Wewn*trzna budowa materii

Wewnętrzna budowa materii
Atom i układ okresowy
Atom jest zbudowany z jądra atomowego oraz krążących wokół niego
elektronów. Na jądro atomowe składają się protony oraz neutrony, zwane
wspólnie nukleonami. Elektrony o zbliżonej energii poruszają się po tej samej
powłoce elektronowej, która jest przestrzenią, w której prawdopodobieństwo
znalezienia elektronów jest największe. Powłokom elektronowym przypisuje
się określone symbole literowe.
Maksymalną liczbę elektronów, jaką można rozmieścić na kolejnych
powłokach, opisuje wzór : 2n2, gdzie n – numer powłoki
Numer powłoki
1
2
3
4
Symbol literowy
powłoki
K
L
M
N
Maksymalna liczba
elektronów
2
8
18
32
𝐴
𝑍𝐸
Liczba atomowa (Z): liczba protonów = ładunek jądra = liczba elektronów w
atomie
Liczba masowa (A): liczba protonów + liczba neutronów (wspólnie zwana
nukleonami).
Elektrony walencyjne – elektrony znajdujące się na ostatniej powłoce.
Izotopy – atomy tego samego pierwiastka czyli mające taką samą liczbę
atomową, a różną liczbę masową, czyli różnią się liczbą neutronów.
Numer okresu informuje o liczbie powłok elektronowych
Numer grupy (rząd jedności) wskazuje na liczbę elektronów walencyjnych
(grupy 1 i 2 oraz grupy 13-18)
1
Wewnętrzna budowa materii
Wielkość promienia atomowego rośnie wraz ze wzrostem liczby atomowej
w grupie.
Wielkość promienia atomowego maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej
w okresie.
Litowce:







Na powłoce walencyjnej ma 1 elektron,
Są metalami,
Są ciałami stałymi,
Mają metaliczny połysk,
Są srebrzystoszarej barwy
Są aktywne chemiczne,
Gwałtownie reagują z wodą
Aktywność chemiczna litowców rośnie wraz z wzrostem liczby atomowej.
Fluorowce:




Na powłoce walencyjnej mają 7 elektronów,
Są niemetalami,
Różnią się stanem skupienia i barwę,
Gwałtownie reagują z metalami
Aktywność chemiczna fluorowców maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej.
Pierwiastki należące do tego samego okresu mają taką samą liczbę powłok
elektronowych. Każdy okres rozpoczyna się metalem a kończy biernym
gazem szlachetnym.
Rodzaje wiązań
Wiązanie kowalencyjne – 2 wspólne elektrony walencyjne (wiążąca para
elektronowa znajdująca się w środku wiązania), różnica elektroujemności
∆𝐸 < 0,4, przykłady: cząsteczki pierwiastków, cząsteczki węglowodorów.
Właściwości związków o wiązaniu kowalencyjnym:




Mają różne stany skupienia,
Są przeważnie słabo rozpuszczalne w wodzie,
Mają zazwyczaj niskie temperatury topnienia i wrzenia
Występują w postaci cząsteczek
Wiązanie jonowe – atom silnie elektroujemny odrywa elektron od atomu
o małej elektroujemności. Tworzą się kationy i aniony, które się przyciągają.
Sole są związkami o budowie jonowej: wiązanie jonowe występuje w solach
2
Wewnętrzna budowa materii
pomiędzy kationem metalu a anionem reszty kwasowej, innymi przykładami
są tlenki metali, wodorki metali, wodorotlenki metali.
Właściwości związków o budowie jonowej:





