Chemia - Zbiór zadań CKE, Poziom rozszerzony (Formuła 2015) - Zadanie 22.

Kategoria: Struktura atomu - ogólne Elektrony w atomach, orbitale Typ: Narysuj/zapisz wzór Zamknięte (np. testowe, prawda/fałsz)

Zależnie od tego, czy pierwiastek dąży do tworzenia jonów dodatnich, czy ujemnych, rozróżnia się pierwiastki elektrododatnie i elektroujemne. Pierwiastki elektroujemne mają wiele elektronów walencyjnych, a pobierając elektrony, tworzą jony ujemne o trwałej konfiguracji elektronowej. Pierwiastki elektrododatnie, oddając elektrony, tworzą jony dodatnie o trwałej konfiguracji.

Na podstawie: K.H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007, s. 89.

a)	Uzupełnij poniższe zdanie. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie tak, aby zdanie było prawdziwe.

Pierwiastek, którego atom w stanie podstawowym ma następującą konfigurację elektronową: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹, należy do bloku konfiguracyjnego (s/p/d), jest pierwiastkiem (elektrododatnim/elektroujemnym), a tlenek tego pierwiastka na VI stopniu utlenienia wykazuje właściwości (kwasowe/zasadowe/amfoteryczne).

b)	Napisz wzór oraz skróconą konfigurację jonu w stanie podstawowym pierwiastka zidentyfikowanego w podpunkcie a) tego zadania, w którym pierwiastek ten przyjmuje stopień utlenienia równy II.

Rozwiązanie

(0-1)
d, elektrododatnim, kwasowe

(0-1)
Cr²⁺: [Ar] 3d⁴

Wskazówki

Podana konfiguracja elektronowa atomu (niecałkowicie zapełniona podpowłoka 3d) wskazuje, że jest to pierwiastek leżący w bloku d układu okresowego. Pierwiastki bloku d to metale, czyli pierwiastki elektrododatnie. Właściwości tlenków pierwiastków bloku d zmieniają się wraz ze zmianą stopnia utlenienia, który przyjmuje w tlenku dany pierwiastek, od właściwości zasadowych (najniższe stopnie utlenienia), przez amfoteryczne (pośrednie stopnie utlenienia), po kwasowe (najwyższe stopnie utlenienia). W przypadku opisanego pierwiastka, czyli chromu, tlenek chromu(II) ma właściwości zasadowe, tlenek chromu(III) jest amfoteryczny, a tlenek chromu(VI) jest tlenkiem kwasowym.

Aby poprawnie rozwiązać tę część zadania, należy pamiętać, że pierwiastki bloku d mają elektrony walencyjne rozmieszczone na podpowłoce s ostatniej powłoki i podpowłoce d powłoki przedostatniej. Atomy tych pierwiastków najpierw oddają elektrony z podpowłoki s, a potem z podpowłoki d. Napisanie konfiguracji jonu Cr²⁺ wymaga zauważenia, że atom tego pierwiastka oddał 2 elektrony. Znając konfigurację elektronową atomu chromu w stanie podstawowym 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹, można napisać konfigurację elektronową jego jonu Cr²⁺: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁴, a następnie skróconą konfigurację tego jonu: [Ar] 3d⁴. Skrócony zapis konfiguracji danego atomu lub jonu polega na porównaniu jej z konfiguracją elektronową gazu szlachetnego poprzedzającego go w układzie okresowym. W przypadku chromu gazem tym jest argon o konfiguracji 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶.