Atomy węgla w krysztale grafitu układają się w płaskie, równoległe warstwy. Każdy atom węgla w warstwie jest połączony z trzema sąsiednimi atomami węgla, w wyniku czego tworzy
się płaska struktura przypominająca plaster miodu. Odległość między dwoma sąsiednimi
atomami węgla w warstwie jest równa 0,142 nm, a więc tyle, ile wynosi długość wiązania
węgiel – węgiel w pierścieniu aromatycznym, natomiast odległość między sąsiednimi
warstwami grafitu jest równa 0,335 nm. Fragment struktury krystalicznej grafitu przedstawiono
na poniższym rysunku.
Na podstawie: K. Pigoń, Z. Ruziewicz, Chemia fizyczna. Fizykochemia molekularna, Warszawa 2005,
oraz K.M. Pazdro, Podstawy chemii dla kandydatów na wyższe uczelnie, Warszawa 1993.
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeżeli informacja jest
prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1.
Orbitalom walencyjnym atomów węgla w krysztale grafitu przypisuje się hybrydyzację typu sp3.
P
F
2.
W krysztale grafitu oddziaływania między warstwami są oddziaływaniami międzycząsteczkowymi – słabszymi od wiązań kowalencyjnych.
P
F
3.
Grafit przewodzi prąd elektryczny, ponieważ w obrębie danej warstwy istnieją zdelokalizowane wiązania π, których elektrony mogą przemieszczać się w polu elektrycznym.
Fosgen to trujący związek o wzorze COCl2. Jego temperatura topnienia jest równa –118°C,
a temperatura wrzenia wynosi 8°C (pod ciśnieniem 1000 hPa). Fosgen reaguje z wodą i ulega
hydrolizie, której produktami są tlenek węgla(IV) i chlorowodór.
Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1986.
W poniższej tabeli zestawiono wybrane właściwości litowców i berylowców.
Właściwość
Nazwa pierwiastka
lit
beryl
sód
magnez
potas
wapń
promień kationu*, pm
76
45
102
72
138
100
promień atomu, pm
134
125
154
145
196
174
pierwsza energia jonizacji, kJ∙mol−1
520
899
496
738
419
590
temperatura topnienia, K
454
1560
371
923
336
1115
* W tabeli podano promień kationów M+ – dla litowców oraz M2+ – dla berylowców.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2004.
6.1. (0–1)
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i zaznacz jedną odpowiedź spośród podanych
w każdym nawiasie.
Dla pierwiastków danego okresu stosunek promienia jonowego do promienia atomowego litowca jest (większy / mniejszy) niż stosunek promienia jonowego do promienia atomowego berylowca.
W każdym okresie temperatury topnienia berylowców są (wyższe / niższe) niż temperatury topnienia litowców, czego przyczyną jest silniejsze wiązanie metaliczne występujące między atomami (berylowców / litowców).
6.2. (0–1)
Pierwsza energia jonizacji to minimalna energia potrzebna do oderwania jednego elektronu od
atomu pierwiastka w stanie gazowym, czego skutkiem jest powstanie kationu. Molowa energia
jonizacji – wyrażona w kJ∙mol−1 – jest równa energii jonizacji 1 mola atomów.
Sformułuj zależność między wartością pierwszej energii jonizacji a liczbą atomową
berylowca. Wyjaśnij, dlaczego pierwsza energia jonizacji litowca jest niższa niż pierwsza
energia jonizacji berylowca leżącego w tym samym okresie układu okresowego.
Zależność między pierwszą energią jonizacji a liczbą atomową berylowca:
Pierwsza energia jonizacji litowca jest niższa niż pierwsza energia jonizacji berylowca,
leżącego w tym samym okresie układu okresowego pierwiastków, ponieważ
Fosgen to trujący związek o wzorze COCl2. Jego temperatura topnienia jest równa –118°C,
a temperatura wrzenia wynosi 8°C (pod ciśnieniem 1000 hPa). Fosgen reaguje z wodą i ulega
hydrolizie, której produktami są tlenek węgla(IV) i chlorowodór.
Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1986.
W temperaturze 25°C i pod ciśnieniem 1000 hPa w 1 dm3 fosgenu znajduje się 2,43∙1022
cząsteczek tego związku.
Oblicz gęstość fosgenu i określ jego stan skupienia w opisanych warunkach.
Obliczenia:
W temperaturze 25°C i pod ciśnieniem 1000 hPa fosgen jest
Równanie kinetyczne tej syntezy jest następujące: ν = k ⋅ cH2 ⋅ cI2 , gdzie cH2 i cI2 oznaczają
stężenie substratów. W temperaturze 400ºC stała szybkości tej reakcji
k=2,42⋅10−2 mol−1 ⋅ dm3 ⋅ s−1.
Na podstawie: P.W. Atkins, Chemia fizyczna, Warszawa 2001.
W temperaturze 400ºC do reaktora o stałej pojemności równej 2 dm3 wprowadzono mieszaninę
dwóch moli gazowego wodoru i jednego mola gazowego jodu. Po zamknięciu reaktora
zainicjowano reakcję, przy czym utrzymywano stałą temperaturę 400ºC.
Oblicz szybkość syntezy jodowodoru w momencie, gdy reakcji uległa połowa początkowej
ilości jodu.
W środowisku alkalicznym jod utlenia ilościowo metanal do kwasu metanowego. Czynnikiem
utleniającym jest anion jodanowy(I), który powstaje w reakcji jodu cząsteczkowego z anionami
hydroksylowymi. Przebieg opisanych przemian można zilustrować następującymi równaniami:
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2. Chemiczne metody analizy ilościowej,
Warszawa 1998.
Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie opisanego utleniania metanalu
jodem w środowisku alkalicznym i określ stosunek masowy, w jakim metanal reaguje
z jodem.
W zamkniętym reaktorze znajdowały się dwa gazy: wodór oraz fluor. Po zakończeniu reakcji
zbiornik zawierał tylko fluorowodór, którego masa była równa 0,4 g.
Napisz, w jakim stosunku objętościowym zmieszano wodór z fluorem w reaktorze, oraz
określ, ile gramów wodoru i ile gramów fluoru wprowadzono do reaktora.
W środowisku alkalicznym jod utlenia ilościowo metanal do kwasu metanowego. Czynnikiem
utleniającym jest anion jodanowy(I), który powstaje w reakcji jodu cząsteczkowego z anionami
hydroksylowymi. Przebieg opisanych przemian można zilustrować następującymi równaniami:
Na podstawie: J. Minczewski, Z. Marczenko, Chemia analityczna 2. Chemiczne metody analizy ilościowej,
Warszawa 1998.
Napisz w formie jonowej skróconej sumaryczne równanie opisanego utleniania metanalu
jodem w środowisku alkalicznym i określ stosunek masowy, w jakim metanal reaguje
z jodem.
