DWMED

W stanie podstawowym pewien pierwiastek X ma dwukrotnie więcej walencyjnych elektronów sparowanych, niż elektronów niesparowanych. W kationie X³⁺ elektrony sparowane opisane orbitalem 3d stanowią około 33,3% wszystkich elektronów tej samej podpowłoki elektronowej.

Napisz stosując schemat klatkowy walencyjną konfigurację elektronową pierwiastka X w stanie podstawowym. W zapisie tym podaj numery powłok i symbole podpowłok.

Liczby neutronów występujących w trzech znanych nam izotopach potasu są kolejnymi liczbami naturalnymi. Najlżejszy stabilny z opisanych nuklidów zawiera tyle samo neutronów, ile dodatnich ładunków ma jądro atomu wapnia.  Jedyny promieniotwórczy izotop potasu stanowi 0,0117% atomów tego pierwiastka naturalnie występującego w przyrodzie i nie jest najcięższym jego izotopem.

Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Adamantan 2013.

Wykonując niezbędne obliczenia ustal symbol najcięższego i jednocześnie stabilnego izotopu potasu oraz jego zawartość procentową, jeśli średnia masa atomowa tego pierwiastka chemicznego wynosi 39,134 u. Wynik podaj z dokładnością do trzech cyfr znaczących.

Pierwszą energią jonizacji nazywamy taką ilość energii, jaką należy dostarczyć do atomu, aby oderwać od niego jeden elektron. W przypadku odrywania kolejnych elektronów mówimy wówczas kolejno o drugiej, trzeciej oraz n-tej energii jonizacji.

Dane są następujące pierwiastki chemiczne: azot, gal, selen, fluor, brom.

Uzupełnij poniższą tabelę, wpisując w wolne pola nazwy (lub symbole) pięciu wyżej wymienionych pierwiastków chemicznych:

Pierwszą energią jonizacji nazywamy taką ilość energii, jaką należy dostarczyć do atomu, aby oderwać od niego jeden elektron. W przypadku odrywania kolejnych elektronów mówimy wówczas kolejno o drugiej, trzeciej oraz n-tej energii jonizacji.

Dane są następujące pierwiastki chemiczne: azot, gal, selen, fluor, brom.

Który wśród wyżej wymienionych pierwiastków chemicznych ma najsilniejsze właściwości redukujące? Uzasadnij swój wybór.

Pierwszą energią jonizacji nazywamy taką ilość energii, jaką należy dostarczyć do atomu, aby oderwać od niego jeden elektron. W przypadku odrywania kolejnych elektronów mówimy wówczas kolejno o drugiej, trzeciej oraz n-tej energii jonizacji.

Dane są następujące pierwiastki chemiczne: azot, gal, selen, fluor, brom.

Wśród wyżej podanych pięciu pierwiastków chemicznych, trzy mają taką samą liczbę powłok elektronowych.

Napisz wzór sumaryczny wodorku tego pierwiastka chemicznego, który w wymienionej trójce po wprowadzeniu do wody tworzy roztwór mocnego kwasu. Następnie określ kształt cząsteczki wybranego wodorku (liniowy, kątowy, trójkątny, tetraedryczny) oraz typ występującego w jego cząsteczce wiązania chemicznego (jonowe, kowalencyjne, kowalencyjne spolaryzowane).

Podczas ogrzewania w temperaturze 1570 K ÷ 1720 K ortofosforanu(V) wapnia z tlenkiem krzemu(IV) oraz koksem, otrzymuje się tzw. fosfor biały, który w opisanych warunkach tworzy cząsteczki czteroatomowe. Z uwagi na wysokie ryzyko jego samozapłonu, proces ten prowadzi się bez dostępu powietrza. Dalsze przemiany fosforu białego rozpoczynają się zwolna już w temperaturze pokojowej pod działaniem światła. Podczas ogrzewania go w ściśle określonych warunkach możliwe jest uzyskanie  fosforu czerwonego, fioletowego lub czarnego. Spalając fosfor biały w tlenie uzyskuje się tlenek, w którym fosforowi przypisuje się jego najwyższy możliwy stopień utlenienia.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Substraty wykorzystane w reakcji otrzymywania białego fosforu miesza się w stosunku molowym, równym kolejno: 1:3:5. Wśród produktów tego procesu znajdują się również krzemian wapnia oraz tlenek węgla(II).

Napisz równanie reakcji chemicznej prowadzącej do uzyskania fosforu białego, a następnie podkreślając odpowiednie wyrażenie w nawiasie określ, czy jest to proces redoks? Uzasadnij swoje stanowisko.

