1.Co to są tzw. aktywne (reaktywne) formy tlenu? Podać przykłady.

Aktywnymi formami tlenu są

wolne rodniki tlenowe: - rodnik ponadtlenkowy ·O₂^-,

- rodnik hydroksylowy ·OH-

toksyczne formy tlenowe - tlen singletowy O₂^+I

- nadtlenek wodoru H₂O₂

Związki te są stale obecnymi, ubocznymi produktami reakcji zachodzących w łańcuchu oddechowym. Za przekształcanie tlenu w aktywne formy odpowiedzialne są m.in. jony niektórych metali, promieniowanie jonizujące i UV.

3. Podać na jakim stopniu utlenienia występują w przyrodzie:

-Li +1

-Be +2

-Mn +2 +3 +4 +6 +7

-B +3

-Zn +2

-Hg +1 +2

-Pb +2 +4

-Al +3

-P -3 +3 +5

-S -2 0 +3 +4 +6

-Fe +2 +3

-Cu +1 +2

-N -3 -1 0 +2 +5

-lantanowce +2 +3 +4

4.Obieg azotu w przyrodzie:

-pobieranie nieorganicznych związków z podłoża (jony amonowe i azotany) przez autotrofy, przekształcenie w związki organiczne - wykorzystywany przez heterotrofów, część usuwana do środowiska w procesie wydalania.

-rozkład martwych szczątków organicznych z uwolnieniem amoniaku (który po przekształceniu w jony amonowe może być ponownie przyswojony przez organizmy autotroficzne)

-nitryfikacja - bakterie - utlenianie jonów amonowych azotanów

-dentryfikacja - bakterie - redukcja azotanów do azotu cząsteczkowego, uwalnianego do atmosfery.

-bakterie wiążące azot cząsteczkowy redukują go do amoniaku.

5.Podać podstawowe warunki, jakie muszą spełniać atomy, aby mogły utworzyć wiązanie chemiczne.

Wiązania chemiczne powstają w wyniku oddawania, przyjmowania lub uswpólniania elektronów walencyjnych reagujących z sobą atomów. Pierwiastki łączące się muszą mieć niesparowane elektrony.

Tworzenie się odpowiednich wiązań chemicznych tłumaczy się dążeniem atomów do uzyskiwania energetycznie trwałego rozmieszczenia elektronów wokół jader czyli trwalej konfiguracji elektronowej najbliższego dla danego pierwiastka gazu szlachetnego (reguła oktetu i dubletu elektronowego).

Proces tworzenia wiązania musi być energetycznie korzystny. Każdy pierwiastek dąży do tego, żeby mieć jak najmniejszą energię, ponieważ wtedy wiązanie jest najtrwalsze.

Typ wiązania zależy od różnicy elektroujemności.

7. Co to jest wiązanie wodorowe i gdzie występuje? (Opisać krótko cechy charakterystyczne i występowanie w przyrodzie wiązania wodorowego)

Jest to rodzaj stosunkowo słabego wiązania chemicznego, polegającego głównie na przyciąganiu elektrostatycznym, wytwarza się pomiędzy cząsteczkami, w których atomy wodoru są związane z silnie elektroujemnymi atomami pierwiastków (fluor, tlen, azot). Obecność tego wiązania w cząsteczce powoduje jej częściową dysocjację.

Wiązanie wodorowe jest silniejsze od oddziaływań międzycząsteczkowych Van der Walsa, ale słabsze niż wiązanie kowalencyjne lub jonowe.

Wiązania wodorowe występują zarówno w związkach organicznych jak i nieorganicznych, odgrywają istotną rolę w utrzymaniu struktury białek i kwasów nukleinowych.

10.Tlen i siarka - podać podobieństwa i różnice we właściwościach tych pierwiastków. Zilustrować to przykładami odpowiednich reakcji chemicznych.

O2	S
Gaz bezbarwny, bezwonny	Żółte ciało stałe, bezsmakowe, charakterystyczny zapach
Słabo rozpuszcza się w wodzie	Nie rozpuszcza się w wodzie
Głównie na minus 2 stopniu utlenienia	3 odmiany: rombowa, jednoskośna, bezpostaciowa
Tworzy odmiany alotropowe
Tlenowce, niemetale
Popularne we wszechświecie
Aktywne chemicznie
Z metalami tworzy tlenki 2Fe + O2 2FeO	Z metalami tworzy po ogrzaniu siarczki Fe + S FeS

11. Czy SiO₂ jest bezwodnikiem kwasowym?

Tak, jest nietypowym bezwodnikiem kwasowym (bezwodnik kwasowy to tlenek, którego wartościowość niemetali odpowiada wartościowości tego pierwiastka w kwasie), tlenki kwasowe w reakcji z H2O dają kwasy tlenowe. Jednak SiO₂ nie reaguje bezpośrednio z wodą - aby otrzymać kwas trzeba na rozpuszczalną sól tego kwasu podziałać innym kwasem.

12. Kwasy i zasady Lewisa: definicja, przykłady, użyteczność tego pojęcia w chemii.

Lewis odkrył związki kompleksowe (koordynacyjne) czyli takie które mają zdolność przyjmowania atomów za pomocą wolnych par elektronowych.

