DWMED

W filmie przedstawiono możliwe do zaobserwowania zmiany (wraz z komentarzami) podczas próby biuretowej z wykorzystaniem żelatyny spożywczej.

© dr inż. Rafał Szczypiński, wszelkie prawa zastrzeżone

Spektroskopia magnetycznego rezonansu jądrowego (NMR) może być wykorzystywana jako metoda uzupełniająca analizy elementarnej podczas określania struktury związków organicznych. W zarejestrowanym widmie ¹H NMR liczba sygnałów odpowiada liczbie grup równocennych atomów wodoru, a w widmie ¹³C NMR liczba sygnałów odpowiada liczbie grup równocennych atomów węgla w cząsteczce badanej substancji. Z uwagi na oddziaływania danej grupy równocennych atomów wodoru z sąsiadującymi grupami atomów wodoru, sygnały w widmie ¹H NMR często widoczne są w postaci rozszczepionej, co objawia się pojawieniem kilku przylegających do siebie pików o praktycznie identycznej wartości wyrażonego w jednostce ppm przesunięcia chemicznego.

Rysunek poniżej przedstawia widmo ¹H NMR pewnego związku chemicznego X. Sygnały oznaczone umownie literami A oraz C są rozszczepione.

W widmie ¹³C NMR substancji chemicznej X obserwuje się jedynie cztery sygnały.

Na podstawie: R. M. Silverstein, F. X. Webster, D. J. Kiemle, Spektroskopowe metody identyfikacji związków organicznych, Warszawa 2012.

Próbkę związku chemicznego X o masie 8,64 g poddano również analizie elementarnej spalając ją w nadmiarze tlenu. Powstałą parę wodną skroplono w temperaturze 4 ^oC pod ciśnieniem normalnym, a objętość uzyskanej cieczy wyniosła 8,64 cm³. Pozostałą mieszaninę gazów wprowadzono następnie do płuczki z wodnym roztworem wodorotlenku potasu. Stwierdzono wówczas, że masa zawartości tego naczynia zwiększyła się o 21,12 g. W wyniku redukcji substancji X uzyskano związek Y, którego odwodnienie doprowadziło do powstania mieszaniny związków organicznych, stanowiącej głównie izomery geometryczne typu cis–trans. Efekt końcowy próby Trommera z udziałem związku X oraz związku Y jest taki sam, co ilustruje zamieszczona fotografia.

Wykonaj niezbędne obliczenia, a następnie narysuj wzory półstrukturalne (grupowe) cząsteczek związków chemicznych X i Y oraz tego izomeru geometrycznego, którego cząsteczki mają budowę polarną. Uzupełnij tabelę.

Na filmie omówiono, jak rozpoznać cząsteczki chiralne oraz czym jest stereoizomer mezo – wraz z przykładami.

Z filmu dowiesz się jak na podstawie wzoru Hawortha można rozpoznać cukier redukujący oraz nieredukujący.

W filmie omówiony został sposób przekształcania stereoizomeru D-glukozy na przykładzie anomeru β (beta), zarówno dla formy łańcuchowej jak i wzoru Hawortha. Ponadto dowiesz się kiedy mamy do czynienia z anomerem α (alfa) oraz β (beta) monosacharydu w zależności od jego przynależności do szeregu konfiguracyjnego D lub L.

–   W stanie podstawowym atom pierwiastka X ma 4 elektrony niesparowane. Po utworzeniu trójdodatniego jonu prostego drobina ta ma taką samą liczbę elektronów opisanych orbitalami 3d, jak atom wanadu liczbę elektronów walencyjnych w stanie podstawowym.

–   Atomy pierwiastków Y oraz Z mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych, które w stanie podstawowym zajmują jedną powłokę elektronową, przy czym atom pierwiastka Z ma tyle samo powłok elektronowych, co atom pierwiastka X.

Pierwiastek X z pierwiastkami Y oraz Z tworzy związki chemiczne typu XY₃ oraz XZ₃. Substancje te stosowane są jako katalizatory w przemianach chemicznych z udziałem związków organicznych, których cząsteczki mają pierścień zawierający układ sprzężonych, zdelokalizowanych wiązań π. W jednym z etapów tych przemian przebiegają reakcje według schematów:

Napisz stosując symbole podpowłok pełną konfigurację elektronową atomu pierwiastka X w stanie podstawowym.

Istnieją pewne trzy pierwiastki chemiczne X, Y oraz Z.

–   W stanie podstawowym pierwiastek X ma 4 elektrony niesparowane. Po utworzeniu trójdodatniego jonu prostego drobina ta ma taką samą liczbę elektronów opisanych orbitalami 3d, jak atom wanadu liczbę elektronów walencyjnych w stanie podstawowym.

