Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch związków zapachowych:
geranialu oraz geraniolu.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.
33.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę. Wpisz formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3)
orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczkach geranialu
i geraniolu.
Stopień utlenienia
Typ hybrydyzacji
Geranial
Geraniol
33.2. (0–1)
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
Geraniol jest produktem redukcji geranialu.
P
F
2.
W cząsteczce geranialu liczba wiązań 𝜋 jest większa niż w cząsteczce geraniolu.
Ze względu na zdolność atomów węgla do łączenia się w łańcuchy ten pierwiastek tworzy
z tlenem nie tylko związki takie jak CO i CO2, lecz także mniej typowe połączenia. Jednym
z nich jest ditlenek triwęgla o wzorze sumarycznym C3O2. Cząsteczka tego związku ma
budowę liniową, atomami wewnętrznymi są w niej atomy węgla, a skrajnymi – atomy tlenu.
Ditlenek triwęgla reaguje z wodą. W tej reakcji powstaje jeden produkt – kwas
dikarboksylowy.
Na podstawie: J.E. House, Inorganic Chemistry, Elsevier, 2008.
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki C3O2 (zaznacz kreskami wiązania chemiczne
i wolne pary elektronowe). Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną
odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Wzór elektronowy:
Aby wyjaśnić budowę cząsteczki C3O2, hybrydyzację typu sp przypisuje się orbitalom
walencyjnym (trzech atomów / dwóch atomów / jednego atomu) węgla. Liczba wiązań σ
w cząsteczce C3O2 wynosi (2 / 4 / 6 / 8).
Węgiel tworzy kilka odmian alotropowych, które różnią się strukturą krystaliczną. Są wśród
nich diament, grafit i fulereny.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
Odmienna budowa wewnętrzna diamentu, grafitu i fulerenów jest przyczyną różnic ich właściwości chemicznych, przy zachowaniu identycznych właściwości fizycznych.
P
F
2.
W krysztale diamentu każdy z atomów węgla tworzy kowalencyjne wiązania 𝜎 z czterema otaczającymi go atomami.
Przeciwutleniacze i konserwanty to ważne dodatki do żywności. Przeciwutleniacze zawierają
w swoich cząsteczkach takie elementy budowy, które mogą ulegać utlenianiu, dzięki czemu
zapobiegają utlenianiu innych substancji. Z kolei działanie konserwantów polega na
dezaktywacji enzymów oraz na zahamowaniu rozwoju drobnoustrojów. Jako konserwantów
można używać kwasu sorbowego oraz jego soli, sorbinianów: sodu, potasu, wapnia. Wzór
kwasu sorbowego podano poniżej:
W poniższej tabeli zebrano kilka ważniejszych właściwości fizykochemicznych dla kwasu
sorbowego i sorbinaniu potasu.
Właściwość
Kwas sorbowy
Sorbinian potasu
barwa i stan skupienia
białe ciało stałe
białe ciało stałe
temperatura topnienia, °C
134,5
270 (rozkład)
temperatura wrzenia, °C
228 (rozkład)
⸺
rozpuszczalność w wodzie, g/100 g; 25°C
ok. 0,17
ok. 58,5
Wartość 𝐾a dla kwasu sorbowego wynosi 1,7 ∙ 10–5.
Na podstawie: Z.E. Sikorski (red.), Chemia żywności, Warszawa 2007
oraz W. Grajek (red.), Przeciwutleniacze w żywności, Warszawa 2007.
Kwas sorbowy jest najczęściej stosowany do konserwacji margaryn i innych tłuszczów,
rzadziej – do konserwacji win, cydrów i napojów, które konserwuje się sorbinianami.
Wskaż cechy budowy i właściwości fizykochemiczne kwasu sorbowego oraz jego soli,
które powodują, że te substancje służą jako konserwanty odpowiednich produktów
żywnościowych. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym
nawiasie.
Do konserwacji margaryn i innych tłuszczów wybierany jest częściej kwas sorbowy, ponieważ jego cząsteczki zawierają fragmenty (polarne / niepolarne).
