Na poniższych rysunkach przedstawiono schemat oddziaływania orbitali zhybrydyzowanych
atomów węgla i orbitali 1s atomów wodoru, w którego wyniku powstają wiązania chemiczne
w cząsteczkach pewnych węglowodorów.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2011, s. 157.
a)
Wypełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F – jeżeli jest fałszywe.
Zadanie
P/F
1.
Rysunek I przedstawia przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych w cząsteczce, w której każdy atom węgla ma hybrydyzację sp3.
2.
Rysunek II przedstawia przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych w cząsteczce, w której każdy atom węgla ma hybrydyzację sp.
3.
Odległość między jądrami atomu węgla w cząsteczce, której kształt przedstawiono na rysunku I, jest mniejsza niż odległość między jądrami atomu węgla w cząsteczce, której kształt przedstawiono na rysunku II.
b)
Wypełnij tabelę, wpisując liczbę wiązań σ i liczbę wiązań π w cząsteczkach, których kształt przedstawiono na rysunkach I i II.
Na rysunkach przedstawiono przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych tworzonych
przez orbitale zhybrydyzowane atomów węgla w cząsteczkach dwóch węglowodorów.
Punktami schematycznie oznaczono położenie środków atomów połączonych tymi
wiązaniami, linią ciągłą – osie wiązań, a linią przerywaną – kontury figury geometrycznej,
w której narożach znajdują się atomy otaczające atom centralny. Hybrydyzacja polegająca
na wymieszaniu 1 orbitalu s oraz 3 orbitali p daje hybrydyzację tetraedryczną ze względu
na skierowanie orbitali zhybrydyzowanych ku narożom tetraedru. Wymieszanie 1 orbitalu s
oraz 2 orbitali p daje hybrydyzację trygonalną. Wiązania utworzone za pomocą tych orbitali
leżą w tej samej płaszczyźnie, a kąty pomiędzy nimi wynoszą 120°.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2011, s. 151, 152, 155,156.
Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych
w każdym nawiasie tak, aby zdania były prawdziwe.
Rysunek I przedstawia przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych tworzonych przez orbitale zhybrydyzowane atomów węgla w cząsteczkach (metanu/etenu/etynu), a rysunek II – w cząsteczkach (metanu/etenu/etynu).
W cząsteczce węglowodoru, której strukturę przedstawia rysunek I, (występuje/nie występuje) wiązanie typu π, dlatego węglowodór ten ulega reakcjom (substytucji/addycji) i (powoduje odbarwienie /nie powoduje odbarwienia) wody bromowej.
Dwa pierwiastki X i Y tworzą związek chemiczny, w którego cząsteczkach atom pierwiastka
X jest atomem centralnym, a wszystkie połączone z nim atomy pierwiastka Y są równocenne.
Pierwiastek X znajduje się w 13. grupie układu okresowego pierwiastków chemicznych,
w rdzeniu atomowym ma 2 elektrony. Pierwiastek Y znajduje się w 3. okresie i jego atom
tworzy trwały jon prosty o wzorze Y−.
a)
Napisz wzór sumaryczny związku pierwiastka X i Y, podaj typ hybrydyzacji (sp, sp2, sp3) atomu pierwiastka X w cząsteczce tego związku oraz określ budowę przestrzenną (liniowa, trójkątna, tetraedryczna) tej cząsteczki.
Wzór sumaryczny:
Typ hybrydyzacji:
Budowa przestrzenna:
b)
Określ charakter wiązania chemicznego (jonowe, kowalencyjne niespolaryzowane, kowalencyjne spolaryzowane) występującego w opisanym związku.
c)
Określ stosunek masowy i stosunek molowy pierwiastka X do pierwiastka Y w opisanym związku chemicznym.
Cząsteczka arsenowodoru AsH3 ma kształt piramidy o podstawie trójkąta równobocznego,
w którego narożach znajdują się środki atomów wodoru.
Napisz wzór elektronowy cząsteczki arsenowodoru, zaznaczając kreskami wiązania
chemiczne i wolne pary elektronowe. Określ typ hybrydyzacji atomu arsenu
w cząsteczce tego związku chemicznego.
Witamina A to zbiorcza nazwa organicznych związków chemicznych z grupy retinoidów
pełniących w organizmie funkcję niezbędnego składnika pokarmowego. Podstawową formą,
w jakiej występuje witamina A, jest retinol, czyli cząsteczka o następującym wzorze:
Podaj liczbę atomów węgla o typie hybrydyzacji sp2 występujących w cząsteczce retinolu.
Nadtlenek wodoru H2O2 jest gęstą, syropowatą cieczą, która miesza się z wodą w każdym
stosunku. W roztworach wodnych ulega w niewielkim stopniu dysocjacji według równania:
H2O2 + H2O ⇄ HO−2 + H3O+
Przestrzenne rozmieszczenie atomów w cząsteczce nadtlenku wodoru ilustruje poniższy
rysunek.
Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.
Korzystając z informacji na temat struktury cząsteczki nadtlenku wodoru, uzupełnij
poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym
nawiasie.
W cząsteczce nadtlenku wodoru atomy wodoru połączone są z atomami tlenu wiązaniami kowalencyjnymi (spolaryzowanymi / niespolaryzowanymi), a między atomami tlenu występuje wiązanie kowalencyjne (spolaryzowane / niespolaryzowane).
Cząsteczka nadtlenku wodoru jest (polarna / niepolarna).
Kształt cząsteczki nadtlenku wodoru można wyjaśnić, jeśli się założy hybrydyzację typu (sp3 / sp2 / sp) walencyjnych orbitali atomowych tlenu.
