Poniższy wykres ilustruje zanik promieniotwórczych nuklidów (oznaczonych 1, 2, 3) w zależności od
czasu.
3.1. (0-1)
Podaj, który z przedstawionych na wykresie nuklidów (1, 2, 3) jest najmniej stabilnym
izotopem.
3.2. (0-1)
Oszacuj czas połowicznego rozpadu izotopu oznaczonego nr 2.
3.3. (0-1)
Oblicz, jaki procent pierwotnej masy nuklidu nr 3 pozostanie po upływie 60 dni. Do obliczeń
czas półtrwania nuklidu nr 3 należy zaokrąglić do liczb całkowitych.
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
Zidentyfikuj pierwiastki chemiczne na podstawie podanych niżej opisów konfiguracji
atomów lub jonów w stanie podstawowym. Wpisz ich symbole do tabeli.
Opis konfiguracji
Symbol pierwiastka
Konfiguracja elektronowa dwudodatniego jonu tego pierwiastka jest taka sama jak konfiguracja elektronowa atomu argonu.
Ten pierwiastek należy do bloku p. Elektrony w atomie tego pierwiastka (w stanie podstawowym) rozmieszczone są na czterech powłokach elektronowych, a na podpowłoce p powłoki walencyjnej liczba elektronów sparowanych jest równa liczbie elektronów niesparowanych.
Elektrony w atomie tego pierwiastka są rozmieszczone na czterech powłokach elektronowych. W stanie podstawowym liczba elektronów na podpowłoce d jest taka sama jak liczba elektronów na powłoce o najwyższej energii.
Pierwsza energia jonizacji (Ej1) to minimalna energia potrzebna do oderwania pierwszego
elektronu od obojętnego atomu. Każda następna energia jonizacji (Ej2, Ej3 itd.) to energia
potrzebna do oderwania kolejnego elektronu od coraz bardziej dodatnio naładowanej drobiny.
Wartości energii jonizacji zmieniają się okresowo w miarę wzrostu liczby atomowej.
W tabeli podano wartość pierwszej energii jonizacji dla atomu wodoru i wartości kilku
wybranych energii jonizacji dla atomów kolejnych pierwiastków pierwszej grupy układu
okresowego.
Nazwa pierwiastka
Energia jonizacji, 106 · J · mol−1
pierwsza
druga
trzecia
czwarta
piąta
wodór
1,31
–
–
–
–
lit
0,52
7,30
11,81
–
–
sód
0,49
4,56
6,91
9,54
13,35
potas
0,42
3,05
4,41
5,88
7,98
rubid
0,40
2,63
3,90
5,08
6,85
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Oceń, czy podane poniżej informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest
prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
W grupie pierwiastków: lit, sód i rubid, obserwujemy, że im mniejsza elektroujemność, tym większa jest wartość pierwszej energii jonizacji.
P
F
2.
W grupie pierwiastków: sód, potas i rubid, obserwujemy, że im większy promień atomu, tym mniejsza jest wartość pierwszej energii jonizacji.
P
F
3.
Wartości czwartej i piątej energii jonizacji potasu dotyczą elektronów należących do różnych powłok.
Atomy fluorowców wykazują wyraźną tendencję do przyjęcia dodatkowego elektronu
i przejścia w jon X– lub też – gdy różnica elektroujemności fluorowca i łączącego się z nim pierwiastka jest mała – do utworzenia wiązania kowalencyjnego. W szczególnych warunkach
może nastąpić oderwanie elektronu od obojętnego atomu fluorowca i utworzenie jonu X+.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Poniżej przedstawiono schematy czterech przemian chemicznych A, B, C i D, w których
jednym z substratów jest chlor.
Spośród przemian oznaczonych literami A, B, C i D wybierz te, w przebiegu których
udział biorą rodniki chloru. Napisz litery, którymi oznaczono te przemiany.
4.2. (0–2)
W reakcjach substytucji elektrofilowej i addycji elektrofilowej bierze udział tzw. elektrofil, czyli
jon lub cząsteczka z niedomiarem elektronów.
Substytucja elektrofilowa w pierścieniu aromatycznym przebiega przez kilka etapów. Najpierw
powstaje nietrwałe połączenie (kompleks π), które następnie przekształca się w karbokation,
tzw. kompleks σ, co wiąże się z deformacją układu wiązań i utratą charakteru aromatycznego.
Po odłączeniu protonu układ wiązań odzyskuje charakter aromatyczny. Opisane etapy
zilustrowano na poniższym schemacie.
Szybkość tworzenia produktu substytucji elektrofilowej zależy od szybkości, z jaką powstaje
kompleks σ.
Reakcje addycji elektrofilowej przebiegają także poprzez tworzenie kompleksu π oraz
karbokationu, jednak kończą się połączeniem z czynnikiem nukleofilowym, utworzonym
w trakcie przemiany.
K.-H. Lautenschläger, W. Schröter, A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2007.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Przykładem reakcji addycji elektrofilowej jest przemiana oznaczona literą (A / B / C / D).