Do konserwacji win, cydrów i napojów używa się sorbinianów zamiast kwasu sorbowego, ponieważ ze względu na budowę jonową te sole wykazują (większą / mniejszą) od kwasu sorbowego rozpuszczalność w wodzie.
Stapianie tlenku krzemu(IV) z wodorotlenkiem sodu pozwala otrzymać różne krzemiany,
w zależności od stosunku molowego substratów tej reakcji. Wskutek hydrolizy wodnego
roztworu tetraoksokrzemianu(IV) sodu, czyli Na4SiO4, tworzy się roztwór silnie alkaliczny.
Taki roztwór obok cząsteczek kwasu tetraoksokrzemowego(IV) zawiera wszystkie rodzaje
wodoroanionów tego kwasu.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Narysuj elektronowy wzór kreskowy kwasu tetraoksokrzemowego(IV). Określ typ
hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali walencyjnych atomu krzemu w cząsteczce tego
kwasu.
Uzupełnij zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym
nawiasie.
Tlen i siarka tworzą wodorki typu H2E. Energia oddziaływań pomiędzy cząsteczkami wody jest (większa / mniejsza) niż energia odziaływań pomiędzy cząsteczkami siarkowodoru.
Woda w postaci lodu tworzy kryształ (molekularny / kowalencyjny).
Przeciwutleniacze i konserwanty to ważne dodatki do żywności. Przeciwutleniacze zawierają
w swoich cząsteczkach takie elementy budowy, które mogą ulegać utlenianiu, dzięki czemu
zapobiegają utlenianiu innych substancji. Z kolei działanie konserwantów polega na
dezaktywacji enzymów oraz na zahamowaniu rozwoju drobnoustrojów. Jako konserwantów
można używać kwasu sorbowego oraz jego soli, sorbinianów: sodu, potasu, wapnia. Wzór
kwasu sorbowego podano poniżej:
W tabeli zebrano wybrane właściwości fizykochemiczne kwasu sorbowego i sorbinianiu
potasu.
Właściwość
Kwas sorbowy
Sorbinian potasu
barwa i stan skupienia
białe ciało stałe
białe ciało stałe
temperatura topnienia, °C
134,5
270 (rozkład)
temperatura wrzenia, °C
228 (rozkład)
⸺
rozpuszczalność w wodzie, g/100 g; 25°C
ok. 0,17
ok. 58,5
Wartość 𝐾a dla kwasu sorbowego wynosi 1,7 ∙ 10–5.
Na podstawie: Z.E. Sikorski (red.), Chemia żywności, Warszawa 2007
oraz W. Grajek (red.), Przeciwutleniacze w żywności, Warszawa 2007.
Kwas sorbowy jest najczęściej stosowany do konserwacji margaryn i innych tłuszczów,
rzadziej – do konserwacji win, cydrów i napojów, które konserwuje się sorbinianami.
Wskaż cechy budowy i właściwości fizykochemiczne kwasu sorbowego oraz jego soli,
które powodują, że te substancje służą jako konserwanty odpowiednich produktów
żywnościowych. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym
nawiasie.
Do konserwacji margaryn i innych tłuszczów wybierany jest częściej kwas sorbowy, ponieważ jego cząsteczki zawierają fragmenty (polarne / niepolarne).
Do konserwacji win, cydrów i napojów używa się sorbinianów zamiast kwasu sorbowego, ponieważ ze względu na budowę jonową te sole wykazują (większą / mniejszą) od kwasu sorbowego rozpuszczalność w wodzie.
Wzory szkieletowe związków organicznych odzwierciedlają kształt łańcucha węglowego.
W tych wzorach pomija się symbole atomów węgla i połączonych z nimi atomów wodoru,
a szkielet węglowy rysuje się jako linię łamaną i zaznacza – występujące w cząsteczce –
wiązania wielokrotne. Zapisuje się symbole podstawników innych niż wodór oraz wzory grup
funkcyjnych. Niekiedy, w celu jednoznacznej interpretacji wzoru, uwzględnia się w nich atom
węgla.
Poniżej przedstawiono wzór witaminy A (retinolu):
Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Wrocław 2016.
