ROZWI¥ZANIA ZADAÑ (z komentarzem)

ZADANIE 1.
OdpowiedŸ:
Izotop bromu

35

81

Br zawiera: 35 elektronów, 35 protonów i 46 neutronów. Jego liczba masowa wynosi A = 81.

Ma 7 elektronów walencyjnych.

ZADANIE 2.
OdpowiedŸ:
Poszukiwanym pierwiastkiem jest wanad V.
Komentarz:
Atom tego pierwiastka zawiera 74 – 51 = 23 elektrony, zatem ma równie¿ 23 protony. Liczba atomowa pierwiastka
wynosi wiêc Z = 23.

ZADANIE 3.
OdpowiedŸ:
Liczba atomowa dwuujemnego jonu X

2–

wynosi Z = 34. Jest to anion selenkowy Se

2–

.

Komentarz:
W procesie tworzenia siê anionów z obojêtnych atomów sk³ad j¹dra atomowego pozostaje bez zmian. Nie zmienia
siê zatem ani liczba atomowa, ani liczba masowa.
Liczba masowa izotopu tworz¹cego anion X

2–

wynosi A = 78. Okreœla ona sumê protonów i neutronów w j¹drze.

Skoro jon zawiera³ 44 neutrony, to w j¹drze atomowym znajduj¹ siê 78 – 44 = 34 protony.

ZADANIE 4.
OdpowiedŸ:
Anion siarczkowy S

2–

ma 18 elektronów w pow³okach elektronowych.

Komentarz:
Atom siarki oraz anion siarczkowy S

2–

maj¹ taki sam sk³ad j¹dra atomowego. Ró¿ni¹ siê liczb¹ elektronów.

Liczba atomowa siarki wynosi Z = 16, zatem liczba protonów w j¹drze wynosi 16 i jest ona równa liczbie elektro-
nów znajduj¹cych siê w przestrzeni wokó³ j¹dra. Anion siarczkowy S

2–

ma o 2 elektrony wiêcej ni¿ atom siarki.

ZADANIE 5.
OdpowiedŸ:
Kation Sn

2+

ma 2 elektrony w ostatniej pow³oce elektronowej.

Kation Sn

4+

ma 18 elektronów w ostatniej pow³oce elektronowej.

Komentarz:
Atom cyny o konfiguracji elektronowej

Sn

1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

3d

10

4s

2

4p

6

4d

10

5s

2

5p

2

nale¿y do 14 grupy uk³adu okresowego, zatem ma 4 elektrony w ostatniej (pi¹tej) pow³oce elektronowej.
W procesie utlenienia atom cyny

50

119

Sn tworzy:

l

kation cyny Sn

2+

, trac¹c 2 elektrony opisane orbitalem 5p

Kation Sn

2+

ma wiêc 2 elektrony w ostatniej, pi¹tej pow³oce elektronowej (opisane orbitalem 5s).

l

kation cyny Sn

4+

, trac¹c 4 elektrony opisane orbitalami 5s i 5p

Kation Sn

4+

ma wiêc 18 elektronów w ostatniej, czwartej pow³oce elektronowej (opisanych orbitalami 4s, 4p i 4d).

ZADANIE 6.
OdpowiedŸ:
Izotop polonu

84

218

Po, przekszta³caj¹c siê w izotop polonu

84

214

Po, wyemituje 1 cz¹stkê

a i 2 cz¹stki b

–

.

Komentarz:
Pocz¹tkowy i koñcowy izotop bior¹ce udzia³ w cyklu przemian, to izotopy tego samego pierwiastka (o liczbie ato-
mowej Z). Zatem po jednej przemianie

a (w wyniku której liczba atomowa nowego pierwiastka zmniejsza siê

www.wsip.com.pl

1

o dwie jednostki), powinny nastêpowaæ dwie przemiany

b

–

(w wyniku których liczba atomowa nowego pierwiastka

zwiêksza siê o dwie jednostki). W cyklu przemian j¹drowych zosta³y wyemitowane: jedna cz¹stka

a i dwie cz¹stki b

–

.

ZADANIE 7.
OdpowiedŸ A:
W tej przemianie powstanie nuklid

13

27

Al:

14

27

Si

Û

13

27

Al +

+1

0

e

Komentarz:
Równanie przedstawia przemianê

b

+

. W przemianie tej uzyskuje siê pierwiastek o liczbie atomowej Z – 1 i liczbie

masowej A.

OdpowiedŸ B:
W tej przemianie powstanie nuklid

83

212

Bi:

82

212

Pb

Û

83

212

Bi +

-1

0

e

Komentarz:
Równanie przedstawia przemianê

b

–

. W przemianie tej uzyskuje siê pierwiastek o liczbie atomowej Z + 1 i liczbie

masowej A.

