1. Lantanowce wszystkie symbole i struktura elektronowa wybranego lantanowca

a) La – lantan
b) Ce – cer
c) Pr – prazeodym
d) Nd – neodym
e) Pm – promet
f) Sm – samar
g) Eu – europ
h) Gd – gadolin
i) Tb – terb
j) Dy – dysproz
k) Ho – holm
l) Er – erb
m) Tm – tul
n) Yb – iterb
o) Lu – lutet

•

konfiguracja elektronowa wyprowadzona teoretycznie: 58-Ce: 4f

1

5d

1

6s

2

•

konfiguracja elektronowa ustalona doświadczalnie: 58-Ce: 4f

2

6s

2

•

konfiguracja elektronowa jonu Ln

3+

: 58-Ce: 4f

1

5s

2

5p

6

2. Stopnie utlenienia lantanowców i ich wytłumaczenie na podstawie konfiguracji

elektronowej
a) podstawowy stopień utlenienia +3

•

+4: Ce, Pr, Tb, Dy

•

+2: Nd, Sm, Eu, Tm, Yb

b) szczególnie trwałe struktury elektronowe: ksenonowa 4f

0

– struktura o połowicznym

wypełnieniu podpowłoki 4f (4f

7

) oraz struktura o całkowitym zapełnieniu podpowłoki 4f

(4f

14

)

•

takie trwałe konfiguracje osiągają także sąsiadujące z nimi pierwiastki, co powoduje
utworzenie jonów izoelektronowych z La

3+

, Gd

3+

, Lu

3+

o wartościowościach innych

niż 3+ (Eu

2+

, Yb

2+

, Ce

4+

, Tb

4+

)

•

Sm tworzy znacznie mniej trwały jon Sm

2+

niż Eu – nie wszystkie orbitale f

obsadzone

•

Ce

4+

jest trwalszy niż Tb

4+

ze względu na to, że elektrony 4f lekkich lantanowców są

słabiej związane (ładunek jądra terbu jest większy i wzbudzanie elektronów 4f jest
trudniejsze)

3. Kontrakcja lantanowców i jej przyczyna

a) zmniejszanie się promienia atomowego od La (lantan) do Lu (lutet) – czyli wraz ze

wzrostem liczby atomowej

b) wynika ze wzrostu ładunku jądra podczas stopniowego wypełniania podpowłoki

wewnętrznej

4. Karbonylki metali przejściowych

a) karbonylki to związki koordynacyjne metali d-elektronowych z tlenkiem węgla jako

ligandem
•

M(CO)

m –

jednordzeniowe

•

M

n

(CO)

m

– wielordzeniowe

b) obowiązuje reguła „18” - liczba elektronów walencyjnych atomu centralnego i liczba

elektronów dostarczonych przez cząsteczkę CO wynosi 18 (liczba elektronów helowca –
położonego najbliżej w układzie okresowym)

c) w prostych karbonylkach każde wiązanie jest liniowe, w karbonylkach

wielordzeniowych występują też cząsteczki CO tworzące mostek pomiędzy dwoma
atomami metalu

d) synteza

•

bezpośrednia synteza z metalu i CO

•

działanie tlenkiem węgla pod ciśnieniem 20-30 MPa na zawiesinę halogenków
metali w rozpuszczalnikach organicznych w podwyższonej temperaturze i wobec
środków redukujących

•

redukcja tlenków metali przejściowych przeprowadzana tlenkiem węgla pod
wysokim ciśnieniem

e) karbonylki metali przejściowych są ciałami stałymi lub łatwo lotnymi cieczami

•

jednordzeniowe najczęściej bezbarwne

•

wielordzeniowe najczęściej zabarwione

f) są diamagnetyczne (oprócz karbonylku wanadu - paramagnetyczny)

5. Połączenia litowców z tlenem, reakcja z wodą

a) podczas spalania w powietrzu lit tworzy normalny tlenek (Li

2

O), sód – nadtlenek

(Na

2

O

2

), natomiast potas i dalsze litowce – ponadtlenek (KO

2

, RbO

2

, CsO

2

, FrO

2

)

b) produktami reakcji normalnych tlenków litowców z wodą są wodorotlenki

•

Me

2

O + H

2

O = 2 MeOH

c) produktami reakcji nadtlenków litowców z wodą są wodorotlenki i nadtlenek wodoru

