Miarą tendencji atomów do oddawania elektronów i przechodzenia w dodatnio naładowane
jony jest energia jonizacji. Pierwsza energia jonizacji to minimalna energia potrzebna do
oderwania jednego elektronu od atomu. Druga energia jonizacji jest minimalną energią
potrzebną do usunięcia drugiego elektronu (z jednododatniego jonu).
Na wykresach przedstawiono zmiany pierwszej i drugiej energii jonizacji wybranych
pierwiastków uszeregowanych według rosnącej liczby atomowej.
Na podstawie: P. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2007.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie.
Lit ma wyższą wartość pierwszej energii jonizacji niż sód, ponieważ w jego atomie elektron walencyjny znajduje się (bliżej jądra / dalej od jądra) niż elektron walencyjny w atomie sodu. Oznacza to, że (łatwiej / trudniej) oderwać elektron walencyjny atomu litu niż elektron walencyjny atomu sodu.
Wartości drugiej energii jonizacji berylu i magnezu są dużo (niższe / wyższe) niż wartości drugiej energii jonizacji litu i sodu, ponieważ atomy litowców po utracie jednego elektronu uzyskują trwałą konfigurację gazów szlachetnych. Atomy berylu, gdy oddają elektrony walencyjne, przechodzą w dodatnio naładowane jony o konfiguracji elektronowej helu, natomiast atomy magnezu – w dodatnio naładowane jony o konfiguracji elektronowej (argonu / neonu).
Dwa pierwiastki oznaczone literami X i Z leżą w czwartym okresie układu okresowego
pierwiastków. Ponadto wiadomo, że w stanie podstawowym:
atom pierwiastka X ma na ostatniej powłoce sześć elektronów;
atom pierwiastka Z ma łącznie na ostatniej powłoce i na podpowłoce 3d sześć elektronów.
1.1. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, dane dotyczące ich położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku
pierwiastek X
pierwiastek Z
1.2. (0–1)
Wybierz pierwiastek (X albo Z), którego atomy w stanie podstawowym mają większą liczbę elektronów niesparowanych. Uzupełnij poniższy zapis, tak aby przedstawiał on konfigurację elektronową atomu w stanie podstawowym wybranego pierwiastka. Zastosuj schematy klatkowe, podaj numery powłok i symbole podpowłok.
1.3. (0–1)
Napisz wzór sumaryczny wodorku pierwiastka X oraz wzór sumaryczny tlenku pierwiastka Z, w którym ten pierwiastek przyjmuje maksymalny stopień utlenienia.
Elektrony w atomach są przyciągane przez jądro, więc usunięcie elektronu z powłoki wymaga
nakładu energii, która jest nazywana energią jonizacji. Pierwsza energia jonizacji
to minimalna energia potrzebna do oderwania jednego elektronu od atomu.
Poniżej podane są wartości pierwszej energii jonizacji litu, sodu i rubidu.
Symbol litowca
Li
Na
K
Rb
Pierwsza energia jonizacji, kJ ⋅ mol-1
520
496
?
403
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2003.
Uzupełnij poniższe zdania, tak aby otrzymane informacje były prawdziwe.
Lit ma (niższą / wyższą) wartość pierwszej energii jonizacji niż sód, ponieważ w jego atomie
elektron walencyjny znajduje się (bliżej jądra / dalej od jądra) niż elektron walencyjny
w atomie sodu. Im mniejszy jest promień atomu litowca, tym (mniejsza / większa) jest
energia potrzebna do oderwania elektronu od atomu. Pierwsza energia jonizacji potasu jest
równa (510 / 419 / 376) kJ ⋅ mol−1.
Elektrony w atomach są przyciągane przez jądro, więc usunięcie elektronu z powłoki wymaga
nakładu energii, która jest nazywana energią jonizacji. Pierwsza energia jonizacji to minimalna
energia potrzebna do oderwania pierwszego elektronu od atomu. Druga energia jonizacji jest
minimalną energią potrzebną do usunięcia drugiego elektronu (z jednododatniego jonu).
W odpowiednich warunkach od atomu można oderwać kolejne elektrony. Rozróżnia się zatem
pierwszą, drugą i kolejne energie jonizacji.
W poniżej tabeli przedstawiono wartości kolejnych (trzech) energii jonizacji glinu.
Energia jonizacji, kJ · mol–1
pierwsza
druga
trzecia
577,6
1816,7
2744,8
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004
oraz K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
Uzupełnij poniższe zdanie, tak aby powstała informacja prawdziwa, i wyjaśnij, dlaczego wybrana energia jonizacji ma najniższą wartość.
Spośród podanych wartości energii jonizacji najniższą wartość ma (pierwsza / druga / trzecia) energia jonizacji, ponieważ
Pierwiastki X i Z leżą w czwartym okresie układu okresowego. Pierwiastek X jest metalem,
natomiast pierwiastek Z – niemetalem. W stanie podstawowym atomów obu tych pierwiastków
tylko jeden elektron jest niesparowany. Znajduje się on na ostatniej powłoce. Niesparowany
elektron atomu pierwiastka X znajduje się na innej podpowłoce niż niesparowany elektron
atomu pierwiastka Z. Ponadto wiadomo, że pierwiastek X tworzy tlenki o wzorach X2O i XO
oraz że ten metal jest jednym z najlepszych przewodników ciepła i elektryczności. Pierwiastek
Z występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek.
1.1. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, dane dotyczące ich położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku
pierwiastek X
pierwiastek Z
1.2. (0–1)
Przedstaw konfigurację elektronową jonu X2+ (stan podstawowy). Zastosuj skrócony zapis konfiguracji elektronowej z symbolem gazu szlachetnego.
1.3. (0–1)
Dla cząsteczki Z2 określ liczbę: wiązań σ, wiązań π oraz wolnych par elektronowych.
Pierwiastki X i Z leżą w czwartym okresie układu okresowego. Pierwiastek X jest metalem,
natomiast pierwiastek Z – niemetalem. W stanie podstawowym atomów obu tych pierwiastków
tylko jeden elektron jest niesparowany. Znajduje się on na ostatniej powłoce. Niesparowany
elektron atomu pierwiastka X znajduje się na innej podpowłoce niż niesparowany elektron
atomu pierwiastka Z. Ponadto wiadomo, że pierwiastek X tworzy tlenki o wzorach X2O i XO
oraz że ten metal jest jednym z najlepszych przewodników ciepła i elektryczności. Pierwiastek
Z występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek.
1.1. (0–1)
Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz symbole pierwiastków X i Z, dane dotyczące ich położenia w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.
Symbol pierwiastka
Numer grupy
Symbol bloku
pierwiastek X
pierwiastek Z
1.2. (0–1)
Przedstaw konfigurację elektronową jonu X2+ (stan podstawowy). Zastosuj skrócony zapis konfiguracji elektronowej z symbolem gazu szlachetnego.
1.3. (0–1)
Dla cząsteczki Z2 określ liczbę: wiązań σ, wiązań π oraz wolnych par elektronowych.