-Zasady - substancje, które mogą być donorem wolnej pary elektronowej (posiadają ją) np. NH3, F-, Cl-, OH -, H2O, CO

-Kwasy - substancje, które mogą być akceptorem wolnej pary elektronowej (mogą przyłączyć) np. AlCl3, SO2

13. Jakie są podstawowe prawa decydujące o strukturze krzemianów i glinokrzemianów?

Podstawową jednostką strukturalną, budującą krzemiany jest jon SiO₄^- o strukturze tetraedru. Mogą one występować pojedynczo w sieci lub łączyć się narożami w ten sposób, że atom tlenu tworzący dane naroże należy do dwóch czworościanów. Takie łączenie się czworościanów daje w rezultacie struktury przestrzenne, które mogą się różnić stosunkiem liczby atomów krzemu do liczby atomów tlenu. Ze względu na stosunkowo znaczną różnicę elektroujemności pomiędzy tlenem a krzemem wiązanie tworzące się pomiędzy atomami tych pierwiastków ma charakter przejściowy pomiędzy wiązaniem jonowym a kowalencyjnym.

Opierając się na różnych możliwych sposobach wiązania się ze sobą grup SiO₄^- opracowano podział krzemianów i glinokrzemianów na:

a) wyspowe

b) łańcuchowe

c) pierścieniowe

d) warstwowe

e) przestrzenne

14. Naszkicować i nazwać wiązania chemiczne realizowane przy pomocy orbitali p.

Rozmieszczenie przestrzenne orbitali p:

I. Wiązanie kowalencyjne utworzone przez parę elektronową, którą opisuje orbital ukierunkowany wzdłuż osi łączącej oba jądra cząsteczki orbitali p-p nazywamy wiązaniem sigma

II. Wiązanie kowalencyjne utworzone przez parę elektronową opisaną orbitalem molekularnym p nazywamy wiązaniem pi. powstaje ono przez boczne nakładanie się orbitali p

19. Co to jest mol? Opisz ważność tego pojęcia w chemii

Mol to jednostka liczności materii. Jeden mol jest to liczność materii układu zawierającego liczbę cząstek (np. atomów, cząsteczek, jonów, elektronów itp.) równą liczbie atomów w masie 12 gramów izotopu węgla ¹²C. Mol jest szczególnie istotny dla pojęcia masy molowej, które ma duże znaczenie praktyczne dla ilościowego zestawiania składników reakcji chemicznych.

20. Co to jest liczba Avogadra?

Liczba Avogadra - liczba która mówi ile cząsteczek (atomów, jonów) znajduje się w 1 molu substancji. Wynosi ona 6,02*10^-23 1/mol .

21. Co to jest liczba masowa pierwiastka?

A - liczba masowa - liczba protonów i neutronów pierwiastka, charakteryzuje rozkład - zbiór atomów o tej samej liczbie prot. o neut. A-Z=l.neutronów

masa atomowa pierwiastka = średnia ważona mas atomowych poszczególnych izotopów wyrażona w jednostce masy atomowej [u]. za wzorzec masy atomowej przyjmuje się 1/12 izotopu węgla ¹²C=1,66*10^-24g

22. Co to jest liczba atomowa=porządkowa pierwiastka?

Z - liczba porządkowa (atomowa) - ładunek elektryczny jądra atomu w jednostkach równych ładunkowi protonu=liczba elektronów

23. Na jakiej zasadzie następuje zabudowa powłok elektronowych pierwiastków chemicznych? Jakie są podstawy fizyczne oraz konsekwencje chemiczne zabudowy powłok elektronowych?

Układ okresowy wskazuje na określone prawidłowości zabudowy powłok i podpowłok elektronowych. Każdemu przejściu do następnego atomu towarzyszy wzrost ładunku jądra o jednostkę oraz zwiększenie o jeden liczby elektronów. Jako kryterium umieszczenia każdego nowego elektronu na odpowiednim orbitalu przyjmujemy dwa zasadnicze warunki:

-zachowanie minimum energii

-spełnienie zakazu Pauliego.

Pierwiastki należące do tego samego okresu charakteryzują się tą samą liczbą powłok, w których znajdują się elektrony. Oznacza to, że elektron w atomach pierwiastków pierwszego okresu obsadzają tylko pierwszą powłokę. Elektrony w atomach pierwiastków drugiego okresu obsadzają dwie powłoki K i L itd.

Każda powłoka zawiera podpowłoki, pierwsza powłoka zawiera podpowłokę s, powłoka druga - s i p, trzecia - spd, czwarta i piąta - spdf, szósta - spd, siódma - sp.

Elektrony zapełniają powłoki leżące głębiej, o niższej energii. Z kolejnością zapełniania powłok związana jest ściśle struktura układu okresowego. Pierwiastki zapełniające podpowłokę s tworzą blok s itd. W związku z tym powtarzają się okresowo pewne typy konfiguracji elektronowych, i związane z nimi pewne właściwości.

25. Co to jest stała równowagi chem (stała równowagi reakcji?)? Jakich reakcji dotyczy? Co wpływa na jej wielkość?

Stała równowagi chemicznej wyprowadzona przy założeniu pewnego mechanizmu reakcji wynikającego ze zderzeń cząsteczek zachowuje swoją słuszność niezależnie od tego jaki byłby mechanizm reakcji jeśli tylko wszystkie etapy są reakcjami odwracalnymi.

W stanie dynamicznej równowagi chemicznej stosunek iloczynu stężeń molowych produktów reakcji do iloczynu stężeń molowych substratów jest w danej temperaturze, dla danej reakcji wielkością stałą.

Zależy od temperatury, ciśnienia i stężenia. Dotyczy reakcji odwracalnych - przebiegających zarówno w stronę substratów jak i produktów.