to ciało stałe,
są zazwyczaj dobrze rozpuszczalne w wodzie,
rozpuszczone w wodzie lub stopione przewodzą prąd elektryczny,
mają przeważnie wysokie temperatury topnienia i wrzenia,
tworzą sieci krystaliczne utworzone przez jony, nie występują w
postaci cząsteczek
Wiązanie kowalencyjne spolaryzowane – 2 wspólne elektrony walencyjne
(wiążąca para elektronowa) jest przesunięta do atomu bardziej
elektroujemnego, 0,4 < ∆𝐸 < 1,7, przykłady cząsteczek; H2O, NH3, HCl,
HNO3, H2SO4
Właściwości związków mają charakter pośredni pomiędzy wiązaniami
atomowymi a jonowymi.
Wartościowość pierwiastków jest to ilość wiązań jakie może utworzyć dany
pierwiastek.
3
Wewnętrzna budowa materii
Zadanie 1
Pierwiastek X ma największą wartościowość w tlenku:
a.
b.
c.
d.
XO
X2O
X2O3
XO2
Zadanie 2
Oceń poprawność określeń na temat izotopów, wpisując P, gdy zdanie jest
prawdziwe oraz F gdy jest ono fałszywe.
a.
b.
c.
d.
Mają taką samą masę atomową.
Posiadają taką samą ilość neutronów w jądrze.
Posiadają różną ilość elektronów.
Posiadają taką samą ilość protonów w jądrze.
Zadanie 3
Wskaż zestaw cząsteczek, w których występuje tylko wiązanie kowalencyjne.
a.
b.
c.
d.
Cl2, S8, P4 SO3
H2, H2O, CO, O2
H2, O2, Cl2, F2
KCl, NH3, Na2S
Zadanie 4
Liczba atomowa, zwana liczbą porządkową dostarcza informacji na temat ilości:
a.
b.
c.
d.
Elektronów
Protonów
Neutronów
Neutronów i protonów
Zadanie 5
Położenie danego pierwiastka w układzie okresowym dostarcza wiele niezbędnych
informacji na temat jego budowy. Określ, dla którego z pierwiastków odpowiadają
poniższe opisy.
a. Posiada o jedną powłokę mniej niż atom magnezu oraz posiada 2
elektrony walencyjne.
b. Posiada tyle powłok elektronowych ile wynosi maksymalna
wartościowość węgla oraz on sam jest maksymalnie trójwartościowy
c. Posiada siedem elektronów walencyjnych i jego elektrony są
rozmieszczone na trzech powłokach elektronowych
d. Z wodorem tworzy związek o wzorze EH4
4
Wewnętrzna budowa materii
Zadanie 6
Poniżej przedstawiono liczby atomowe i masowe pewnych pierwiastków, wskaż,
która z podanych par jest parą izotopów.
𝐼. 124𝐸
a.
b.
c.
d.
𝐼𝐼. 127𝐸
𝐼𝐼𝐼. 154𝐸 𝐼𝑉. 158𝐸
II i I,
II i III
I i IV
I i III
Zadanie 7
Poniżej przedstawiono fragment notatki ucznia z lekcji o budowie atomu, podkreśl
właściwe informacje w tekście.
Atom jest najmniejszą częścią pierwiastka chemicznego. Zbudowany jest on
z dodatnio/ujemnie naładowanego jądra oraz zajmujących przestrzeń wokół jądra
ujemnie naładowanych elektronów/protonów. Jądro atomowe jest zbudowane
z ujemnie/dodatnio naładowanych protonów/elektronów oraz neutronów.
Zadanie 8
W związkach chemicznych występują różnego rodzaju wiązania, wypisz te
substancje w których występują wiązania jonowe: NaOH, KCl, HCl, O 2, K2O, CH4.
Wiązanie jonowe występuje w związkach: ……………………………………………………
Zadanie 9
Związki posiadające wiązanie jonowe i kowalencyjne wykazują specyficzne
właściwości. Poniżej w tabeli przedstawiono opis właściwości substancji, dobierz
właściwe wiązania w tych substancjach, zapisując K, gdy jest wiązanie
kowalencyjne oraz J gdy występuje wiązanie jonowe.
Właściwość
Posiadają wysokie temperaturę topnienia.
Rodzaj wiązania
Rozpuszczone w wodzie lub stopione przewodzą prąd
elektryczny.
Są przeważnie słabo rozpuszczalne w wodzie.
Występują w postaci cząsteczek.
Zadanie 10
Masa cząsteczkowa tlenku chloru, w którym chlor ma maksymalną wartościowość
wynosi:
a.
b.
c.
d.
183u
183g/mol
151u
87u
5
Wewnętrzna budowa materii
Zadanie 11
Pierwiastek E wykazuje wartościowość względem tlenu wynosi III. Wzór
sumaryczny tego tlenku to:
a.
b.
c.
d.
EO
E2O
E2O3
EO3
Zadanie 12
Aktywność metali oraz niemetali zmienia się w zależności od położenia danego
pierwiastka w układzie okresowym. Uzupełnij zdania wpisując odpowiednio maleje
oraz wzrasta.
Aktywność niemetali w grupie układu okresowego ………………….