Podczas ogrzewania w temperaturze 1570 K ÷ 1720 K ortofosforanu(V) wapnia z tlenkiem krzemu(IV) oraz koksem, otrzymuje się tzw. fosfor biały, który w opisanych warunkach tworzy cząsteczki czteroatomowe. Z uwagi na wysokie ryzyko jego samozapłonu, proces ten prowadzi się bez dostępu powietrza. Dalsze przemiany fosforu białego rozpoczynają się zwolna już w temperaturze pokojowej pod działaniem światła. Podczas ogrzewania go w ściśle określonych warunkach możliwe jest uzyskanie  fosforu czerwonego, fioletowego lub czarnego. Spalając fosfor biały w tlenie uzyskuje się tlenek, w którym fosforowi przypisuje się jego najwyższy możliwy stopień utlenienia.

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Podkreśl odpowiednie wyrażenie w nawiasie oraz uzupełnij poniższy tekst:

Trwałość termiczna węglanów berylowców (MCO₃) zależy od udziału znajdującego się w nich wiązania jonowego. Im udział ten jest większy, tym temperatura rozkładu węglanu berylowca jest wyższa. Opisany proces pod ciśnieniem normalnym, w sposób schematyczny ilustruje równanie:

MCO_3(s) ⇄ MO_(s) + CO_2(g)

Na podstawie: A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Warszawa 2010.

Podaj wzory sumaryczne węglanów berylowców: o najwyższej oraz o najniższej temperaturze rozkładu wśród węglanów pięciu kolejnych (począwszy od najlżejszego) berylowców i napisz wyrażenie opisujące stałą równowagi opisanej reakcji rozkładu. W tym celu uzupełnij tabelę.

Do grupy polimerów silikonowych należą między innymi PDMS, czyli poli(dimetylosiloksan) oraz różne jego pochodne, wśród których wymienić można tzw. PDMS winyloterminalny (związek A) oraz jego czynnik sieciujący (związek B). Wzory chemiczne dwóch ostatnich wymienionych polimerów przedstawia rysunek poniżej.

Na podstawie: A. Asgar i inni, Photodefinable polydimethylsiloxane (PDMS) for rapid  lab-on-a-chip prototyping, Lab on a Chip 2007.

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

Do grupy polimerów silikonowych należą między innymi PDMS, czyli poli(dimetylosiloksan) oraz różne jego pochodne, wśród których wymienić można tzw. PDMS winyloterminalny (związek A) oraz jego czynnik sieciujący (związek B). Wzory chemiczne dwóch ostatnich wymienionych polimerów przedstawia rysunek poniżej.

Na podstawie: A. Asgar i inni, Photodefinable polydimethylsiloxane (PDMS) for rapid  lab-on-a-chip prototyping, Lab on a Chip 2007.

Atomy wodoru połączone bezpośrednio z atomami krzemu są względnie reaktywne. Podczas ogrzewania mieszaniny związków A i B, atomy wodoru przemieszczają się do jednego z atomów węgla grup winylowych, z jednoczesnym rozerwaniem wiązania podwójnego. W efekcie powstaje usieciowana struktura, w której pomiędzy łańcuchami PDMS-u winyloterminalnego oraz atomami krzemu czynnika sieciującego tworzą się mostki etylenowe.

W wypełnione szarym kolorem prostokąty wpisz brakujące fragmenty powstałej w wyżej opisany sposób usieciowanej struktury.

Do grupy polimerów silikonowych należą między innymi PDMS, czyli poli(dimetylosiloksan) oraz różne jego pochodne, wśród których wymienić można tzw. PDMS winyloterminalny (związek A) oraz jego czynnik sieciujący (związek B). Wzory chemiczne dwóch ostatnich wymienionych polimerów przedstawia rysunek poniżej.

Na podstawie: A. Asgar i inni, Photodefinable polydimethylsiloxane (PDMS) for rapid  lab-on-a-chip prototyping, Lab on a Chip 2007.

Produktami całkowitego spalania wymienionych w informacji wstępnej polimerów są dwa tlenki pierwiastków należących do 14 grupy układu okresowego. W opisanych tlenkach, pierwiastkom tym przypisuje się ich najwyższy stopień utlenienia. Trzecim produktem reakcji jest para wodna.

Napisz równanie reakcji całkowitego spalania PDMS-u winyloterminalnego, składającego się z liczby n merów.