26. Podać najważniejsze stopnie utlenienia azotowców.

a) azot -3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5

NH3 + H20 --> NH4 + OH

2NO2 + H20 --> HNO2 + HNO3

b) fosfor (wartościowość jak azot)

P2O5 + H2O --> 2HPO3 - kw. metafosforowy

c) arsen -3 +3 +5

4 As +3O2 --> 2As2O3 - arszenik

d) antymon (wartościowość jak arsen)

Sb2O3 + 6HCl --> 2SbCl3 + 3H2O

e) bizmut +III +V

27. Rozpatrzmy jakiś niezbyt popularny pierwiastek np. tantal. Jakie właściwości chem tantalu mogą być wyprowadzone ze znajomości położenia tego pierwiastka w układzie okresowym pierwiastków (a zatem także jego struktury elektronowej).

-wzór Ta

-grupa 5B - 5elektronów walencyjnych

-okres 6 - 6 powłok

-liczba porządkowa Z=73 --> 73 protony i elektrony

-liczba masowa A=181 --> 181-73=108 neutronów

-leży w grupie pobocznej (bloku d) - występuje u niego nieregularne obsadzanie powłok.

-występuje na +4 i +5 stopniu utlenienia.

-należy do wanadowców

-konfiguracja elektronowa 5d36s2

28. Czy tlenek węgla jest cząsteczką reaktywną czy raczej nie? Dlaczego? A dwutlenek węgla? Proszę podać najważniejsze właściwości chemiczne tych tlenków (w formie reakcji chemicznych)

CO - jest cząsteczką reaktywną, gdyż zawiera wolną parę elektronową, ma zdolność do tworzenia połączeń koordynacyjnych, ma duże powinowactwo do tlenu i jest silnym środkiem redukującym - redukuje tlenki metali

NaO + CO Na + CO2

Powstaje w wyniku spalania węgla przy niedostatecznej ilości O2, bezbarwny, bez zapachu, słabo rozpuszcza się w wodzie, należy do tlenków obojętnych, nie reaguje z kwasami, zasadami i wodą.

CO2 jest substancją mało aktywną chemicznie. Jest bezbarwny, bezwonny, metaliczny i niepalny. Działa utleniająco wobec silnych elektrolitów.

Bezwodnik kwasu węglowego:

CO2+H2O-->H2CO3 <=> H+ + CO3 2-

W podwyższonej temperaturze reaguje z metalami

CO2 + Mg C + MgO

i węglem

CO2+C2CO

29. Jaki jest najpospolitszy pierwiastek chem: w kosmosie, w znanej części skorupy ziemskiej? Jaki metal jest najpospolitszy: w kosmosie i w znanej części skr.ziemskiej?

	Kosmos	Skorupa ziemska
Pierwiastek	H, He	O
Metal	Fe	Al

30. Na czym polega obieg siarki w przyrodzie?

Siarczany w wyniku asymilacyjnej redukcji tworzą organiczne związki siarki, które w wyniku desulfuryzacji tworzą siarczki, które w wyniku dysymilacyjnej redukcji tworzą wolną siarkę z której powstają siarczany. Możliwe że w wyniku asymilacyjnej redukcji powstają siarczki.

31.Jaki jest rząd wiązania w następujących cząsteczkach (wpisać poniżej cząsteczki odpowiednią liczbę):

CO	O2	CN-	N2	NO	Cl2	J2	S2	Be2	Li2
3	2	3	3	2	1	1	1	0	1

32. Co to jest tlen singletowy i jakie ma własności?

¹O₂ - Tlen singletowy to jedna z form występowania cząsteczki tlenu - forma bez niesparowanych elektronów, forma wzbudzona o wyższej energii. Jest silnym utleniaczem, składnikiem smogu, doskonałym pochłaniaczem energii słonecznej.

33. Omówić własności chemiczne tlenków pierwiastków grup głównych, ze szczególnym uwzględnieniem charakteru wiązania chemicznego

-dwuskładnikowe związki tlenu z innymi pierwiastkami (grup 1,2 i 13) pierwszy stopień utlenienia, jonowy charakter wiązań (Na2O, CaO, Al2O3). dalsze grupy - charakter kowalencyjny (CO2, N2O5)

-tlenki metali I i II grupy [Ca(OH)2] reagują z wodą,

-tlenki niemetali nie reagują z wodą (np. SiO2)

-tlenki zasadowe reagują z kwasami, z zasadami nie

-tlenki amfoteryczne reagują z kwasami i z zasadami (np.Al2O3)

Al2O3 + 6H+ + 3SO4 2- --> 2 Al3+ + 3SO4 2- + 3H2O

Al2O3 + 2OH- + 3H2O --> 2 [Al(OH)4]-

-tlenki obojętne NO, NO2, CO

34. Jak zmieniają się właściwości chemiczne pierwiastków w grupie węglowców? Zilustrować te zmiany w oparciu o trwałe stopnie utlenienia poszczególnych pierwiastków oraz znane reakcje chemiczne.

Węglowce w związkach z reguły są 4-wartościowe. Przeniesienie elektronów ze stanu podstawowego do wzbudzonego w wyniku hybrydyzacji sp3 orbitali powoduje powstanie struktury tetraedrycznej.

-Promienie kowalencyjne węglowców wzrastają od C do Pb.

-Energia jonizacji maleje od C do Si, potem jest zmienna.

-Reaktywność zwiększa się od C do Pb.

-Charakter zmienia się od niemetalicznego(C, Si) przez półmetaliczny (Ge) do metalicznego(Sn Pb).

38. Sieci jonowe: warunki występowania, trwałość, podstawowe parametry opisujące sieci jonowe, przykład, przyczyny istnienia?

Sieć jonowa - regularny układ punktów (węzłów) we wszystkich kierunkach kryształu.

