T 4.5 Odpowiedzi do zadań

Sprawdź czy dobrze rozwiązałeś zadania.

Odpowiedzi do zadań maturalnych

Zadanie 1

Ustal i wpisz do tabeli, jaki rodzaj wiązania (kowalencyjne niespolaryzowane, kowalencyjne spolaryzowane, jonowe) występuje w wymienionych związkach. 

Związek	BaO	Cl2O	N2
Rodzaj wiązania	jonowe	kowalencyjne – spolaryzowane	kowalencyjne – niespolaryzowane

Zadanie 2

Poniżej zamieszczono schematy ilustrujące budowę cząsteczek wybranych związków kowalencyjnych (schematy nie uwzględniają proporcji rozmiarów atomów). Każdemu schematowi przyporządkuj wzór związku chemicznego, którego cząsteczkom można przypisać geometrię zilustrowaną tym schematem. Wzory wybierz spośród następujących:

CH₄    H₂O    BH₃    BF₃    NH₃    PCl₃    BeCl₂    CO₂  HCN   SO₃

BeCl2, CO2, HCN	NH3,  PCl3	BH3,  BF3, SO3

Zadanie 3

Poniżej podano wzór  półstrukturalny pewnego związku organicznego. 

Uzupełnij poniższą tabelę. Wpisz liczbę wiązań π w cząsteczce tego węglowodoru oraz podaj liczbę atomów węgla, którym przypisuje się określony typ hybrydyzacji. 

Liczba wiązań π	Liczba atomów węgla o hybrydyzacji
4	sp	sp2	sp3
–	–	7	–

Zadanie 4

Przeanalizuj budowę następujących cząsteczek i jonów: BH₄^ー,  NH₄⁺, H₂O, PCl₃, H₃O⁺, SO₂,  SO₃ i podaj wzór tej drobiny / drobin, 

w cząsteczce której moment dipolowy jest różny od zera	H2O,  SO2, PCl3
w której wszystkie elektrony walencyjne biorą udział w tworzeniu wiązań.	BH4ー, NH4+
która ma kształt piramidy trygonalnej.	PCl3, H3O+
która ma kształt tetraedryczny.	BH4ー,  NH4+
w której występuje wiązanie koordynacyjne.	BH4ー,  NH4+, H3O+, SO2,  SO3
w której kąt pomiędzy wiązaniami wynosi 120o.	SO3

Zadanie 5

Uzupełnij tabelę wpisując w odpowiednie miejsce P lub F.

Wiązanie jonowe powstaje wtedy gdy połączą się ze sobą pierwiastki nieznacznie różniące się elektroujemnością.	F
W cząsteczce HCN liczba wiązań typu σ jest równa liczbie wiązań typu ?	P
W cząsteczce H2 atomy wodoru uzyskują trwałą konfigurację oktetu elektronowego poprzez uwspólnienie swoich elektronów.	F
Polaryzację można określić jako przesunięcie pary lub par elektronów wiążących w kierunku atomu o niższej wartości elektroujemności.	F

Zadanie 6

Wypełnij tabelę, wpisując literę P, jeżeli zdanie jest prawdziwe, lub literę F, jeśli jest fałszywe.

Zdanie	P/F
1	Typ hybrydyzacji atomu azotu w cząsteczce NCl3 jest taki sam jak węgla w cząsteczce CH4	P
2	Typ hybrydyzacji w atomu węgla w cząsteczce CO2 jest taki sam jak jak atomu berylu w cząsteczce BeH2	P
3	Kształt cząsteczki SO3 wynika z hybrydyzacji sp2 orbitali walencyjnych atomu siarki	P

Zadanie 7

W teorii orbitali molekularnych powstawanie wiązań chemicznych typu σ lub π wyjaśnia się, stosując do opisu tych wiązań orbitale cząsteczkowe odpowiedniego typu (σ lub π), które można utworzyć w wyniku właściwego nakładania odpowiednich orbitali atomowych atomów tworzących cząsteczkę. Na poniższych schematach zilustrowano powstawanie orbitali cząsteczkowych.

Ustal, nakładanie jakich orbitali atomowych (s czy p) obu atomów należy koniecznie uwzględnić, aby wyjaśnić tworzenie wiązań w cząsteczkach o podanych powyżej wzorach. W tym celu przyporządkuj każdemu wzorowi odpowiedni numer schematu.