OdpowiedŸ C:
W tej przemianie powstanie nuklid

84

216

Po:

86

220

Rn

Û

84

216

Po +

2

4

He

Komentarz:
Równanie przedstawia przemianê

a. W przemianie tej uzyskuje siê pierwiastek o liczbie atomowej Z – 2 oraz o licz-

bie masowej A – 4.

ZADANIE 8.
OdpowiedŸ:

Symbol

X

Y

Z

T

Nuklid

90

231

Th

91

231

Pa

89

227

Ac

90

227

Th

Komentarz:
Nuklid

92

235

U, ulegaj¹c przemianie

a, tworzy pierwiastek o liczbie atomowej mniejszej o 2 i liczbie masowej mniej-

szej o 4. Jest to wiêc nuklid

90

231

Th, który ulega przemianie

b

–

, tworz¹c pierwiastek o liczbie atomowej wiêkszej o 1

i niezmienionej liczbie masowej. Tym pierwiastkiem jest nuklid

91

231

Pa. Ulega on przemianie

a, tworz¹c nuklid

89

227

Ac. Nuklid ten ulega przemianie

b

–

, tworz¹c nuklid

90

227

Th.

ZADANIE 9.
OdpowiedŸ A:

5

10

B+

2

4

He

Û

7

13

N +

0

1

n

Komentarz:
W tej sztucznej przemianie promieniotwórczej substraty maj¹ w sumie 7 protonów. Nuklid

7

13

N jako produkt ma te¿

7 protonów, zatem cz¹stk¹, która tworzy siê oprócz azotu jest neutron, poniewa¿ nie jest obdarzony ³adunkiem.

OdpowiedŸ B:

7

13

N

Û

6

13

C +

+1

0

e

Komentarz:
W tej sztucznej przemianie promieniotwórczej z nuklidu

7

13

N powsta³ nuklid

6

13

C, którego liczba atomowa jest

mniejsza o 1 od liczby atomowej nuklidu

7

13

N. Jest wiêc to przemiana

b

+

, której towarzyszy emisja pozytonu.

2

ZADANIE 10.
OdpowiedŸ:
Okres pó³trwania izotopu kobaltu

60

Co wynosi 5 lat, zatem po up³ywie 25 lat z 1 g pozostanie 0,03125 g

60

Co.

ZADANIE 11.
OdpowiedŸ A:
W wyniku emisji elektronu z j¹dra atomowego izotopu miedzi

29

64

Cu powstaje izotop cynku

30

64

Zn.

Komentarz:
Emisja elektronu z j¹dra atomowego to przemiana

b

–

, w wyniku której powstaje pierwiastek o liczbie atomowej

Z + 1 i liczbie masowej A.

OdpowiedŸ B:
W wyniku wybicia elektronu z atomu miedzi

29

65

Cu powstaje kation miedzi

29

65

Cu

+

.

Komentarz:
Proces jonizacji atomu nie jest przemian¹ promieniotwórcz¹, polega on na wybiciu elektronu z pow³oki walencyjnej
atomu. Sk³ad j¹dra atomowego nie zmienia siê w procesie jonizacji.

ZADANIE 12.
OdpowiedŸ:
Rozmieszczenie 5 elektronów opisanych orbitalami typu 4s i 3d przedstawia schemat orbitali atomowych:

ZADANIE 13.
OdpowiedŸ:
Atom ¿elaza ma nastêpuj¹c¹ konfiguracjê elektronow¹:
Fe

1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

3d

6

4s

2

Fe

[Ar] 3d

6

4s

2

Po oddaniu trzech elektronów (dwóch opisanych orbitalem 4s oraz jednego opisanego orbitalem 3d) tworzy kation
Fe

3+

, który ma konfiguracjê:

Fe

3+

1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

3d

5

Fe

3+

[Ar] 3d

5

www.wsip.com.pl

3

Okres pó³trwania izotopu aktynu

227

Ac wy-

nosi 12,5 lat, zatem po up³ywie 25 lat z 0,1 g
pozostanie 0,025 g

227

Ac.

Sumaryczna masa obu izotopów w próbce
po up³ywie 25 lat wynosi³a
0,03125 g + 0,025 g = 0,05625 g.

ZADANIE 14.
OdpowiedŸ:
Atom chromu w stanie podstawowym ma 6 elektronów walencyjnych. Opisane s¹ orbitalami atomowymi typu 3d
i 4s. Ich rozmieszczenie przedstawia poni¿szy schemat orbitali atomowych:

ZADANIE 15.
OdpowiedŸ A:
Jest to konfiguracja elektronowa arsenu

33

As.