27.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę. Wpisz formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3)
orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczce witaminy A
(retinolu) oraz liczbę wszystkich wiązań 𝝅 w tej cząsteczce.
Stopień utlenienia atomu węgla oznaczonego literą a
Typ hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a
Liczba wiązań 𝜋 w cząsteczce witaminy A (retinolu)
27.2. (0–1)
Witamina A (retinol) to substancja niezbędna do prawidłowego funkcjonowania organizmu.
Jej źródłem są m.in. estry – związki takie jak palmitynian czy octan retinylu. Z tych estrów
powstaje retinol, który ulega kolejnym przemianom. Na schemacie przedstawiono wybrane
etapy metabolizmu witaminy A w komórkach.
Na podstawie: M. Zasada, A. Adamczyk, Witamina A. Budowa i mechanizm działania, „Kosmetologia Estetyczna”
2018, nr 5, vol. 7.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo
F – jeśli jest fałszywe.
1.
Podczas etapu I, w którym powstaje retinol, zachodzi hydroliza estrów.
P
F
2.
W etapie III 1 mol retinalu oddaje 2 mol elektronów.
P
F
27.3. (0–1)
Dokończ zdanie. Wybierz i zaznacz odpowiedź A albo B oraz uzasadnienie 1., 2. albo 3.
Retinol i retinal
A.
są
względem siebie izomerami,
ponieważ ich cząsteczki
Stapianie tlenku krzemu(IV) z wodorotlenkiem sodu pozwala otrzymać różne krzemiany,
w zależności od stosunku molowego substratów tej reakcji. Wskutek hydrolizy wodnego
roztworu tetraoksokrzemianu(IV) sodu, czyli Na4SiO4, tworzy się roztwór silnie alkaliczny.
Taki roztwór obok cząsteczek kwasu tetraoksokrzemowego(IV) zawiera wszystkie rodzaje
wodoroanionów tego kwasu.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Narysuj elektronowy wzór kreskowy kwasu tetraoksokrzemowego(IV). Określ typ
hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) orbitali walencyjnych atomu krzemu w cząsteczce tego
kwasu.
Uzupełnij zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych w każdym
nawiasie.
Tlen i siarka tworzą wodorki typu H2E. Energia oddziaływań pomiędzy cząsteczkami wody jest (większa / mniejsza) niż energia odziaływań pomiędzy cząsteczkami siarkowodoru.
Woda w postaci lodu tworzy kryształ (molekularny / kowalencyjny).
Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch związków zapachowych:
geranialu oraz geraniolu.
Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.
27.1. (0–2)
Uzupełnij tabelę. Wpisz formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3)
orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczkach geranialu
i geraniolu.
Stopień utlenienia
Typ hybrydyzacji
Geranial
Geraniol
27.2. (0–1)
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
Geraniol jest produktem redukcji geranialu.
P
F
2.
W cząsteczce geranialu liczba wiązań 𝜋 jest większa niż w cząsteczce geraniolu.
Ze względu na zdolność atomów węgla do łączenia się w łańcuchy ten pierwiastek tworzy
z tlenem nie tylko związki takie jak CO i CO2, lecz także mniej typowe połączenia. Jednym
z nich jest ditlenek triwęgla o wzorze sumarycznym C3O2. Cząsteczka tego związku ma
budowę liniową, atomami wewnętrznymi są w niej atomy węgla, a skrajnymi – atomy tlenu.
Ditlenek triwęgla reaguje zarówno z wodą, jak i z amoniakiem. W każdej z tych reakcji
powstaje jeden produkt. W reakcji z wodą tworzy się kwas dikarboksylowy, a w reakcji
z amoniakiem – diamid tego kwasu.
Na podstawie: J.E. House, Inorganic Chemistry, Elsevier, 2008.
Narysuj wzór elektronowy cząsteczki C3O2 (zaznacz kreskami wiązania chemiczne
i wolne pary elektronowe). Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną
odpowiedź spośród podanych w każdym nawiasie.
Wzór elektronowy:
Aby wyjaśnić budowę cząsteczki C3O2, hybrydyzację typu sp przypisuje się orbitalom
walencyjnym (trzech atomów / dwóch atomów / jednego atomu) węgla. Liczba wiązań σ
w cząsteczce C3O2 wynosi (2 / 4 / 6 / 8).