Do grupy polimerów silikonowych należą między innymi PDMS, czyli poli(dimetylosiloksan) oraz różne jego pochodne, wśród których wymienić można tzw. PDMS winyloterminalny (związek A) oraz jego czynnik sieciujący (związek B). Wzory chemiczne dwóch ostatnich wymienionych polimerów przedstawia rysunek poniżej.

Na podstawie: A. Asgar i inni, Photodefinable polydimethylsiloxane (PDMS) for rapid  lab-on-a-chip prototyping, Lab on a Chip 2007.

Produktami całkowitego spalania wymienionych w informacji wstępnej polimerów są dwa tlenki pierwiastków należących do 14 grupy układu okresowego. W opisanych tlenkach, pierwiastkom tym przypisuje się ich najwyższy stopień utlenienia. Trzecim produktem reakcji jest para wodna.

Próbkę PDMS-u winyloterminalnego o masie 14,69 g poddano całkowitemu spaleniu w nadmiarze tlenu. Mieszaninę poreakcyjną wyprażono i uzyskano 11,88 g stałej substancji.

Na podstawie odpowiednich obliczeń określ, z ilu merów składała się próbka spalonego polimeru?

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne, którego schemat ilustruje rysunek poniżej.

Podczas opisanego doświadczenia, w kolbie przebiegła reakcja chemiczna, której produktem był bezbarwny gaz o drażniącej woni. W wyniku wprowadzania tego związku chemicznego do roztworu oranżu metylowego, między cząsteczkami opisanego gazu i cząsteczkami wody przebiega pewna reakcja chemiczna. W efekcie tworzą się dwa rodzaje drobin ­­­– pierwsze z nich mają budowę przestrzenną o kształcie piramidy trygonalnej, a ich dostatecznie wysokie stężenie warunkuje czerwoną barwę roztworów oranżu metylowego. Drugi rodzaj powstałych drobin zawiera atom siarki i może pełnić (w zależności od warunków) rolę kwasu lub zasady Brønsteda.

Napisz w formie jonowej skróconej równanie opisanej reakcji chemicznej, jaka przebiegła podczas wprowadzania opisanego gazu do wodnego roztworu oranżu metylowego.

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne, którego schemat ilustruje rysunek poniżej.

Podczas opisanego doświadczenia, w kolbie przebiegła reakcja chemiczna, której produktem był bezbarwny gaz o drażniącej woni. W wyniku wprowadzania tego związku chemicznego do roztworu oranżu metylowego, między cząsteczkami opisanego gazu i cząsteczkami wody przebiega pewna reakcja chemiczna. W efekcie tworzą się dwa rodzaje drobin ­­­– pierwsze z nich mają budowę przestrzenną o kształcie piramidy trygonalnej, a ich dostatecznie wysokie stężenie warunkuje czerwoną barwę roztworów oranżu metylowego. Drugi rodzaj powstałych drobin zawiera atom siarki i może pełnić (w zależności od warunków) rolę kwasu lub zasady Brønsteda.

Narysuj kreskowy wzór elektronowy opisanej drobiny, która ma kształt piramidy trygonalnej.

Przeprowadzono doświadczenie chemiczne, którego schemat ilustruje rysunek poniżej.

Podczas opisanego doświadczenia, w kolbie przebiegła reakcja chemiczna, której produktem był bezbarwny gaz o drażniącej woni. W wyniku wprowadzania tego związku chemicznego do roztworu oranżu metylowego, między cząsteczkami opisanego gazu i cząsteczkami wody przebiega pewna reakcja chemiczna. W efekcie tworzą się dwa rodzaje drobin ­­­– pierwsze z nich mają budowę przestrzenną o kształcie piramidy trygonalnej, a ich dostatecznie wysokie stężenie warunkuje czerwoną barwę roztworów oranżu metylowego. Drugi rodzaj powstałych drobin zawiera atom siarki i może pełnić (w zależności od warunków) rolę kwasu lub zasady Brønsteda.

Po wprowadzeniu stechiometrycznej ilości kwasu do zawartego w kolbie roztworu praktycznie nie zaobserwowano zmiany zabarwienia roztworu oranżu metylowego. Zmianę zaobserwowano dopiero po pewnym czasie – po rozpoczęciu ogrzewania znajdującej się w kolbie mieszaniny poreakcyjnej. Roztwór w zlewce przyjął wówczas wyraźnie czerwone zabarwienie.

Wyjaśnij, dlaczego roztwór oranżu metylowego przyjął wyraźnie czerwone zabarwienie dopiero po pewnym czasie od rozpoczęcia ogrzewania mieszaniny poreakcyjnej?