OdpowiedŸ B:
Arsen ma 5 elektronów walencyjnych.
Komentarz:
Arsen jest pierwiastkiem bloku p, a wiêc jego elektrony walencyjne s¹ opisane orbitalami 4s

2

i 4p

3

.

OdpowiedŸ C:
Arsen przyjmuje w zwi¹zkach chemicznych: najni¿szy –III stopieñ utlenienia oraz najwy¿szy V stopieñ utlenienia.
Komentarz:
Arsen ma 5 elektronów walencyjnych, a wiêc ma tendencjê do:

l

przyjêcia lub uwspólnienia trzech elektronów (przyjmuje –III stopieñ utlenienia) w celu uzyskania trwa³ej konfi-
guracji elektronowej kryptonu,

l

oddania lub uwspólnienia piêciu elektronów walencyjnych (przyjmuje V stopieñ utlenienia) w celu pe³nego
zape³nienia orbitali walencyjnych typu 3s

2

, 3p

6

i 3d

10

.

OdpowiedŸ D:
Arsen (na –III stopniu utlenienia) tworzy z wodorem arsenowodór AsH

3

.

Arsen (na V stopniu utlenienia) tworzy z tlenem tlenek arsenu(V) As

4

O

10

.

ZADANIE 16.
OdpowiedŸ A:
Szukan¹ substancj¹ jest bromek rubidu RbBr.

OdpowiedŸ B:
Jest to zwi¹zek, w którym wystêpuje wi¹zanie jonowe (ró¿nica elektroujemnoœci pierwiastków – 2,0).
Komentarz:
Rubid, maj¹c konfiguracjê elektronow¹
Rb

[Kr]5s

1

oddaje elektron, tworz¹c kation rubidu Rb

+

o konfiguracji kryptonu.

Natomiast atom bromu o konfiguracji
Br

[Ar]3d

10

4s

2

4p

5

przyjmuje elektron, tworz¹c anion bromkowy Br

–

o konfiguracji kryptonu.

ZADANIE 17.
OdpowiedŸ:
Cz¹steczki, w których wszystkie atomy le¿¹ na jednej p³aszczyŸnie: H

2

O, BCl

3

, CO

2

.

Komentarz:
W cz¹steczkach NH

3

, H

2

O i CH

4

atomy centralne ulegaj¹ hybrydyzacji typu sp

3

, ale tylko cz¹steczka wody jest

p³aska (CH

4

ma budowê tetraedryczn¹, a NH

3

— piramidaln¹).

W cz¹steczce BCl

3

atom boru ulega hybrydyzacji typu sp

2

. Wszystkie wi¹zania

s skierowane s¹ w naro¿a trójk¹ta

równobocznego.
W cz¹steczce CO

2

atom wêgla ulega hybrydyzacji typu sp — tworzy tlenek wêgla(IV) o budowie liniowej.

4

ZADANIE 18.

Wzór

sumaryczny

Wi¹zanie

kowalencyjne

kowalencyjne

spolaryzowane

jonowe

NaF

+

HBr

+

N

2

+

NH

3

+

MgO

+

Br

2

+

ZADANIE 19.

Wzór
sumaryczny

Wi¹zania

tylko jonowe

tylko kowalencyjne

tylko kowalencyjne

spolaryzowane

jonowe,

kowalencyjne

spolaryzowane,

koordynacyjne

Cl

2

+

HCl

+

KCl

+

CCl

4

+

NH

4

Cl

+

Cl

2

O

+

HClO

4

+

ZADANIE 20.
OdpowiedŸ:
Model nak³adania siê orbitali

Wzór elektronowy cz¹steczki wody:

w cz¹steczce wody:

W cz¹steczce wody wystêpuj¹ 2 wi¹zania typu

s oraz dwie niewi¹¿¹ce pary elektronowe.

Atom tlenu ulega hybrydyzacji sp

3

.

Dwa orbitale zhybrydyzowane tworz¹ dwa wi¹zania typu

s, a pozosta³e dwa — tworz¹ dwa orbitale niewi¹¿¹ce

opisuj¹ce po jednej parze elektronów.
Cz¹steczka wody ma budowê p³ask¹ (k¹tow¹). K¹t pomiêdzy wi¹zaniami H

ÔOÔH wynosi ok. 105°.

Przestrzenne rozmieszczenie wi¹zañ i wolnej pary elektronowej w cz¹steczce wody:

www.wsip.com.pl

5