Poniższy schemat przedstawia graficzny (klatkowy) zapis konfiguracji elektronowej pewnego pierwiastka X w stanie podstawowym.
2.1. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz nazwę lub symbol pierwiastka X, jego numer grupy w układzie okresowym oraz symbol bloku, do którego należy ten pierwiastek.
Nazwa pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku konfiguracyjnego
2.2. (0–1)
Pierwiastek X występuje w związkach chemicznych między innymi w postaci jonów X2+.
Uzupełnij poniższy zapis konfiguracji elektronowej jonu X2+ w stanie podstawowym.
Wzory chemiczne tlenku siarki(IV) i tlenku węgla(IV) mają taką samą stechiometrię (AB2), ale ich cząsteczki mają różną geometrię.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl poprawną odpowiedź spośród opcji podanych w każdym nawiasie.
Orbitalom walencyjnym atomu siarki w tlenku siarki(IV) przypisuje się hybrydyzację (sp / sp2 / sp3). Cząsteczka tlenku siarki(IV) ma budowę (liniową / kątową / tetraedryczną).
Orbitalom walencyjnym atomu węgla w tlenku węgla(IV) przypisuje się hybrydyzację (sp / sp2 / sp3). Cząsteczka tlenku węgla (IV) ma budowę (liniową / kątową / tetraedryczną).
Atomy tlenu i atomy fluoru tworzą aniony o konfiguracji tego samego gazu szlachetnego.
W tabeli przedstawiono modele atomu tlenu i atomu fluoru oraz ich prostych jonów. Dana barwa modelu odnosi się do konkretnego pierwiastka.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.
Uzupełnij tabelę. Napisz symbol atomu lub wzór jonu, który odpowiada każdemu z przedstawionych modeli.
Na poniższym rysunku przedstawiono kontury dwóch orbitali atomowych A i B należących do tej samej podpowłoki elektronowej.
Uzupełnij zdania dotyczące przedstawionych na rysunku orbitali atomowych A i B.
Najmniejsza wartość głównej liczby kwantowej 𝑛, która może opisywać każdy z przedstawionych orbitali, wynosi .
Orbital A i orbital B różnią się wartością liczby kwantowej
oznaczonej symbolem .
Atomy pierwiastków chemicznych mogą występować w różnych stanach energetycznych. Stan o najniższej energii nazywa się stanem podstawowym, a stany o wyższych energiach to stany wzbudzone.
Atom X w stanie podstawowym ma elektrony rozmieszczone na trzech powłokach. Poza tym wiadomo, że dwie podpowłoki należące do zewnętrznej powłoki nie mają pustych orbitali, a jedna z nich zawiera dwa niesparowane elektrony.
1.1. (0–1)
W pewnych warunkach atom X w stanie podstawowym pochłonął energię. Nastąpiła zmiana stanu energetycznego tylko jednego elektronu, co spowodowało wzrost liczby niesparowanych elektronów w tym atomie. Przed wzbudzeniem stan tego elektronu był opisywany wartościami liczb kwantowych 𝑛=3, 𝑙=1, a po wzbudzeniu zmieniła się tylko wartość liczby pobocznej (orbitalnej).
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał on klatkowy zapis konfiguracji elektronowej atomu X w opisanym stanie wzbudzonym.
1.2. (0–2)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbol pierwiastka X, numer okresu i numer grupy w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy pierwiastek X.
Dwa pierwiastki E i X tworzą jony E+ i X– o takiej samej konfiguracji elektronowej
1s22s22p63s23p6 (stan podstawowy). W atomie jednego z trwałych izotopów pierwiastka E
liczba nukleonów jest o 20 większa od liczby protonów.
1.1. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat. Wpisz w odpowiednie pola symbol pierwiastka E, jego
liczbę atomową oraz liczbę masową opisanego izotopu.
1.2. (0–1)
Napisz fragment konfiguracji elektronowej atomu X w stanie podstawowym
opisujący rozmieszczenie elektronów walencyjnych na orbitalach. Zastosuj graficzny
(klatkowy) zapis konfiguracji elektronowej. W zapisie uwzględnij numer powłoki
i symbole podpowłok.