W ciałach stałych jonowymi cząsteczkami w węzłach sieci są jony dodatnie i jony ujemne.

Siłą wiążącą dla sieci jonowych jest przyciąganie elektrostatyczne.

Promień jonowy - 1/2 odległości międzyjonowej dwóch identycznych, sąsiadujących jonów w sieci krystalicznej, promień kationu jest 50% mniejszy od promienia anionu.

Przyczyna istnienia sieci jonowych: Związki jonowe mają na ogół budowę krystaliczną. Oddziaływanie między jonami tworzącymi sieć krystaliczną występuje we wszystkich warunkach równoważnie, zatem nie można mówić o istnieniu pojedynczych cząsteczek

-istnienie różnych ładunków

-dążenie do osiągnięcia najwyższej energii (dublet lub oktet)

-różnica elektroujemności

40. Jaka jest różnica między pojęciem wartościowości chemicznej a stopniem utlenienia? Podać przykłady.

Wartościowość pierwiastka w związku chemicznym jest to liczba wiązań utworzonych przez atom danego pierwiastka w cząsteczce.

Stopniem utlenienia pierwiastka wchodzącego w skład określonego związku jest liczba dodatnich lub ujemnych ładunków elementarnych jakie zyskałby jeden atom, gdyby wszystkie wiązania w cząsteczce były jonowe.

41. Co to jest związek koordynacyjny (kompleksowy)? Podać 3 przykłady i podstawowe informacje o budowie tych związków.

Związek kompleksowy to związek w skład którego wchodzą jony kompleksowe.

Np. heksacjanożelazian potasowy (K4FeC6N6) - jon żelaza stanowi atom centralny a grupy CN połączone z atomem żelaza nazywamy ligandami. Jon złożony z atomu centralnego i połączonych z nim ligandów (jony lub cząsteczki obojętne) stanowi jon kompleksowy.

Inny przykład: 8-hydroksychinolina

42. Co to jest przekątna amfoteryczności w formie krótkiej układu okresowego? Naszkicować ją i krótko objaśnić.

I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
	Be	B
		Al	Si
			Ge	As
				Sb	Te
						At
Blok s		Blok p

Pierwiastki leżące na tzw. przekątnej amfoteryczności wykazują właściwości amfoteryczne - zasadowe i kwasowe. Jeśli występują w związkach i tworzą wiązania to nie wiadomo czy są jonowe czy spolaryzowane

Pierwiastki z lewej strony mają właściwości zasadowe - tworzą wiązania jonowe - metale.

Pierwiastki z prawej strony mają właściwości kwasowe - tworzą wiązania spolaryzowane - niemetale.

43. Zdefiniować pojęcie entalpii, wyjaśnić jej znak.

Entalpia (H) zmiana zawartości ciepła. Opisujemy nią efekt cieplny reakcji chemicznych - podczas których zawsze wydzielana lub zużywana jest energia pod postacią ciepła.

H=U + pV (U energia wewnętrzna, p ciśnienie, V objętość)

Dla gazów jest liczona pod stałym ciśnieniem:

pV= nRT (R - uniwersalna stała gazowa, n-liczba moli)

Wyjaśnienie znaku:

∆H < 0 - reakcja egzogeniczna

∆H > 0 - reakcja endogeniczna

44. Podać krótkie najważniejsze informacje o lantanowcach i aktynowcach, wynikające z położenia tych pierwiastków w układzie okresowym

-lantanowce - zabudowują powłokę 4f (trzecią od zewnątrz atomu) wobec tego elektrony nowo przybywające nie mają dużego wpływu na zmianę właściwości chemicznych. Występują na plus 3 stopniu utlenienia. Są metalami o jednakowej liczbie elektronów na ostatniej powłoce 6s25d1 (dlatego takie położenie w układzie okresowym). Tworzą tlenki zasadowe.

-aktynowce - zabudowują powłokę 5f. Wszystkie są promieniotwórcze - im cięższy pierwiastek tym krótsze okresy połowicznego rozpadu. Występują głównie na plus 3 stopniu utlenienia. Są metalami o jednakowej liczbie elektronów na ostatnie powłoce 7s26d1(dlatego takie położenie w układzie okresowym)

45. Jakie pierwiastki chemiczne wykazują zdolność tworzenia łańcuchów E-E-E i podwójnych wiązań E=E oraz potrójnych? Czym to wyjaśnić? patrz Typy hybrydyzacji C = pytanie 69.

46. Własności amfoteryczne pierwiastków: podać przykłady odpowiednich reakcji oraz ogólne prawidłowości występowania amfoteryczności (posłużyć się układem okresowym)

Związki, które zależnie od warunków zachowują się jak kwasy lub zasady nazywa się związkami amfoterycznymi. W zależności od środowiska związki te mogą dysocjować kwasowo lub zasadowo.

-woda

H2O OH- + H+

Kwas slaby zasada mocna

H2O + H+ H3O+

Zasada słaba kwas mocny

-Al(OH)3 + NaOH Na2AlO3 +H2O

Al(OH)3 + H2SO4 Al2(SO4)3 +H2O

-Zn(OH)2 + NaOH Na2ZnO2 + H2O

Zn(OH)2 + HCl ZnCl2 + H2O

47. Co to są związki izoelektronowe? Podać przykłady i konsekwencje izoelektronowości.

Izoelektronowość - atom, jon, rodnik lub cząsteczka mają tę samą ilość elektronów walencyjnych na tych samych orbitalach co inna cząstka.

Sód jest izoelektronowy w stosunku z neonem jeśli straci jeden elektron.

Chlor jest izoelektronowy do argonu jeśli uzyska dodatkowy elektron.