–   Pierwiastki Y oraz Z mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych, które w stanie podstawowym zajmują jedną powłokę elektronową, przy czym pierwiastek Z ma tyle samo powłok elektronowych, co pierwiastek X.

Pierwiastek X z pierwiastkami Y oraz Z tworzy związki chemiczne typu XY₃ oraz XZ₃. Substancje te stosowane są jako katalizatory w przemianach chemicznych z udziałem związków organicznych, których cząsteczki mają pierścień zawierający układ sprzężonych, zdelokalizowanych wiązań π. W jednym z etapów tych przemian przebiegają reakcje według schematów:

W wodnym roztworze związku chemicznego HYO₂ o stężeniu 0,02 mol∙dm^–3 ustala się równowaga:

W stanie tej równowagi, wśród drobin HYO₂, YO₂^– oraz H₃O⁺ aniony stanowią 34% liczby opisanych trzech indywiduów chemicznych.

Oblicz wartość stałej równowagi (K_a) opisanego procesu. Wynik podaj z dokładnością do czwartego miejsca po przecinku.

Istnieją pewne trzy pierwiastki chemiczne X, Y oraz Z.

–   W stanie podstawowym pierwiastek X ma 4 elektrony niesparowane. Po utworzeniu trójdodatniego jonu prostego drobina ta ma taką samą liczbę elektronów opisanych orbitalami 3d, jak atom wanadu liczbę elektronów walencyjnych w stanie podstawowym.

–   Pierwiastki Y oraz Z mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych, które w stanie podstawowym zajmują jedną powłokę elektronową, przy czym pierwiastek Z ma tyle samo powłok elektronowych, co pierwiastek X.

Pierwiastek X z pierwiastkami Y oraz Z tworzy związki chemiczne typu XY₃ oraz XZ₃. Substancje te stosowane są jako katalizatory w przemianach chemicznych z udziałem związków organicznych, których cząsteczki mają pierścień zawierający układ sprzężonych, zdelokalizowanych wiązań π. W jednym z etapów tych przemian przebiegają reakcje według schematów:

W wodnym roztworze związku chemicznego HYO₂ o stężeniu 0,02 mol∙dm^–3 ustala się równowaga:

W stanie tej równowagi, wśród drobin HYO₂, YO₂^– oraz H₃O⁺ aniony stanowią 34% liczby opisanych trzech indywiduów chemicznych.

Napisz symbol (lub nazwę) pierwiastka chemicznego Y, a następnie określ, jaki maksymalny oraz minimalny stopień utlenienia przyjmuje on w związkach chemicznych.

Istnieją pewne trzy pierwiastki chemiczne X, Y oraz Z.

–   W stanie podstawowym pierwiastek X ma 4 elektrony niesparowane. Po utworzeniu trójdodatniego jonu prostego drobina ta ma taką samą liczbę elektronów opisanych orbitalami 3d, jak atom wanadu liczbę elektronów walencyjnych w stanie podstawowym.

–   Pierwiastki Y oraz Z mają taką samą liczbę elektronów walencyjnych, które w stanie podstawowym zajmują jedną powłokę elektronową, przy czym pierwiastek Z ma tyle samo powłok elektronowych, co pierwiastek X.

Pierwiastek X z pierwiastkami Y oraz Z tworzy związki chemiczne typu XY₃ oraz XZ₃. Substancje te stosowane są jako katalizatory w przemianach chemicznych z udziałem związków organicznych, których cząsteczki mają pierścień zawierający układ sprzężonych, zdelokalizowanych wiązań π. W jednym z etapów tych przemian przebiegają reakcje według schematów:

W wodnym roztworze związku chemicznego HYO₂ o stężeniu 0,02 mol∙dm^–3 ustala się równowaga:

W stanie tej równowagi, wśród drobin HYO₂, YO₂^– oraz H₃O⁺ aniony stanowią 34% liczby opisanych trzech indywiduów chemicznych.

Oceń poprawność poniższych zdań wpisując literę „P” (prawda) lub literę „F” (fałsz).

Promień atomowy (kowalencyjny) niemetalicznego pierwiastka chemicznego definiuje się jako połowę odległości między środkami sąsiednich atomów połączonych wiązaniem chemicznym. W tabeli poniżej losowo wpisano dane na temat długości promieni atomowych czterech niemetalicznych pierwiastków chemicznych – azotu, jodu, chloru oraz fosforu.

Na podstawie: P. W. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Od długości promienia atomowego zależy między innymi powinowactwo elektronowe pierwiastków oraz ich energia jonizacji.

Uzupełnij poniższy tekst symbolami lub nazwami pierwiastków chemicznych, których długości promieni atomowych podano w tabeli.