1.3. (0–1)
Pierwiastek E przyjmuje w związkach chemicznych jeden stopień utlenienia, a pierwiastek X
tworzy związki, w których występuje na różnych stopniach utlenienia.
Określ charakter chemiczny (kwasowy, zasadowy, amfoteryczny, obojętny) tlenku
pierwiastka E. Napisz wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X, w którym ten pierwiastek
przyjmuje najwyższy stopień utlenienia.
Charakter chemiczny tlenku pierwiastka E:
Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia:
Tytan jest lekkim metalem odpornym na korozję. W zależności od stopnia utlenienia tytanu
chlorki tego pierwiastka odznaczają się różnymi właściwościami fizycznymi. Wartości
temperatury topnienia i temperatury wrzenia dwóch związków tytanu z chlorem zestawiono
w poniższej tabeli.
Wzór związku tytanu z chlorem
Temperatura topnienia, °C
Temperatura wrzenia, °C
TiCl2
1035
1500
TiCl4
– 24
136
Reakcja tlenku tytanu(IV) – o wzorze TiO2 – z tetrachlorometanem w temperaturze 500 °C
prowadzi do powstania chlorku tytanu(IV) oraz tlenku węgla(IV) (reakcja 1.). Z kolei chlorek
tytanu(II) – jako jedyny produkt reakcji – można otrzymać w wyniku przepuszczania par
chlorku tytanu(IV) w temperaturze 1040 °C nad metalicznym tytanem (reakcja 2.).
Na podstawie: L. Kolditz, Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.
3.1. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał on graficzny (klatkowy) zapis
konfiguracji elektronowej jonu Ti2+ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij
numer powłoki i symbol podpowłoki.
3.2. (0–1)
Uzupełnij tabelę. Wpisz wartości dwóch liczb kwantowych: głównej i pobocznej, które
opisują stan energetyczny jednego z niesparowanych elektronów atomu tytanu
w stanie podstawowym.
Liczby kwantowe
Główna liczba kwantowa 𝑛
Poboczna liczba kwantowa 𝑙
Wartości liczb kwantowych
3.3. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie.
Sieć krystaliczna metalicznego tytanu składa się z (atomów / kationów) otoczonych chmurą
zdelokalizowanych elektronów. W sieci krystalicznej chlorku tytanu(II) obecne są
(atomy / jony). Ze wzrostem stopnia utlenienia tytanu w chlorkach (maleje / rośnie) jonowy
charakter wiązania.
3.4. (0–2)
Napisz w formie cząsteczkowej równania opisanych reakcji otrzymywania TiCl4
(reakcja 1.) i TiCl2 (reakcja 2.). Rozstrzygnij, czy dana przemiana jest reakcją
utleniania-redukcji. Zaznacz TAK albo NIE.
Pierwiastki A i X leżą w sąsiednich okresach. Wiadomo, że:
elektrony w atomie A w stanie podstawowym są rozmieszczone w pięciu podpowłokach
w atomie X w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej 𝑛.
Cząsteczka tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia składa się z czternastu
atomów, a jej wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym. Ten tlenek w reakcji z wodą –
przebiegającej bez zmiany stopni utlenienia – tworzy trójprotonowy kwas tlenowy. Liczba
atomów wchodzących w skład cząsteczki wodorku pierwiastka A jest równa liczbie atomów
wchodzących w skład cząsteczki tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia.
1.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków A i X – oraz dla każdego z nich –
najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych i liczbę elektronów
niesparowanych w atomie w stanie podstawowym.
Symbol pierwiastka
Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych
Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A
Pierwiastek X
1.2. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał graficzny (klatkowy) zapis
konfiguracji elektronowej kationu X3+ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij
numery powłok i symbole podpowłok.
1.3. (0–3)
Uzupełnij tabelę i napisz równania reakcji:
w formie cząsteczkowej – tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia z wodą (reakcja 1.)
w formie jonowej – tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia z wodorotlenkiem potasu (reakcja 2.).
Użyj symboli A i X.
Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka A
Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia
Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia
Pierwiastki A i X leżą w sąsiednich okresach. Wiadomo, że:
elektrony w atomie A w stanie podstawowym są rozmieszczone w pięciu podpowłokach
w atomie X w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej 𝑛.