48. Jakie są stopnie utlenienia azotu? Podać po 1 przykładzie związku dla każdego stopnia utlenienia. Omówić stopnie utlenienia i własności związków, w jakich azot występuje w przyrodzie.

- N2 - (na zerowym) - lotny gaz w temp. Pokojowej, bezwonny, bezbarwny, najpowszechniejszy pierwiastek w atmosferze (78%)

- NH3 (na minus 3) - produkt procesów gnicia ciał białkowych, gaz bezbarwny o przykrym zapachu, rozpuszcza się w H20, posiada wolną parę elektronową.

- K/NaNO3 (na plus 5) - saletra indyjska i chilijska

- tlenki NO (na plus 2 - bezbarwny gaz, łatwo utlenia się na powietrzu do dwutlenku),

NO2 (na plus 4 - brunatny gaz, zawiera nieparzystą liczbę elektronów),

N2O (na plus 1 - gaz rozweselający),

NH2OH (na minus 1 - pochodne amoniaku, słabo zasadowe mniej niż amon)

- kwasy tlenowe HNO2, HNO3

- dzięki działalności bakterii nitryfikacyjnych NO2- (plus 3), NO3- (plus 5)

50. Wyjaśnij pojęcia: sieci jonowej, promienia jonowego, elektroujemności

Elektroujemność - zdolność atomu pierwiastka do wiązania własnych i obcych elektronów. Może być dodatnia dla metali lub ujemna dla niemetali. Elektroujemny (niemetaliczny) charakter pierwiastków zmienia się wraz ze wzrostem liczb atomowych. Maleje w grupie, rośnie w okresie. Najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem jest fluor.

Reszta patrz pytanie 38

52. Bor i pozostałe borowce - podobieństwa i różnice.

B - bor - pierwiastek mało rozpowszechniony, nie występuje w stanie wolnym, ale w postaci różnych boranów

Al - glin - pierwiastek bardzo rozpowszechniony, występuje tylko w związkach: korund, kaolin, boksyt (Al2O3 o różnym stopniu uwodnienia), glinokrzemiany (stanowiące 60%masy całej skorupy ziemskiej - ortoklaz, albit, anortyt. są to podstawowe składniki skał-granitów, bazaltów- pod wpływem czynników atmosferycznych ulegają wietrzeniu-kaolinizacja) 2KAlSi3O8 +2H2O + CO2 ---> H4Al2Si2O9 +K2CO3 +4SiO2

daje się łatwo walcować, ciągnąć w druty, dobrze przewodzi ciepło i elektryczność, ale wykazuje małą odporność na rozerwanie.

Ga - gal, In - Ind, Tl - tal --> występują w ilościach śladowych (ok 10%) tylko w związkach towarzyszących złożom minerałów: ołowiu, miedzi, srebra. przechowywany na powietrzu utlenia się na jego powierzchni powstaje cienka warstwa tlenku glinu, nie dopuszczająca do dalszego działania tlenu na metal (zjawisko pasywacji)

z wyjątkiem boru klasyfikowanego jako półmetal wszystkie pierwiastki tej grupy wykazują cechy metaliczne

wszystkie borowce są ciałami stałymi w zwykłych warunkach ciśnienia i temperatury bor-ciemny proszek, glin gal ind tal - zabarwienie srebrzystobiałe

trójelektronowa powłoka walencyjna(s2p1) determinuje max stopień utlenienia plus 3 (wyjątek: Tl2O - na plus 1)

reaktywność borowców umiarkowana, wiązania kowalencyjne

borowce nie reagują bezpośrednio z wodorem.

53. Przykłady typowych utleniaczy i reduktorów stosowanych w chemii.

Utlenianie - oddawanie elektronów przez atomy lub grupy atomów

-pierwiastki najbardziej elektroujemne - F2, Cl2, Br2, O2, O3

-jony metali na wyższym stopniu utlenienia, jony metali szlachetnych i jon wodorowy (Ag+, Cu2+, H+, Te4+)

-związki chemiczne których pierwiastki występują na najwyższym stopniu utlenienia (HNO3, KNO3, KMnO4, H2O2)

-rodniki: H2O2, -OH, -O2 -

Redukcja - przyjmowanie elektronów przez atomu lub grupy atomów

-najbardziej elektrododatnie - pierwiastki bloku s: Na, K, Mg, Ca, H

-związki chemiczne mające atomy metali lub niemetali a niższym stopniu utlenienia (FeCl2, H2SO3, CO)

-jony metali i niemetali na niższym stopniu utlenienia (Fe2+, S2-)

54.Co to jest tzw. smog fotochemiczny i jakie reakcje i indywidua odgrywają w nim istotną rolę?

Mieszanina gazów i pyłów tworzonych w dużych aglomeracjach miejskich. Nazwa - podstawowy bodziec do przebiegu reakcji to promienie świetlne. Dwa typy - londyński i los Angeles. Składa się głównie z rodników: NO i NO2, OH; aktywnych form tlenu: O2 i O2-, oraz gazów: CO SO2, N2, O3

Reakcje smogu:

1. SO2 + ½ O2 SO3 + H2O H2SO4 kwaśne deszcze (pH2)

2. wysoka temperatura pracy silnika:

N2 + O2 2NO 2NO + O2 2NO2

3.cykl fotochemiczny

NO2 NO + O O+O2+H O3 + H

O3+NONO2 +O2

55.=13.

56. Jakie sole trudno rozpuszczalne znajdują zastosowanie w analizie chemicznej? Podać przykłady. Czy jest jakiś klucz pozwalający z góry przewidzieć rozpuszczalność soli?