Wzór cząsteczki	Numer schematu
Br2	IV
H2	I
O2	wiązanie 1: IV wiązanie 2: III

Zadanie 8

Na rysunkach przedstawiono przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych tworzonych przez orbitale zhybrydyzowane atomów węgla w cząsteczkach dwóch węglowodorów. Punktami schematycznie oznaczono położenie środków atomów połączonych tymi wiązaniami, linią ciągłą – osie wiązań, a linią przerywaną – kontury figury geometrycznej, w której narożach znajdują się atomy otaczające atom centralny. Hybrydyzacja polegająca na wymieszaniu 1 orbitalu s oraz 3 orbitali p daje hybrydyzację tetraedryczną ze względu na skierowanie orbitali zhybrydyzowanych ku narożom tetraedru. Wymieszanie 1 orbitalu s oraz 2 orbitali p daje hybrydyzację trygonalną. Wiązania utworzone za pomocą tych orbitali leżą w tej samej płaszczyźnie, a kąty pomiędzy nimi wynoszą 120°.

Uzupełnij poniższe zdania. Wybierz i podkreśl jedno określenie spośród podanych w każdym nawiasie tak, aby zdania były prawdziwe.

1. Rysunek I przedstawia przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych tworzonych przez orbitale zhybrydyzowane atomów siarki w cząsteczce (SO₂ / SO₃), a rysunek II – przedstawia przestrzenne rozmieszczenie wiązań chemicznych tworzonych przez orbitale zhybrydyzowane atomów węgla w cząsteczce (CH₄ / C₂H₂).

Zadanie 9

Wskaż cząsteczkę, w której kąt pomiędzy dwoma wiązaniami kowalencyjnymi jest największy?

A. NH₃                      B. C₂H₂                     C. BCl₃                     D. CH₄

 Odp: C₂H₂

Zadanie 10

Poniżej przedstawiono konfiguracje elektronowe atomów kilku pierwiastków.

                        Pierwiastek W:      1s²2s¹

                        Pierwiastek X:       1s²2s²2p⁶3s²3p⁵

                        Pierwiastek Y:       1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s¹

                        Pierwiastek Z:       1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4p⁶5s²4d¹⁰5p⁵

1. Który z powyższych pierwiastków charakteryzuje się największą elektroujemnością?

 X

2. Spośród pierwiastków W, X, Y i Z wybierz parę takich, których atomy łącząc się tworzą wiązanie o najbardziej jonowym charakterze.

XY

Ile elektronów bierze udział w tworzeniu wiązania w cząsteczce X₂.

 Odp: 2

Zadanie 11

Cząsteczki BH₃ i NH₃ są tego samego typu , ale w każdej z tych cząsteczek wartość kąta pomiędzy wiązaniami jest inna. Wyjaśnij przyczynę tego zjawiska.

Wyjaśnienie:

W cząsteczce BH₃ orbitale walencyjne atomu boru posiadają hybrydyzację sp² a w cząsteczce  NH₃ obecność wolnej pary elektronowej na atomie azotu sprawia, że hybrydyzacja orbitali walencyjnych to sp³. Dlatego kąty pomiędzy wiązaniami są różne.

Zadanie 12

Poniżej podano wzory sześciu substancji.

Spośród substancji, których wzory przedstawiono poniżej, wybierz wszystkie substancje o budowie jonowej i podkreśl ich wzory.

Ca(NO₃)₂           CH₃OH           HBr           KOH           Na₂O           O₂

Zadanie 13

W opisie tworzenia wiązań kowalencyjnych zakłada się hybrydyzację nie tylko orbitali uczestniczących w powstawaniu wiązań σ, lecz także orbitali walencyjnych zawierających niewiążące pary elektronowe.

Uzupełnij poniższe zdania dotyczące wiązań i hybrydyzacji orbitali atomów w cząsteczkach etenu (C₂H₄) i wody. Zaznacz właściwe określenie w każdym nawiasie.

1. Cząsteczka etenu

W wiązaniu każdego atomu węgla z drugim atomem węgla i atomami wodoru zakłada się udział trzech zhybrydyzowanych orbitali (sp / sp² / sp³). Z orbitalu atomowego typu (s / p) każdego atomu węgla powstaje między atomami węgla wiązanie typu (σ / π).

2. Cząsteczka wody

Orbitalom walencyjnym atomu tlenu przypisuje się hybrydyzację (sp / sp² / sp³). Dwa zhybrydyzowane orbitale tlenu zawierające elektrony niesparowane tworzą z dwoma atomami wodoru dwa wiązania typu (σ / π). Na pozostałych (2 / 3 / 4) zhybrydyzowanych orbitalach tlenu występują niewiążące pary elektronowe.