•

Me

2

O

2

+ 2 H

2

O = 2 MeOH + H

2

O

2

d) produktami reakcji ponadtlenków litowców z wodą są wodorotlenki, nadtlenek wodoru i

tlen
•

2 MeO

2

+ 4 H

2

O = 2 MeOH + 2 H

2

O

2

+ O

2

e) tlenki litowców Me

2

O mają charakter zasadowy

f) nadtlenki i ponadtlenki litowców są silnymi utleniaczami

6. Wodorki trzeciego okresu i ich właściwości kwasowo-zasadowe

a) NaH

zasadowy

b) MgH

2

zasadowy

c) AlH

3

amfoteryczny

d) SiH

4

lekko zasadowy

e) PH

3

lekko zasadowy

f) H

2

S

kwasowy

g) HCl

kwasowy

7. Związki azotu

a) azotki

•

lit tworzy na powietrzu azotkek Li

3

N

•

berylowce spalają się w azocie tworząc azotki typu Me

3

N

2

•

borowce tworzą azotki typu MeN

•

węglowce tworzą azotki typu Me

3

N

4

(Si, Ge, Sn) – wysokie temp. topnienia,

nierozpuszczalne w wodzie

b) azotany (KNO

3

, NaNO

3

) – przemysł zapałczany, pirotechniczny, spożywczy,

farmaceutyczny, szklarski i ceramiczny, nawozów naturalnych i sztucznych

c) cyjanowodór HCN – silnie toksyczny (dawka śmiertelna 50 mg KCN)
d) tlenki azotu, kwasy azotowe

•

N

2

O → H

2

N

2

O

2

•

NO

•

N

2

O

3

→ HNO

2

•

NO

2

, N

2

O

4

•

N

2

O

5

→ HNO

3

e) amoniak (i pochodne z chemii organicznej)

•

aminy

•

amidy

8. Przemysłowe otrzymywanie kwasu azotowego V (etapy)

a) N

2

+ 3 H

2

= 2 NH

3

b) 4 NH

3

+ 5 O

2

= 4 NO + 6 H

2

O

c) NO + ½ O

2

= NO

2

d) 2 NO

2

= N

2

O

4

e) N

2

O

4

+ H

2

O = HNO

3

+ HNO

2

f) 3 HNO

2

= HNO

3

+ 2 NO + H

2

O

9. Relacje diagonalne

a) w wielu związkach Li

+

przypomina bardziej Mg

2+

niż Na

+

•

np. Li

2

CO

3

i MgCO

3

są trudno rozpuszczalne w wodzie, a Na

2

CO

3

dobrze rozp.

•

Li

+

i Mg

2+

mają podobny promień jonowy

b) „po przekątnej” w układzie podobieństwo diagonalne wykazują: Li-Mg, Be-Al, B-Si

•

skutek: bor jest bardziej podobny do krzemu niż do glinu

10. Związki manganu

a) stop z Fe – żelazomangan – 30-90% Mn
b) tlenki

•

MnO, Mn

2

O

3

– właściwości zasadowe

•

MnO

2

– właściwości amfoteryczne

•

Mn

2

O

7

– właściwości kwasowe

c) podstawowe sole manganu:

•

MnCl

2

, MnSO

4

•

KMnO

4

d) redukcja MnO

4

-

•

MnO

4

-

+ 8 H

+

+ 5 e → Mn

2+

+ 4 H

2

O

•

MnO

4

-

+ 2 H

2

O + 3 e → MnO

2

+ 4 OH

-

•

MnO

4

-

+ e → MnO

4

2-

11. Reaktor jądrowy i reakcje w reaktorze

a) urządzenie do kontrolowanego wyzwalania energii jądrowej w wyniku łańcuchowego

rozszczepienia jąder atomowych

235

U,

233

U,

239

Pu

•

rdzeń – paliwo jądrowe, materiał rozszczepialny, chłodziwo odprowadzające energię
wydzielaną w procesie rozszczepienia

•

pręty sterujące – duży przekrój czynny na pochłanianie neutronów

•

reflektor (woda lub grafit) – odbija rozproszone neutrony do wnętrza rdzenia

•

osłona biologiczna przed promieniowaniem

•

kanały

•

kolumna termiczna (służy do spowolnienia neutronów prędkich do neutronów
termicznych)

b)