BaSO4, CaCO3, MgCO3, AgCO3, FeS, PbCl2, PbSO4, AgCl, AgBr, Agi

Gdy kation lub anion jest trudno rozpuszczalne to utworzona sól tez będzie trudno rozpuszczalna:

Ag2CO3, PbCO3, AlPO4, FePO4

Wszystkie azotany i siarczany są przeważnie dobrze rozpuszczalne.

Metale z I i II grupy są łatwo rozpuszczalne z wyjątkiem Mg i Be.

Trudno rozpuszczalne to węglany i fosforany, jodki i krzemiany

58. Podkreślić twarde zasady: OH- Cl- F- O- O 2- S2- H2O NH3 PH3 SO2

59. Azot i fosfor - podobieństwa i różnice we własnościach chemicznych

Azot	Fosfor
Niemetale
Sole węglanowe i fosforowe są trudno rozpuszczalne
Taka sama wartościowość
Tlenki wykazują charakter kwasowy
Gaz	Ciało stałe
Stosunkowo bierny chemicznie (wiązanie potrójne w N2)	Stosunkowo aktywny chemicznie
Podstawowy składnik powietrza	Wchodzi w skład kwasów nukleinowych

60. Jakie są przyczyny tzw. skośnych podobieństw w układzie okresowym? Na czym te podobieństwa polegają?

-skłonność do tworzenia wiązań kowalencyjnych

-stosunkowo mały promień atomowy

-duży ładunek

Porównanie właściwości berylu i glinu:

-odporność na działanie kwasu azotowego i wody (zwarta warstwa tlenku na powierzchni)

-wodorotlenki wykazują właściwości amfoteryczne

-berylany i gliniany opodobnej budowie, tworzą się w mocnych ługach

-chlorki - podobieństwo w budowie i w liczbie koordynacji. Charakter kwasów Lewisa (akceptory pary elektronowej)

-tlenki - twarde, nielotne i bardzo wysoka temperatura topnienia.

-Wodorki - wrażliwe na działanie powietrza i wilgotności

-tendencje do tworzenia związków kompleksowych.

63. Które z reakcji podanych niżej są reakcjami kwasowo-zasadowymi w myśl jakiej definicji?

NH4 NH3 + H+ wg teorii Lewisa

NH3+CH3Cl (CH3)NH2 + HCl wg teorii Lowry'ego-Brönsted

teoria Lowry'ego-Brönsteda - kwas jest akceptorem wodoru, zasada jest donorem wodoru

teoria Lewisa - odkrył związki kompleksowe (koordynacyjne) czyli takie które mają zdolność przyjmowania atomów za pomocą wolnych par elektronowych - kwas akceptorem wolnych par elektronowych, zasada donorem wolnych par elektronowych

65. Naszkicować konfiguracje elektronowe cząsteczki tlenu w stanie singletowym i trypletowym.

66. Opisać zjawisko krotnego wiązania chemicznego. Jakie atomy tworzą takie wiązania? Jakie orbitale atomowe w nich uczestniczą? Jakie są warunki symetrii? Patrz pytanie 74.

68. Bor i glin - podobieństwa i różnice chemiczne.

Glin	Bor
Metal	Niemetal
Tlenki amfoteryczne	Tlenki lekko kwaśne
Ciało stałe
Utlenia się na powietrzu	Pierwiastek śladowy
Wypiera wodór reagując z mocnymi zasadami, kwasem solnym 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑	Związki boru: Borowodory, borki, kwas borowy

69. Napisać na czym polega hybrydyzacja atomu węgla i jakie są jej skutki.

Węgiel reprezentujący grupę IV powinien być dwuwartościowy, ponieważ w stanie podstawowym zawiera tylko dwa elektrony niesmarowane na orbitalach p drugiej powłoki.

-sp3 - hybrydy utworzone z jednego orbitalu s i trzech orbitali p

Węgiel wykazuje czterowiązalność w wielu związkach, więc promuje do stanu wzbudzonego jeden ze sparowanych elektronów 2s do wolnego poziomu orbitalnego 2p:

Cztery orbitale walencyjne wzbudzonego atomu węgla hybrydują - przekształcają się w cztery nowe, równoważne orbitale, zorientowane w przestrzeni tetraedrycznie.

-sp2 - hybrydy utworzone z jednego orbitalu s i dwóch orbitali p - przekształcają się w nowe orbitale sp2 zorientowane w jednej płaszczyźnie pod kątami 120°. Trzeci orbital p jest prostopadły do płaszczyzny orbitali zhybrydyzowanych.

w cząsteczkach zawierających wiązania podwójne (C=C, C=O, C=S).

-sp - w cząsteczkach zawierających wiązanie potrójne. Jedno wiązanie sigma i dwa wiązania pi. Jedno z trzech wiązań zawiera hybrydy sp leżące wzdłuż linii prostej oraz dwa nie biorące udziału w hybrydyzacji orbitale p, których osie tworzą kąty proste ze sobą i ze wspólną osią hybryd sp.

72. Co to jest polaryzacja wiązania chemicznego? Co to jest polaryzowalność cząsteczki? Jakie są źródła i skutki tych zjawisk?

Polaryzacja wiązania chemicznego to przesunięcie chmury elektronowej w stronę pierwiastka o większej elektroujemności, p. polaryzacja wiązania wodór-tlen w wodzie. W wyniku tego tworzyć się mogą dipole, czyli cząstki o nierównomiernie rozłożonych ładunkach. Ładunek dodatni nagromadzony jest na jednym biegunie a ładunek ujemny na drugim.