Węgiel tworzy kilka odmian alotropowych, które różnią się strukturą krystaliczną. Są wśród
nich diament, grafit i fulereny.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F –
jeśli jest fałszywe.
1.
Odmienna budowa wewnętrzna diamentu, grafitu i fulerenów jest przyczyną różnic ich właściwości chemicznych, przy zachowaniu identycznych właściwości fizycznych.
P
F
2.
W krysztale diamentu każdy z atomów węgla tworzy kowalencyjne wiązania 𝜎 z czterema otaczającymi go atomami.
Uzupełnij poniższe zdania tak, aby zawierały informacje prawdziwe. W każdym nawiasie podkreśl właściwe określenie.
W kationie amonowym NH+4 atom azotu tworzy cztery równocenne wiązania (jonowe / kowalencyjne niespolaryzowane / kowalencyjne spolaryzowane). Ten kation powstaje w wyniku przyłączeniu się jonu H+ do cząsteczki amoniaku, a atom azotu pełni w reakcji funkcję (akceptora / donora) pary elektronowej. Kation wodoru tworzy z atomem azotu wiązanie nazywane (koordynacyjnym / wodorowym).
Na rysunku przedstawiono trzy modele, oznaczone literami A-C, rozkładu
przestrzennego orbitali hybrydowych powstałych w wyniku zmieszania orbitali
walencyjnych s i p atomu centralnego w różnych cząsteczkach.
Uzupełnij poniższą tabelę. Podaj, który model (A, B czy C) odpowiada rozkładowi
przestrzennemu orbitali hybrydowych atomu centralnego w cząsteczkach H2O i BF3
oraz jaki typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) można przypisać do orbitali walencyjnych atomu
centralnego w tych cząsteczkach.
W tabeli poniżej zestawiono wybrane właściwości trzech substancji (metal,
sól nieorganiczna i związek organiczny) oznaczone odpowiednio numerami I, II i III. W
normalnych warunkach substancje te są ciałami stałymi.
Właściwość
I
II
III
temperatura topnienia przy ciśnieniu 1013 hPa
55°C
802°C
1085°C
temperatura wrzenia przy ciśnieniu 1013 hPa
163°C
1413°C
2560°C
rozpuszczalność w wodzie przy temperaturze 20°C
16 g w 100 g H2O
36 g w 100 g H2O
nierozpuszczalny
przewodnictwo elektryczne w postaci stałej
nie przewodzi prądu elektrycznego
nie przewodzi prądu elektrycznego
przewodzi prąd elektryczny
przewodnictwo elektryczne w roztworze wodnym
nie przewodzi prądu elektrycznego
przewodzi prąd elektryczny
⸺
Źródło: CRC Handbook of Chemistry and Physics 97th Edition, CRC Press 2017.
2.1. (0–1)
Rozstrzygnij, czy poniższe zdania są prawdziwe (P), czy fałszywe (F). Zaznacz
odpowiednią literę.
1.
Substancje I i II ulegają dysocjacji jonowej w wodzie.
P
F
2.
Jako ciało stałe substancja I tworzy kryształy molekularne, natomiast substancja II tworzy kryształy jonowe.
P
F
2.2. (0–1)
Podaj rodzaj wiązania chemicznego między atomami w substancji Ill.
Niżej wymieniono wybrane wiązania chemiczne i oddziaływania międzycząsteczkowe,
którym przyporządkowano numery od 1 do 6.
wiązanie metaliczne
1
wiązanie jonowe
2
wiązanie kowalencyjne spolaryzowane
3
oddziaływanie jon – dipol
4
oddziaływanie dipol – dipol
5
wiązanie wodorowe
6
Porównaj dwa układy: stały azotan(V) potasu i rozcieńczony wodny roztwór tej soli,
pod względem występujących w nich wiązań chemicznych i oddziaływań
międzycząsteczkowych. Wpisz właściwe numery w odpowiednie kolumny tabeli.
Uwzględnij wszystkie wiązania i oddziaływania występujące w każdym z tych układów.