235

U +

1

0

n → 2 fragmenty + (2-3) n

12. Reguła 18

a) liczba elektronów walencyjnych atomu centralnego i liczba elektronów dostarczonych

przez cząsteczkę CO wynosi 18 (liczba elektronów helowca – położonego najbliżej w
układzie okresowym)

13. Utlenianie SO

2

do SO

3

( temperatura, katalizator, ciśnienie ) (SO2 + O2)

a) 2 SO

2

+ O

2

= 2 SO

3

•

temperatura: 650-850 K

•

wysokie ciśnienie

•

nadmiar jednego z substratów, np. tlenu

•

obecność katalizatora (Pt, V

2

O

5

)

14. Napisać wzory i nazwy wszystkich aktynowców

a) Ac – aktyn
b) Th – tor
c) Pa – proaktyn
d) U – uran
e) Np – neptun
f) Pu – pluton
g) Am – ameryk
h) Cm – kiur
i) Bk – berkel
j) Cf – kaliforn
k) Es – einstein
l) Fm – ferm
m) Md – mendelew
n) No – nobel
o) Lr – lorens

15. Napisać reakcje Cu z HCl i z HNO

3

a) Cu + HCl → nie zachodzi (HCl nie jest kwasem utleniającym)
b) 3 Cu + 8 H

+

+ 2 NO

3

-

→ 3 Cu

2+

+ 2 NO + 4 H

2

O

16. Zachowanie berylowców w reakcji z wodą, właściwości kwasowo-zasadowe

a) roztwarzanie berylowców w wodzie

•

beryl – nie roztwarza się

•

magnez – roztwarza się na gorąco

•

pozostałe – roztwarzają się na zimno: Me + 2 H

2

O = Me

2+

+ 2 OH

-

+ H

2

b) z wyjątkiem berylu ich tlenki tworzą silne zasady

•

wodorotlenek berylu jest amfoteryczny

17. Pełna struktura elektronowa U

a) 1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

4s

2

3d

10

4p

6

5s

2

4d

10

5p

6

6s

2

4f

14

5d

10

6p

6

7s

2

5f

3

6d

1

18. Które lantanowce tworzą związki na II stopniu utlenienia, uzasadnij, podaj symbole

a) tlenki: SmO, EuO – redukcja Sm

2

O

3

i Eu

2

O

3

metalicznymi lantanowcami

b) wodorotlenki: Sm(OH)

2

– zielonkawy, nietrwały osad

19. Reakcje Cr (II) do Cr (VI) i Cr (VI) do Cr (III) za pomocą H

2

O

2

, zależnie od ciśnienia

a) Cr(OH)

4

-

+ 4 OH

-

= CrO

4

2-

+ 4 H

2

O + 3 e

H

2

O

2

+ 2 e = 2 OH

-

2 Cr(OH)

4

-

+ 3 H

2

O

2

+ 2 OH

-

= 2 CrO

4

2-

+ 8 H

2

O

b) Cr

2

O

7

2-

+ 3 H

2

O

2

+ 8 H

+

= 2 Cr

3+

+ 7 H

2

O + 3 O

2

20. Na podstawie struktury elektronowej określ jakie stopnie utlenienia przyjmuje cer i

europ
a) cer: +4

4f

1

→

4f

0

5s

2

5p

6

b) europ: +2

4f

6

→

4f

7

5s

2

5p

6

21. Teoria OM dla jonu O2(2-), trzeba było rozrysować i określić rząd wiązania i czy jest

para- czy diamagnetyczny
a)

22. Kwasy siarkowe

a) H

2

SO

3

– kwas siarkowy(IV)

•

SO

2

+ H

2

O → H

2

SO

3

b) H

2

SO

4

– kwas siarkowy(VI)

•

SO

3

+ H

2

O → H

2

SO

4

c) H

2

S

2

O

7

– kwas dwusiarkowy

•

SO

2

+ H

2

SO

4

→ H

2

S

2

O

7

d) H

2

S

2

O

3

– kwas tiosiarkowy

•

SO

3

+ H

2

S → H

2

S

2

O

3

e) H

2

SO

5

– kwas nadtlenojednosiarkowy (peroksosiarkowy)

•

SO

3

+ H

2

O

2

→ H

2

SO

5

f) H

2

S

2

O

8

– kwas nadtlenodwusiarkowy (peroksodwusiarkowy)

•

SO

3

+ H

2

SO

5

→ H

2

S

2

O

8

g) H

2

S – kwas siarkowodorowy