Cząsteczka która nie wykazuje trwałego momentu dipolowego można spolaryzować - nadać jej ładunek dodatni i ujemny. Można to zrobić w polu elektrycznym. Polaryzacja taka polega na przesunięciu ładunków elektrycznych wewnątrz cząsteczki pod działaniem zewnętrznego pola, co powoduje powstanie momentu dipolowego wzbudzonego.

74. Wiązania chemiczne typu sigma i pi - warunki powstania, jak się tworzy, własności (jak wpływa na własności cząsteczek), przykładywystępowania.

Wiązania sigma i pi powstają w wyniku nakładania się na siebie orbitali molekularnych. Wiązanie pi tworzy się w wyniku licznego nakładania atomowych orbitali p:

Wiązanie sigma może powstawać w wyniku nakładania Siena siebie orbitali s-s, s-p, p-p

Pojedyncze wiązanie kowalencyjne jest zawsze wiązaniem sigma.

W wiązaniu wielokrotnym jedno jest sigma drugie i trzecie to pi.

Wiązania pi są słabsze niż sigma.

Występują np. w węglowodorach.

77. Co to są roztwory buforowe? Wyjaśnić ich działanie, podać dwa przykłady takich roztworów.

Roztwory buforowe to roztwory :

-słabych kwasów i ich soli z mocnymi zasadami

-słabych zasad i ich soli z mocnymi kwasami.

Służą do określania stężeń jonów wodorowych - kontrola kwasowości r-ru. Praktycznie stałe stężenie jonów H+ podczas rozcieńczania r-ru, niewielka zmiana stężenia po dodaniu pewnej ilości mocnego kwasu lub zasady. Utrzymują pH r-ru na określonym stałym poziomie, stwarzając pewne środowisko dla reakcji.

np.: -bufor octanowy (CH3COOH+CH3COONa),

-amonowy (NH4OH, NH4Cl),

-krew człowieka (ph=7,4)

79. Czy kwas siarkowy ma własności utleniające?

Tak, utlenia węgiel do CO2, rozpuszcza metale półszlachetne z wydzieleniem SO2

81. Co to są oddziaływania międzycząsteczkowe? Jaki jest matematyczny sposób ich opisu?

Wiązanie wodorowe - negatyw wiązania klasycznego, elementem wiążącym jest nie para elektronów lecz proton. Tworzy się zawsze miedzy dwoma silnie elektroujemnymi pierwiastkami z kotnych jeden związany jest z protonem.

Siły którymi działają cząsteczki wzajemnie na siebie we wszystkich odległościach. Wraz z zwiększaniem odległości słabną, a później nawet zanikają. Są znacznie słabsze niż wiązania między atomami.

Trzy typy:

-substancje polarne wzajemne przyciąganie się różnoimiennych biegunów dipolowych

-oddziaływanie pomiędzy dipolem a cząsteczką, która nie wykazuje trwałego momentu dipolowego ale w polu elektrycznym ulega polaryzacji

-przyciąganie miedzy dipolami.

Mogą być pozytywne - przyciągają się, negatywne - odpychają się

84. Metale i niemetale w układzie okresowym: co to jest metal i niemetal w sensie chemicznym, jak są położone metale i niemetale w układzie okresowym.

Metale - pierwiastki oddające elektrony, posiadają niską elektroujemność i zgrupowane są w lewym rogu układu okresowego. Łatwo tworzą jony dodatnie, są pierwiastkami zasadotwórczymi.

Niemetale - pobierają elektrony, posiadają wysoką elektroujemność i leżą w przeciwnej stronie układu okresowego. Łatwo tworzą jony ujemne, są pierwiastkami kwasotwórczymi.

O przynależności pierwiastka do metali bądź niemetali decyduje liczba elektronów walencyjnych oraz ich oddalenie od jądra atomowego.

86. Podać ogólną zasadę konstrukcji układu okresowego pierwiastków (co leży u podstawy tej konstrukcji?)

Twórca pierwszego układu: Dimitr Iwanowicz Mendelejew za podstawową klasyfikację i uporządkowanie pierwiastków przyjął ich wzrastającą masę molową i wykazał zależność między położeniem w układzie a właściwościami fizycznymi i chemicznymi. Analizując konfigurację każdego atomu można je podzielić na bloki: s, d, p, f (od nazw orbitali walencyjnych)

-okresy - poziome: szeregują pierwiastki, liczbę powłok i liczbę atomową

-grupy - pionowe: pierwiastki o identycznej liczbie elektronów walencyjnych(biorących udział w tworzeniu wiązania chemicznego)

-w prawo i górę rośnie elektroujemność

-w dół rośnie promień atomów

-w prawo maleje promień atomów i rośnie charakter kwasowy

93. Jakie właściwości chemiczne tlenowców wynikają z ich konfiguracji elektronowej? Opisać podstawowe informacje o chemii tych pierwiastków.

Wszystkie pierwiastki 16 grupy układu okresowego mają 6 elektronów walencyjnych.

Charakter pierwiastków zmienia się w dół grupy od niemetalicznego (tlen, siarka) do metalicznego (polon).

Aktywność chemiczna maleje od tlenu do polonu wraz z elektroujemnością.

Tlen jest gazem, pozostałe pierwiastki są ciałami stałymi, posiada właściwości odmienne niż reszta pierwiastków tej grupy.

Tworzą tlenki, sole, bezwodniki kwasowe

96. Zdefiniować pojęcie pH

Skala pH to ilościowa skala kwasowości i zasadowości roztworów wodnych związków chemicznych. Skala ta jest oparta na aktywności jonów hydroniowych [H₃O⁺] w roztworach wodnych.

pH = -log₁₀[H₃O⁺] mol/dm3

Określa się przy pomocy wskaźników.