W reakcji addycji cząsteczka chloru ulega rozpadowi na kation chloroniowy i anion chlorkowy
– wskutek oddziaływania z elektronami wiązania podwójnego. W wyniku działania czynnika
elektrofilowego na podwójne wiązanie węglowodoru powstaje, jako produkt przejściowy, organiczny (kation / rodnik), następnie przyłączający jon (Cl+
/ Cl–).
Przykładem reakcji substytucji elektrofilowej jest przemiana oznaczona literą
(A / B / C / D). W tej przemianie uczestniczy katalizator, który przez utworzenie jonu
kompleksowego powoduje rozpad cząsteczki chloru i wytworzenie czynnika elektrofilowego.
Tym katalizatorem jest (FeCl3 / H2SO4). W opisanej przemianie najwolniejszym etapem jest
ten, w którym (tworzy się kompleks σ / następuje eliminacja protonu).
Podczas bombardowania folii aluminiowej cząstkami alfa zachodzą procesy jądrowe
z równoczesną emisją pozytonów i neutronów. Stwierdzono, że przemiana jest dwuetapowa:
w pierwszej reakcji jądrowej powstają niestabilne jądro i neutron, a potem następuje
rozpad β+ tego niestabilnego jądra, któremu towarzyszy emisja neutrino ν.
Oceń poprawność podanych stwierdzeń. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe lub F, jeśli zdanie
jest fałszywe. Następnie zapisz wszystkie błędne zdania w poprawnej wersji.
1.
Wiązanie metaliczne jest ukierunkowane.
P
F
2.
W cząsteczce SO2 występują 2 wiązania koordynacyjne.
P
F
3.
Cząsteczka SO3 ma kształt trójkąta równobocznego.
P
F
4.
Dla SF6 liczba koordynacyjna wynosi 7.
P
F
5.
W cząsteczce HF wspólna para elektronowa przesunięta jest w stronę atomu fluoru.
P
F
To zadanie pochodzi ze zbioru matura 2022 wydawnictwa
Fosforowodór PH3 to związek o temperaturze topnienia równej −133°C i temperaturze
wrzenia równej −88°C (pod ciśnieniem atmosferycznym). W skroplonym fosforowodorze
oddziaływania międzycząsteczkowe są dużo słabsze niż w skroplonym amoniaku.
Na podstawie: L. Kolditz (red.), Chemia nieorganiczna, Warszawa 1994.
4.1. (0–1)
Na podstawie różnicy elektroujemności między fosforem a wodorem oraz informacji
wprowadzającej uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród
podanych w każdym nawiasie.
Cząsteczka fosforowodoru PH3 ma kształt (trójkąta równobocznego / liniowy /
piramidy o podstawie trójkąta). Wiązanie w PH3 ma charakter (jonowy / kowalencyjny).
4.2. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Temperatura wrzenia skroplonego amoniaku jest (wyższa / niższa) niż temperatura wrzenia
fosforowodoru. Bardzo dobra rozpuszczalność (fosforowodoru / amoniaku) w wodzie jest
spowodowana silnym oddziaływaniem między cząsteczkami tego związku a cząsteczkami
wody i tworzeniem się między nimi wiązań wodorowych.
Sacharoza dobrze rozpuszcza się w wodzie, a jej rozpuszczalność w dużym stopniu zależy od
temperatury.
Przygotowano nasycony wodny roztwór sacharozy w temperaturze 80°C. Następnie
ochłodzono go do temperatury 20°C i stwierdzono, że wykrystalizowało 1590 g sacharozy,
a roztwór, który pozostał po krystalizacji, miał masę 3040 g.
Oblicz rozpuszczalność sacharozy (w gramach na 100 gramów wody) w temperaturze
80°C, jeśli w temperaturze 20°C jest ona równa 204 g na 100 g wody.
Na podstawie: W. Mizerski, Małe tablice chemiczne, Warszawa 1997.
W wysokiej temperaturze węgiel reaguje z tlenkiem węgla(IV) i ustala się równowaga
chemiczna:
CO2 (g) + C (s) ⇄ 2CO (g)
Objętościową zawartość procentową CO i CO2 w gazie pozostającym w równowadze
z węglem w zależności od temperatury (pod ciśnieniem atmosferycznym 1013 hPa) przedstawiono na poniższym wykresie.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
Rozstrzygnij, czy reakcja pomiędzy tlenkiem węgla(IV) i węglem jest procesem
egzoenergetycznym. Uzasadnij swoją odpowiedź.
Promieniotwórczość ciężkojonowa to szczególny i rzadki rodzaj promieniotwórczości. Polega
na emisji z ciężkiego jądra atomowego jąder atomów lekkiego pierwiastka. Równania takich
rozpadów promieniotwórczych zapisuje się zgodnie z zasadami zachowania: ładunku
elektrycznego jąder oraz liczby nukleonów.
Na podstawie: W.D. Loveland, D.J. Morrissey, G.T. Seaborg, Modern Nuclear Chemistry,
Willey-Interscience, 2006
Napisz równanie rozpadu jądra promieniotwórczego izotopu 22389Ac, z którego jest
emitowane jądro izotopu węgla zawierające 8 neutronów.