Zadanie 14

Uzupełnij poniższą tabelę − wpisz liczbę wolnych par elektronowych oraz liczbę wiązań σ i π w cząsteczkach SeO₂ i PCl₃.

Wzór związku	Liczba
	wiązań σ	wiązań π	liczba wolnych par elektronowych
SeO2	2	1	6
PCl3	3	–	10

Określ kształt (liniowy, tetraedryczny, trójkątny) cząsteczek obu związków.

Kształt cząsteczki SeO₂: trójkątny

Kształt cząsteczki PCl₃: piramida trygonalna

Zadanie 15

Aby wyjaśnić budowę przestrzenną cząsteczki H₂S i cząsteczki PH₃, przyjmuje się ten sam typ hybrydyzacji orbitali walencyjnych atomów siarki i fosforu. 

Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe. Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, lub F – jeśli jest fałszywa.

1	Kąt pomiędzy wiązaniami wodór – siarka jest mniejszy niż pomiędzy wiązaniami wodór – fosfor.	P	F
2	Aby wytłumaczyć budowę przestrzenną cząsteczki H2S i cząsteczki PH3, należy założyć hybrydyzację typu sp2 orbitali walencyjnych atomu centralnego każdej cząsteczki.	P	F
3	Atomy centralne obu cząsteczek mają taką samą liczbę wolnych par elektronowych.	P	F

Zadanie 16

Wybierz i podkreśl wiersz, w którym poprawnie określono rodzaje wiązań występujących w związkach o wzorach: HBr, PH₃ i CaO.

	Rodzaj wiązania
	HBr	PH3	CaO
A.	jonowe	jonowe	kowalencyjne spolaryzowane
B.	kowalencyjne spolaryzowane	kowalencyjne spolaryzowane	jonowe
C.	kowalencyjne	kowalencyjne spolaryzowane	kowalencyjne
D.	kowalencyjne spolaryzowane	kowalencyjne	jonowe

Zadanie 17

Oceń prawdziwość poniższych zdań i uzupełnij tabelę. Wpisz literę P, jeżeli uznasz zdanie za prawdziwe, lub literę F, jeżeli uznasz je za fałszywe.

Lp.	Zdanie	P/F
1.	W wiązaniu koordynacyjnym wspólna para elektronowa pochodzi od jednego z atomów pierwiastków tworzących wiązanie. Atom, który daje parę elektronową do wiązania nazywany jest donorem a atom, który z tej pary elektronowej korzysta to akceptor.	P
2.	Kowalencyjne wiązanie potrójne tworzą trzy pary elektronów, z których dwie stanowią wiązanie σ, a jedna wiązanie π.	F
3.	Wiązanie jonowe tworzy się w wyniku przeniesienia jednego lub kilku elektronów z atomu bardziej elektroujemnego do atomu mniej elektroujemnego i elektrostatycznego przyciągania się powstałych jonów.	F

Zadanie 18

Kwas ortoborowy H₃BO₃ jest bardzo słabym jednoprotonowym kwasem Lewisa. 

Narysuj wzór elektronowy cząsteczki kwasu ortoborowego, oznaczając kreskami wiązania oraz wolne pary elektronowe. 

Wzór:

Oceń i wyjaśnij na podstawie budowy cząsteczki, czy kwas borowy może tworzyć wiązanie koordynacyjne z  jonem wodorotlenowym.

Ocena: (może / nie może)

Wyjaśnienie: Atom boru posiada pusty orbital, który może przyjąć wolną parę elektronową atomu tlenu grupy OH^ー

Zadanie 19

Przeanalizuj budowę następujących cząsteczek i jonów: BeCl₂, NH₄⁺, PH₃, BeCl₂, BH₃ i napisz wzór tej drobiny,

a) w której wiążąca para elektronowa pochodzi od jednego atomu.

NH₄⁺

b) w której wszystkie elektrony walencyjne biorą udział w tworzeniu wiązań.

BH₃, NH₄⁺

c) która ma kształt liniowy.

BeCl₂

Zadanie 20

Uzupełnij tabelę wpisując liczbę wolnych par elektronowych atomu centralnego w podanych cząsteczkach lub jonach.

Wzór	H3O+	SO2	AsH3	NH4+	H2Te
Liczba wolnych par	1	1	1	–	2