97. Podać podstawowe prawa gazowe.

Prawo Charlesa - ciśnienie gazu p w stałej objętości zwiększa się o stały ułamek ciśnienia tego gazu zmierzonego w temperaturze 0°C przy wzroście temperatury o 1 °C:

p = p_o(1 + t)

Prawo Gay-Lussaca - opisuje przemianę izobaryczną gazu doskonałego, stwierdza że podczas przemiany stosunek objętości gazu do jego temperatury jest stały:

Równanie Clapeyrona - równanie stanu gazu doskonałego to równanie stanu opisujące związek pomiędzy temperaturą, ciśnieniem i objętością gazu doskonałego, a w sposób przybliżony opisujący gazy rzeczywiste.

Równanie van der Waalsa - jest rozszerzeniem równania stanu gazu wiążące parametry stanu gazu ( ciśnienie p, objętość V i temperaturę T)

100. Zakaz Pauliego - w danym stanie kwantowym może znajdować się jeden fermion - albo inaczej, że żadne dwa fermiony nie mogą w jednej chwili występować w dokładnie tym samym stanie kwantowym

103. Co to są izotopy + przykłady.

Izotopy to odmiany pierwiastków chemicznych, różniące się liczbą neutronów w jądrach, a tym samym i liczbą masową. Atomy danego pierwiastka (o określonej liczbie protonów) będące różnymi izotopami różnią się liczbą masową (liczba neutronów i protonów w jądrze), różne izotopy mają niemal identyczne własności chemiczne

np. wodór ma trzy izotopy:

- Prot ¹H jeden proton i zero neutronów - trwały,

- Deuter ²H (D) jeden proton i jeden neutron - trwały,

- Tryt ³H (T) ma jeden proton i dwa neutrony - nietrwały.

Wymienić najważniejsze grupy metod ilościowej analizy chemicznej

1. analiza wagowa - składnik oznaczany wytrąca w postaci trudno rozpuszczalnego osadu, który po odsączeniu, przemyciu i wysuszeniu waży się wprost, albo też przeprowadza się go najpierw w inny związek o ściśle określonym składzie. Określa się postać(formę)wytrącania i postać (formę) ważenia. Podstawowe czynności w tej analizie: wytrącanie osadów, ich sączenie, przemywanie, suszenie i prażenie

2. analiza miareczkowa - do r-ru zawierającego oznaczaną substancję wprowadza się niewielkimi porcjami równoważną chemicznie ilość odczynnika w postaci r-ru o dokładnie znanym stężeniu. Zawartość oznaczanej subst. Oblicza się na podstawie zmierzonej dokładnie objętości zużytego roztw. Jest to analiza szybka. Obrazem zmian zachodzących w r-rze podczas miareczkowania jest tzw. krzywa miareczkowania, pozwalająca na dobór wskaźnika.

Węgiel i krzem - podobieństwa i różnice

Pierwiastki grupy IV, niemetale, konfiguracja elektronowa ns2np2. Własności kwasowe.

C w zw. wartościowość 4 i 2, Si 4.

Węgiel - właściwości redukujące. W czast. dipolowej C jest ujemnym końcem dipola, Si dodatnim.

CH4 zachowuje się obojętnie względem wody

SiH4 reaguje energicznie z uwolnieniem wodoru

Związki pierwiastków grup głównych z wodorem: charakter wiązania chemicznego, własności chemiczne

Związki pierwiastka z wodorem nazywamy wodorkami. Większość wodorków można otrzymać przez bezpośrednią reakcję pierwiastka z wodorem

H2+CL22HCl

H2+S H2S

Wodorki metali są ciałami stałymi, a niemetali przeważnie gazami

Wodorki metali reagują gwałtownie z wodą tworząc zasady z wydzieleniem wodoru

NaH +H2O NaOH +H2

CaH2+2H2O Ca(OH)2 +2H2

Wodorki niemetali działają z wodą różnie:

-wodorki fluorowców i tlenowców rozpuszczają się w wodzie, otrzymany roztwór wykazuje cechy kwasu (HF, HCL, HBr, H2S) (zaznacza się duży udział wiązania jonowego upodobniający do wodorków jonowych)

-amoniak NH3 - jedyny wodorek który reagując z wodą tworzy związek o charakterze zasadowym

NH3+H2O NH4OH

-pozostałe wodorki niemetali nie reagują z wodą. Jeżeli nawet rozpuszczają się to tylko nieznacznych ilościach.

Metale grup I i II tworzą wodorki jonowe. Pozostałe pierwiastki grup głównych tworzą z wodorem wodorki kowalencyjne.

Woda - kwas czy zasada? - podać def.

W ujęciu Lewisa zasadą jest każdy donor pary elektronowej, kwasem każdy akceptor pary elektronowej. W tym ujęciu woda może być zarówno kwasem jak i zasadą:

H+ + H0H H3O+

HOH + NH3 NH4+ + OH-

Glin - najważniejsze reakcje chemiczne i typowe związki.

Glin jest metalem, wykazuje dobrą przewodność cieplną i elektryczną. Na powietrzu utlenia się powoli. Z wodą w temp.100 C reaguje z wydzieleniem wodoru:

2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2

Podobnie wydziela się wodór podczas działania kwasem:

2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2

Zasady roztwarzają glin z utworzeniem glinianu i wydzieleniem wodoru

2Al + 2NaOH + 6H2O 2NaAl(OH)4 + 3H2

Co(Al2O4) - błękit Thenarda

---