1. Obsadzenie orbitali elektronowych w stanie podstawowym atomu germanu zapisujemy:
1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

3d

10

4s

2

4p

2

. Ile elektronów zawiera atom germanu? Zapisz obsadzenie stanów

elektronowych w atomie kryptonu, który ma 36 elektronów. Podaj oznaczenia literowe
powłok elektronowych, które są całkowicie zapełnione w atomie kryptonu.

1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

3d

10

4s

2

4p

2

– 32 elektrony

1s

2

2s

2

2p

6

3s

2

3p

6

3d

10

4s

2

4p

6

– 36 elektronów, zapełnione powłoki n=1, n=2, n=3 (K, L, M)

2. Jak wyglądałby świat, gdyby elektrony nie podlegały zakazowi Pauliego? Rozważ atomy
wieloelektronowe.

Wszystkie elektrony cząsteczek przebywałyby w stanie najniższej energii, ergo na orbitalu 1s.
Powodowałoby to, że atomy zachowywały by się jak gazy doskonałe i nie zachodziłyby żadne
przemiany chemiczne.

3. Liczby kwantowe dwu elektronów litu (Z=3) równe są n=1, l=0, m=0, ms=-1/2 oraz n=1, l=0,
m=0, ms=+1/2. Jakie liczby kwantowe może przyjąć trzeci elektron, gdy atom jest:
a) w stanie podstawowym,

n

l

m

m

s

2

0

0

-1/2

b) w pierwszym stanie wzbudzonym?

n

l

m

m

s

2

1

-1

-1/2

2

1

0

-1/2

2

1

1

-1/2

4. Naszkicuj zależność energii dwu atomów wodoru od odległości między protonami, gdy
tworzy się wiązanie kowalencyjne. Zaznacz długość wiązania i energię wiązania.

5. Jakie przyczynki do energii należy uwzględnić, aby określić zmianę energii podczas
tworzenia się kryształu soli kuchennej NaCl z atomów sodu i chloru?

Energię jonizacji, powinowactwo elektronowe, energię sieci (elektrostatyczna energia przyciągania,
energia odpychania przy przekrywaniu powłok elektronowych)

6. Energia jonizacji atomu sodu jest E

+

=5,14 eV, powinowactwo elektronowe fluoru E

-

=3,40

eV, długość wiązania w cząsteczce NaF jest r

0

=0,193 nm.

a) Oblicz energię potrzebną do utworzenia pary jonów Na+ i F- z obojętnych atomów.

E = E

+

= 5,14 eV

b) Ile wynosi elektrostatyczna energia potencjalna jonów Na

+

i F

-

znajdujących się w

odległości r

0

?

e

2

4 π ε

0

r

=

(

1,602∗10

−

19

C )

2

4∗3.14∗8.86∗10

−

12

∗

F

m

∗

0.193∗10

−

9

∗

m

=

1.1943∗10

−

18

J = 7.4526 eV

c) Jaki jeszcze przyczynek do energii należy uwzględnić, aby obliczyć energię wiązania?

Energię odpychania przy przekrywaniu powłok elektronowych

7. Przyczynek do energii wiązania jonowego pochodzący od odpychania między powłokami
elektronowymi jest opisywany wzorem A/r

n-1

i w cząsteczce NaF wynosi E

odp

=0,72 eV, gdy

odległość między jonami jest r

0

=0,193 nm. W równowadze siła przyciągania

elektrostatycznego między jonami jest równa sile odpychania. Wyznacz wykładnik n
(zaokrąglij do liczby całkowitej) i stałą A.

e

2

4 π ε

0

r

0

=

0.72 eV

8. Podaj nazwę wiązania chemicznego, które odpowiada za tworzenie się każdego z podanych
ciał stałych: a) diament C; b) kryształ fluorku litu LiF, c) miedź Cu; d) lód – kryształy wody
H2O; e) kryształ argonu Ar w temperaturze 80 K.

Ciało stałe

Wiązanie

diament

kowalencyjne

kryształ fluorku litu LiF

jonowe

miedź Cu

metaliczne

lód – kryształy wody H2O

wodorowe

kryształ argonu Ar w temperaturze 80 K

Siłami Wan der Waalsa

9. Co to jest hybrydyzacja sp

3

? Podaj przykład cząsteczki lub ciała stałego, w których

występuje.

Zjawisko obniżania energii przy przekrywaniu się większej ilości orbitali. Elektron przenoszony
jest z orbitalu s na p. Orbital s i 3 orbitale p mieszają się tworząc 4 jednakowe orbitale sp

3

.

Hybrydyzacja występuje np. w atomie węgla, cząsteczce wody

10. Wymień przykłady cząsteczek lub ciałach stałych, w których występuje hybrydyzacja sp

2

.

Cząsteczka dwutlenku azotu, cząsteczka tritlenku siarki, atom węgla

11. Czy odległość między protonami jest większa w cząsteczce zjonizowanej H

2

+

czy obojętnej

H

2

. Uzasadnij przewidywania.

Odległość między protonami jest większa w cząsteczce obojętnej, co wynika z większej minimalnej
energii wiązania. (4,5 eV w obojętnej, 2,7 eV w zjonizowanej)

12. Które z cząsteczek mają niezerowy elektryczny moment dipolowy: N

2

, NaCl, HCl, H

2

O?

Uzasadnij.

NaCl, HCl, H

2

O – niezerowy moment dipolowy, N

2

– zerowy moment dipolowy

cząsteczki mają niezerowe momenty dipolowe, jeżeli atomy o różnych elektroujemnościach są w
nich rozmieszczone nierównomiernie. W przypadku N

2

elektroujemności są takie same. W

przypadku pozostałych występuje duża różnica elektroujemności