stanie podstawowym. Zastosuj
zapis z uwzględnieniem podpowłok.
Na podstawie budowy atomów pierwiastków należących do grup 1.–2. oraz 13.–17. drugiego okresu układu okresowego uzupełnij poniższe zdanie. W wyznaczone miejsca wpisz symbol albo nazwę odpowiedniego pierwiastka.
Spośród pierwiastków drugiego okresu:
najmniejszy ładunek jądra ma atom ;
najmniejszy promień atomowy ma atom ;
najmniejszą wartość pierwszej energii jonizacji ma atom
Elektrony atomu pierwiastka X w stanie podstawowym zajmują siedem orbitali, przy czym sześć z nich jest całkowicie zapełnionych. Ten pierwiastek reaguje zarówno z kwasem solnym, jak i ze stężonym wodnym roztworem wodorotlenku potasu. Jednym z produktów obu przemian jest ten sam gaz.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, albo F – jeśli jest fałszywe.
1.
W stanie podstawowym tylko 6 elektronów atomu pierwiastka X jest opisanych główną liczbą kwantową 𝑛 równą 2.
P
F
2.
Żaden elektron atomu pierwiastka X w stanie podstawowym nie jest opisany poboczną liczbą kwantową 𝑙 równą 2.
Elektrony atomu pierwiastka X w stanie podstawowym zajmują siedem orbitali, przy czym sześć z nich jest całkowicie zapełnionych. Ten pierwiastek reaguje zarówno z kwasem solnym, jak i ze stężonym wodnym roztworem wodorotlenku potasu. Jednym z produktów obu przemian jest ten sam gaz.
Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz dane dotyczące położenia pierwiastka X w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego ten pierwiastek należy.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Promień kationu jest (mniejszy / większy) niż promień atomu, z którego ten kation powstał. Promień anionu jest (mniejszy / większy) niż promień atomu, z którego ten anion powstał.
Jeżeli jony mają taką samą konfigurację elektronową, to promienie anionów są (mniejsze / większe) niż promienie kationów. Anion tlenkowy ma (mniejszy / większy) promień niż anion fluorkowy.
Dwa pierwiastki należące do trzeciego okresu oznaczono umownie literami E i X. W atomie (w stanie podstawowym) każdego z tych pierwiastków tylko jeden elektron jest niesparowany. Pierwiastek E zwykle przyjmuje w związkach chemicznych jeden stopień utlenienia, wyższy niż +I, a pierwiastek X tworzy związki chemiczne, w których występuje na różnych stopniach utlenienia. Maksymalny stopień utlenienia pierwiastka E jest niższy niż maksymalny stopień utlenienia pierwiastka X.
1.1. (0–2)
Uzupełnij poniższą tabelę. Dla pierwiastków E i X napisz symbol chemiczny, numer grupy w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należą te pierwiastki.
Pierwiastek
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku
E
X
1.2. (0–1)
Zapisz pełną konfigurację elektronową atomu w stanie podstawowym pierwiastka E –uwzględnij rozmieszczenie elektronów na podpowłokach.
1.3. (0–1)
Podaj wartość najniższego i wartość najwyższego stopnia utlenienia, jaki może przyjmować pierwiastek X w związkach chemicznych.
Najniższy stopień utlenienia:
Najwyższy stopień utlenienia:
W poniższej tabeli podano wartości promieni atomowych r1, r2, r3 i r4 atomów czterech
pierwiastków.
Na podstawie: M.J. Sienko, R.A. Plane, Chemia. Podstawy i zastosowania, Warszawa 1996.
Uzupełnij poniższą tabelę. Na podstawie zmienności promieni atomów w grupach
i okresach przyporządkuj wymienionym pierwiastkom wartości promieni atomowych
ich atomów.
Z dwóch pierwiastków, które umownie oznaczono literami X i E, powstają wodorki
o wzorach XH3 i EH3. Atomy każdego z tych pierwiastków mają tyle elektronów
niewalencyjnych, ile wynosi liczba nukleonów w atomie izotopu 2814Si. W stanie podstawowym
atomy pierwiastka E mają większą liczbę elektronów niesparowanych niż atomy
pierwiastka X.
1.1. (0–2)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i E, symbol bloku
konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków, oraz ich maksymalne
stopnie utlenienia.