Cząsteczka tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia składa się z czternastu
atomów, a jej wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym. Ten tlenek w reakcji z wodą –
przebiegającej bez zmiany stopni utlenienia – tworzy trójprotonowy kwas tlenowy. Liczba
atomów wchodzących w skład cząsteczki wodorku pierwiastka A jest równa liczbie atomów
wchodzących w skład cząsteczki tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia.
1.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków A i X – oraz dla każdego z nich –
najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych i liczbę elektronów
niesparowanych w atomie w stanie podstawowym.
Symbol pierwiastka
Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych
Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A
Pierwiastek X
1.2. (0–1)
Uzupełnij poniższy schemat, tak aby przedstawiał graficzny (klatkowy) zapis
konfiguracji elektronowej kationu X3+ w stanie podstawowym. W zapisie uwzględnij
numery powłok i symbole podpowłok.
1.3. (0–3)
Uzupełnij tabelę i napisz równania reakcji:
w formie cząsteczkowej – tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia z wodą (reakcja 1.)
w formie jonowej – tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia z wodorotlenkiem potasu (reakcja 2.).
Użyj symboli A i X.
Wzór sumaryczny wodorku pierwiastka A
Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia
Wzór sumaryczny tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia
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.
Na podstawie budowy atomów pierwiastków należących do grup 13.–17.
i okresów 2.–6. układu okresowego uzupełnij poniższe zdanie. Wpisz symbol lub
nazwę odpowiedniego pierwiastka, tak aby powstało zdanie prawdziwe.
Spośród pierwiastków należących do grup 13.–17. i okresów 2.–6.
najmniejszy ładunek jądra ma atom
najmniejszy promień atomowy ma atom
największą wartość pierwszej energii jonizacji ma atom
O atomach dwóch pierwiastków należących do czwartego okresu układu okresowego,
oznaczonych umownie literami X i E, wiadomo, że w stanie podstawowym:
atom pierwiastka X ma w zewnętrznej powłoce cztery elektrony sparowane i dwa niesparowane
w atomie pierwiastka E liczba elektronów, które mogą brać udział w tworzeniu wiązań, jest taka sama jak w atomie pierwiastka X, ale te elektrony są rozmieszczone na dwóch powłokach.
Wpisz do tabeli symbole chemiczne pierwiastków X i E, numer grupy i symbol bloku
konfiguracyjnego, do których należy każdy z pierwiastków.
Dwa pierwiastki oznaczone literami X i E należą do tego samego okresu. Wiadomo, że
w stanie podstawowym:
atom pierwiastka X ma w zewnętrznej powłoce cztery elektrony sparowane i dwa niesparowane
stan energetyczny niesparowanych elektronów atomu pierwiastka X opisują główna liczba kwantowa 𝑛 = 4 i poboczna liczba kwantowa 𝑙 = 1
w atomie pierwiastka E liczba elektronów, które mogą brać udział w tworzeniu wiązań, jest taka sama jak w atomie pierwiastka X, jednak są one rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej 𝑛.
Wpisz do tabeli symbole chemiczne pierwiastków X i E, numer grupy i symbol bloku
konfiguracyjnego, do których należy każdy z pierwiastków.
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)
Wpisz do tabeli wartości liczb kwantowych opisujących stan energetyczny
niesparowanego elektronu walencyjnego atomu X (w stanie podstawowym).
Na poniższym diagramie przedstawiono zmiany elektroujemności w skali Paulinga
pierwiastków grup 1.–2. oraz 13.–17. układu okresowego (wartości elektroujemności
poszczególnych pierwiastków danej grupy połączono linią ciągłą).
Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii,
Warszawa 2007.
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa,
albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Pierwiastki, których elektroujemność przedstawiono na diagramie, należą do bloków konfiguracyjnych s, p i d układu okresowego.
P
F
2.
W grupach 1.–2. oraz 13.–17. elektroujemność wszystkich pierwiastków wchodzących w ich skład maleje ze wzrostem numeru okresu.
P
F
3.
W grupach 1.–2. oraz 13.–17. największą elektroujemność ma pierwiastek danej grupy o najmniejszej liczbie atomowej Z.
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.