Aktywność metali w grupie układu okresowego ……………………..
Zadanie 13
Wielkość promienia atomowego zmienia się, zarówno w okresie jak i w grupie
układu okresowego. Uzupełnij poniższe zdania, wykorzystując słowa z ramki. Pewne
słowa zostały dodane nadmiarowo.
rośnie, maleje, wzrostem, spadkiem, masowej, atomowej
Wielkość promienia atomowego …….. wraz ze wzrostem liczby ………..
w grupie.
Wielkość promienia atomowego ……… wraz ze ……. liczby ……….. w okresie.
Zadanie 14
Liczba poszczególnych cząstek elementarnych jest charakterystyczna dla
poszczególnych izotopów pierwiastków. Uzupełnij poniższe zdania wpisując
odpowiednio: jednakowa, różna
65
A. W izotopach miedzi 63
29Cu i 29Cu liczba neutronów jest …….. ,natomiast liczba
elektronów jest …………….
B. W atomach berylu i boru 105B i 104Be liczba protonów jest……………… ,
natomiast liczba nukleonów jest ……………………
C. W atomie magnezu
24
12Mg
liczba protonów jest …………. Jak liczba neutronów
6
Wewnętrzna budowa materii
Zadanie 15
Zakreśl odpowiedni zapis chemiczny do jego przestawionej interpretacji.
Interpretacja zapisu chemicznego Zapis chemiczny
1 cząsteczka wodoru
H
H2
2H
4 atomu fosforu
P4
4P
4P4
2 cząsteczki ozonu
2O3 3O2
3O
2cząsteczki wody
H2O 2H2O 3H2O
3cząsteczki tlenku węgla(II)
3CO 3CO2 3C2O
Zadanie 16
Wybierz właściwy zestaw ilości cząstek elementarnych dla atomu sodu
A
B
C
D
23
11𝑁𝑎.
Liczba protonów Liczba elektronów Liczba neutronów
23
11
12
11
11
12
23
23
11
12
12
23
Zadanie 17
Wybierz zdanie, które opisuje rolę elektronów walencyjnych w tworzeniu wiązania
chemicznego.
a.
b.
c.
d.
Biorą one udział w tworzeniu wiązań,
Znajdują się najbliżej jądra atomowego
Ich liczba jest równa numerowi okresu, w którym leży dany pierwiastek
Jest taka sama dla wszystkich pierwiastków
Zadanie 18
Pierwiastki w układzie okresowym są ułożone według prawa, które zostało
sformułowane przez rosyjskiego uczonego - Mendelejewa. Jak nazywa się to prawo?
a.
b.
c.
d.
Prawo
Prawo
Prawo
Prawo
zachowania masy
okresowości
stałości składu
Prousta
7
Wewnętrzna budowa materii
Zadanie 19
Okres połowicznego rozpadu pewnego izotopu wynosi 14dni. Jaka masa próbki
uległa przemianie w czasie 28dni, skoro masa początkowa próbki wynosiła 10g.
a.
b.
c.
d.
10g
7,5g
2,5g
17,5g
Zadanie 20
Przemianę α można przedstawić za pomocą schematu:
Na podstawie schematu uzupełnij odpowiednie wartości liczby atomowej (Z) i liczby
masowej (A) dla pierwiastka, powstającego w wyniku przemiany α radu 224
88𝑅𝑎.
a.
b.
c.
d.
A = 220, Z = 84
A = 222, Z = 84
A= 220, Z = 86
A= 228, Z = 90
Zadanie 21
Wskaż pozytywne strony izotopów promieniotwórczych, wybierając odpowiedni
zestaw:
a. Radioterapia, ochrona zagrożonych gatunków, oznaczanie wieku
skamieniałości,
b. Reakcje w roztworach wodnych, leczenie nowotworów,
c. Ochrona środowiska, radioterapia
d. Radioterapia, oznaczanie wieku skamieniałości
Zadanie 22
Podaj właściwą definicję liczby masowej:
a.
b.
c.
d.
Jest
Jest
Jest
Jest
to
to
to
to
liczba,
liczba,
liczba,
liczba,
która
która
która
która
określa
określa
określa
określa
liczbę
liczbę
liczbę
liczbę
protonów w jadrze atomowym,
nukleonów w jądrze atomowym,
neutronów w jądrze atomowym,
elektronów w atomie,
8
Wewnętrzna budowa materii
Zadanie 23
Uzupełnij równanie schemat tworzenia jonów, dodając, lub odejmując odpowiednią
ilość elektronów.
S + ………. → S2K – 1e- → ……….
…… + 1e- → ClZadanie 24
Jaki to tlenek azotu, w którym tlen stanowi około 47% masowych.
A.
B.
C.
D.
NO
N2O
N2O3
NO2
Zadanie 25
Wybierz zestaw jonów o takiej samej konfiguracji elektronowej.
a.
b.
c.
d.
K+, Cl-, Ca2+
Na+, K+, Li+
Cl-, Ca2+, Li+
K+, Li+, S2-
Zadanie 26
Wybierz zestaw pierwiastków, posiadających taką samą liczbą elektronów
walencyjnych:
a.
b.
c.
d.
K, Ca, Se, Br
Li, Na, Ca, Si
N, P, Sb, As,
Cl, Br, Na, K
Zadanie 27
Wskaż poprawnie zapisaną konfigurację kationu glinu:
a.
b.
c.
d.
K2,
K2,
K2,
K2,
L8, M3
L8
L8, M6
L3
9