Symbol pierwiastka
Symbol bloku
Maksymalny stopień utlenienia
pierwiastek X
pierwiastek E
1.2. (0–1)
Napisz fragment konfiguracji elektronowej atomu w stanie podstawowym pierwiastka
E opisujący rozmieszczenie elektronów walencyjnych na podpowłokach – zastosuj
schemat klatkowy. Pod schematem napisz numer powłoki i symbole podpowłok.
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.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
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
Atomy pierwiastków chemicznych mogą występować w różnych stanach energetycznych. Stan
o najniższej energii nazywamy podstawowym, a stany o energiach wyższych – wzbudzonymi.
Poniższe schematy I i II przedstawiają konfigurację elektronową dla orbitali walencyjnych
atomu pewnego pierwiastka chemicznego X w różnych stanach energetycznych.
Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz symbol pierwiastka X, numer grupy oraz symbol bloku
konfiguracyjnego, do którego należy ten pierwiastek. Napisz, który schemat konfiguracji
elektronowej (I albo II) opisuje stan podstawowy atomu pierwiastka X.
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku
Stan podstawowy atomu pierwiastka X opisuje schemat numer
Poniżej przedstawiono wzory elektronowe cząsteczek dwóch pierwiastków, oznaczonych
umownie literami A i D. Oba pierwiastki należą do drugiego okresu układu okresowego.
Zidentyfikuj pierwiastki A i D, a następnie uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz
jedną odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Większy ładunek jądra ma atom pierwiastka oznaczonego literą (A / D). Mniejszy promień
atomowy ma atom pierwiastka oznaczonego literą (A / D).
Zidentyfikuj pierwiastki chemiczne na podstawie podanych niżej opisów konfiguracji
atomów lub jonów w stanie podstawowym. Wpisz ich symbole do tabeli.
Opis konfiguracji
Symbol pierwiastka
Konfiguracja elektronowa dwudodatniego jonu tego pierwiastka jest taka sama jak konfiguracja elektronowa atomu argonu.
Ten pierwiastek należy do bloku p. Elektrony w atomie tego pierwiastka (w stanie podstawowym) rozmieszczone są na czterech powłokach elektronowych, a na podpowłoce p powłoki walencyjnej liczba elektronów sparowanych jest równa liczbie elektronów niesparowanych.
Elektrony w atomie tego pierwiastka są rozmieszczone na czterech powłokach elektronowych. W stanie podstawowym liczba elektronów na podpowłoce d jest taka sama jak liczba elektronów na powłoce o najwyższej energii.
Chlor występuje w przyrodzie w postaci mieszaniny dwóch izotopów. W jądrze izotopu
o mniejszej liczbie masowej znajduje się 18 neutronów. Zawartość procentowa tego izotopu
w występującym w przyrodzie pierwiastku wynosi 75,78%. Średnia masa atomowa chloru jest
równa 35,453 u, a jeden z izotopów tego pierwiastka ma masę równą 34,969 u.
Na podstawie: J. Sawicka i inni, Tablice chemiczne, Gdańsk 2015.
Chlor występuje w związkach chemicznych na wielu różnych stopniach utlenienia.
Uzupełnij poniższe zdania. Wpisz informacje dotyczące struktury elektronowej atomu
chloru i jego stopni utlenienia oraz nazwę kwasu tlenowego chloru.
Pełna podpowłokowa konfiguracja elektronowa atomu chloru w stanie podstawowym ma postać . W jego rdzeniu atomowym (na
wewnętrznych powłokach elektronowych) znajduje się elektronów. Chlor należy do bloku konfiguracyjnego .
Minimalny stopień utlenienia, jaki przyjmuje chlor w związkach chemicznych, jest równy . Kwas tlenowy, w którym chlor ma najwyższy możliwy stopień utlenienia, ma nazwę .
Pierwiastek X należy do metali ziem alkalicznych. Pierwiastek ten jest składnikiem minerału o nazwie
dolomit. Dodatkowo wiadomo, że jon pierwiastka X ma największą zdolność do hydratacji spośród
berylowców. Liczba neutronów w atomie tego pierwiastka jest równa dwukrotnej ilości elektronów
walencyjnych atomu siarki.
1.1. (0-1)
Ustal i zapisz konfigurację elektronową dla jonu X2+.
1.2. (0-1)
Zapisz konfigurację elektronową drugiego atomu wchodzącego w skład dolomitu (dotyczy metalu
ziem alkalicznych).
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
