Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 14.
Dimetyloglioksym jest związkiem organicznym o następującym wzorze:
Związek ten jest wykorzystywany w analizie chemicznej między innymi do wykrywania i określania ilości jonów niklu(II), z którymi tworzy trudno rozpuszczalny w wodzie osad dimetyloglioksymianu niklu(II) o różowym zabarwieniu. Reakcja ta przebiega zgodnie z równaniem:
Napisz konfigurację elektronową atomu niklu w stanie podstawowym, uwzględniając rozmieszczenie elektronów na podpowłokach, i przedstaw schemat klatkowy rozmieszczenia elektronów walencyjnych atomu tego pierwiastka chemicznego.
Rozwiązanie
Przykłady poprawnych odpowiedzi
Konfiguracja elektronowa atomu Ni:
28Ni: 1s22s22p63s23p64s23d8 lub 1s22s22p63s23p63d84s2 lub 1s22s2p63s2p6d84s2
Schemat klatkowy konfiguracji elektronów walencyjnych:
Wskazówki
Aby móc poprawnie wykonać oba polecenia w tym zadaniu, trzeba najpierw odnaleźć nikiel w układzie okresowym. Nikiel zajmuje 28. pozycję w układzie, co oznacza, że jego liczba atomowa Z = 28, a więc w atomie niklu jest 28 elektronów. Ich rozmieszczenie w kolejnych powłokach i podpowłokach możemy przedstawić, znając reguły dotyczące kolejności zapełniania poszczególnych powłok i podpowłok. Następnie musimy graficznie przedstawić rozmieszczenie elektronów walencyjnych w atomie niklu. Pamiętając, że w przypadku pierwiastków chemicznych należących do konfiguracyjnego bloku d układu okresowego, elektrony walencyjne to elektrony obsadzające podpowłokę s ostatniej powłoki oraz podpowłokę d powłoki przedostatniej, odczytujemy, że elektrony walencyjne niklu mają konfigurację 4s23d8. Teraz możemy przedstawić ją graficznie, wiedząc, że podpowłokę s tworzy 1 orbital, a podpowłokę d – 5 orbitali. W każdym orbitalu, który w zapisie graficznym symbolizuje jedna kratka, mogą być 2 elektrony o przeciwnych spinach, co zaznaczamy, zapisując strzałki o przeciwnych zwrotach. Pamiętamy także o regule Hunda, która mówi, że atom osiąga najbardziej korzystny energetycznie stan wtedy, gdy jest w nim możliwie najwięcej elektronów niesparowanych, co oznacza, że w danej podpowłoce w pierwszej kolejności zapełniane są pojedynczymi elektronami o takich samych spinach kolejne orbitale.