Promień atomowy (kowalencyjny) niemetalicznego pierwiastka chemicznego definiuje się jako połowę odległości między środkami sąsiednich atomów połączonych wiązaniem chemicznym. W tabeli poniżej losowo wpisano dane na temat długości promieni atomowych czterech niemetalicznych pierwiastków chemicznych – azotu, jodu, chloru oraz fosforu.

Na podstawie: P. W. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Od długości promienia atomowego zależy między innymi powinowactwo elektronowe pierwiastków oraz ich energia jonizacji.

Podaj zestaw liczb kwantowych – głównej, pobocznej, magnetycznej oraz magnetycznej spinowej, opisujących zachowanie się w stanie podstawowym niesparowanego elektronu w atomie tego pierwiastka chemicznego, którego promień atomowy ma długość 99 pm. Uzupełnij tabelę.

Promień atomowy (kowalencyjny) niemetalicznego pierwiastka chemicznego definiuje się jako połowę odległości między środkami sąsiednich atomów połączonych wiązaniem chemicznym. W tabeli poniżej losowo wpisano dane na temat długości promieni atomowych czterech niemetalicznych pierwiastków chemicznych – azotu, jodu, chloru oraz fosforu.

Na podstawie: P. W. Atkins, L. Jones, Chemia ogólna. Cząsteczki, materia, reakcje, Warszawa 2018 oraz W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Od długości promienia atomowego zależy między innymi powinowactwo elektronowe pierwiastków oraz ich energia jonizacji.

Wyjaśnij, dlaczego długość promienia kowalencyjnego atomu pierwiastka nr 1 jest mniejsza od długości promienia atomu pierwiastka nr 2?

Naturalnie występujący w przyrodzie kobalt jest nuklidem zawierającym 32 neutrony. Do celów medycznych, z wykorzystaniem technik fizyki jądrowej sztucznie wytwarzany jest promieniotwórczy izotop ⁶⁰Co, który nie występuje w przyrodzie. Trwałość takiego izotopu charakteryzuje wielkość zwana czasem połowicznego rozpadu (t_1/2), definiowana jako czas, w którym naturalnemu rozpadowi promieniotwórczemu ulega połowa ilości początkowej radionuklidu.

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter,  A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2018.

Wyjaśnij, dlaczego pomimo braku naturalnego występowania w przyrodzie nuklidów ⁶⁰Co są one izotopami atomów kobaltu zawierających 32 neutrony?

Naturalnie występujący w przyrodzie kobalt jest nuklidem zawierającym 32 neutrony. Do celów medycznych, z wykorzystaniem technik fizyki jądrowej sztucznie wytwarzany jest promieniotwórczy izotop ⁶⁰Co, który nie występuje w przyrodzie. Trwałość takiego izotopu charakteryzuje wielkość zwana czasem połowicznego rozpadu (t_1/2), definiowana jako czas, w którym naturalnemu rozpadowi promieniotwórczemu ulega połowa ilości początkowej radionuklidu.

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter,  A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2018.

Nuklid kobaltu-60 jest jedynym produktem reakcji jądrowej podczas której następuje przyłączenie neutronu do atomu kobaltu zawierającego 32 neutrony. Powstały izotop jest promieniotwórczy, o czym świadczy obecność powstałych w wyniku jego rozpadu cząstek β^–.

Napisz równania opisanych reakcji jądrowych:

Naturalnie występujący w przyrodzie kobalt jest nuklidem zawierającym 32 neutrony. Do celów medycznych, z wykorzystaniem technik fizyki jądrowej sztucznie wytwarzany jest promieniotwórczy izotop ⁶⁰Co, który nie występuje w przyrodzie. Trwałość takiego izotopu charakteryzuje wielkość zwana czasem połowicznego rozpadu (t_1/2), definiowana jako czas, w którym naturalnemu rozpadowi promieniotwórczemu ulega połowa ilości początkowej radionuklidu.

Na podstawie: K.-H. Lautenschläger, W. Schröter,  A. Wanninger, Nowoczesne kompendium chemii, Warszawa 2018.

Naturalne rozpady promieniotwórcze przebiegają zgodnie z kinetyką I rzędu. Równanie kinetyczne można wówczas sprowadzić do postaci V = k·A, gdzie k oznacza stałą szybkości rozpadu promieniotwórczego oraz A – chwilową  liczbę atomów promieniotwórczego pierwiastka. Dla opisanego typu przemian istnieje zależność k∙t_1/2 = 0,693.

Rysunek poniżej ilustruje charakterystykę zmian liczb moli atomów trzech radioizotopów: ²⁰⁷Tl, ²¹⁵Bi oraz ²¹⁸Po w czasie 24 minut, gdy początkowa ich liczba wynosiła 1 mol.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010 oraz W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013.

Podkreśl wyrażenia w nawiasach tak, aby powstały zdania prawdziwe.