Konwersatorium 1 Zagadnienia na konwersatorium 1. Omów reguły zapełniania powłok elektronowych. 2. Podaj konfiguracje elektronowe dla atomów Cu, Ag, Au, Pd, Pt, Cr, Mo, W. 3. Wyjaśnij dlaczego występują odstępstwa od reguły zapełniania powłok dla powyższych pierwiastków. 4. Który z podanych kompletów liczb kwantowych dla elektrony jest możliwy? Wyjaśnij, dlaczego niektóre kombinacje są niewłaściwe: a. n=1, l=0, m l=1, m s=1/2 b. n=9, l=7, m l=-6, m s=-1/2 c. n=2, l=1, m l=0, m s=0 d. n=1, l=1, m l=1, m s=1/2 e. n=3, l=2, m l=-3, m s=1/2 f. n=4, l=0, m l=0, m s=-1/2 5. Napisz konfigurację elektronową dla: a. Najmniejszego z fluorowców b. Metalu alkalicznego, który ma elektrony 4s a, a nie ma elektronów 5s w stanie podstawowym c. Trzech najlżejszych metali ziem alkalicznych d. Pierwiastka grupy 11 w tym samym okresie co cyna e. Niemetalicznych pierwiastków grupy 12 f. Nieodkrytego (niezsyntezowanego) gazu szlachetnego cięższego od radonu. 6. Jak i dlaczego zmienia się energia jonizacji (I) w układzie okresowym? 7. Wyjaśnij dlaczego energia jonizacji fosforu jest większe (1060 kj/mol) od siarki (1005 kj/mol) 8. Rozważ następujące konfiguracje elektronowe pierwiastków: a. 1s 2 2s 2 2p 6 b. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 1 c. 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 Jakie to pierwiastki? Który z pierwiastków ma największą pierwszą energię jonizacji, a który najmniejszą? Wyjaśnij dlaczego. 9. Podaj konfiguracje elektronowe następujących jonów, K +, S 2-, Ti 4+, V 2+, V 5+, Mn 2+, Mn 4+, Ni 2+, Fe 3+, Cu + 10. Wyjaśnij dlaczego energie jonizacji są następujące dla pierwiastków: a. Be ma większą niż B b. Azot ma większą niż O c. Fosfor ma większą niż siarka d. Cynk ma większą niż gal e. Gak na mniejszą niż glin f. pallad ma większą niż srebro 11. Co to jest powinowactwo elektronowe? Jak zmienia się w układzie okresowym? 12. Co to jest elektroujemność? Jak zmienia się w układzie okresowym? 13. Ustaw atomy względem rosnącego promienia atomowego: a. Be, Ng, Ca b. Ga, Ge, In c. Te, I, Xe
14. Przewidź trendy w rozmiarach promieni następujących jonów: Be 2+, Mg 2+, Ca 2+, Sr 2+. 15. Dlaczego rtęć jest cieczą w warunkach standardowych a złoto jest żółte? 16. Które z jonów mają konfigurację gazu szlachetnego którego)? a. Fe 3+, Fe 2+, Sc 3+, Co 2+ b. Tl +, Te 2-, Cr 3+ c. Pd 4+, Ce 4+, Ti 4+ d. Ba 2+, Pt 2+, Mn 2+ 17. Wymień t trzy jony, które są izoelektronowe z neonem. 18. Ustaw następujące grupy jonów względem zmniejszającej się wiekości: a. Cu, Cu +, Cu 2+ b. Ni 2+, Pd 2+, Pt 2+ c. O, O -, O 2- d. S 2-, Cl -, K +, Ca 2+ e. La 3+, Eu 3+, Gd 3+, Yb 3+ Zadania testowe 1. Czwarty okres w układzie Mendelejewa kończy krypton. Cyna, a więc pierwiastek znajdujący się w piątym okresie i w tej samej grupie co węgiel, posiada następującą konfigurację elektronową: a) [Ar] 5s 2 4d 10 5p 2 b) [Kr] 4d 10 5s 1 5p 3 c) [Kr] 3f 14 4d 10 5s 2 5p 2 d) [Kr] 4d 10 5s 2 5p 2 e) żadna z odpowiedzi nie jest poprawna. 2. Które z następujących stwierdzeń (a d) jest fałszywe? a) Pęd i położenie elektronu nie mogą być jednocześnie dokładnie określone. b) Orbitale o niższej energii są zapełniane przed orbitalami o wyższej energii. c) W czasie zapełniania orbitali o tej samej energii dwa elektrony obsadzą ten sam orbital zanim będzie obsadzony orbital następny. d) Wszystkie cztery liczby kwantowe dwóch elektronów nie mogą być identyczne. e) Grupa lantanowców składa się z 14 pierwiastków. 3. Wanad znajduje się w piątej grupie układu okresowego. Który z następujących atomów lub jonów ma trzy niesparowane elektrony? a) N b) O c) Al d) V 2+ e) dwie odpowiedzi są prawdziwe 4. Który z następujących atomów lub jonów ma trzy niesparowane elektrony a) N b) O c) Al d)s 2- e) Zn 2+
5. Który z następujących atomów lub jonów ma trzy niesparowane elektrony? a) N b) O c) Al. d) K e) Cl - 6. Wskaż niedozwoloną kombinację liczb kwantowych. n l m m s a) 9 8 4 ½ b) 8 2 2 +½ c) 6 5 1 +½ d) 6 5 5 ½ e) wszystkie kombinacje są dozwolone 7. Która z następujących kombinacji liczb kwantowych elektronu w atomie jest niewłaściwa? n l m s a) 1 0 0 1/2 b) 3 2-1 -1/2 c) 4 4 1 1/2 d) 2 1 1-1/2 e) 6 1-1 1/2 8. Na Ziemi energia jonizacji wodoru wynosi 1312 kj/mol. Gdzieś we wszechświecie jest tak gorąca planeta, że wszystkie atomy wodoru posiadają elektron na poziomie n = 3. Na tej planecie energia jonizacji wodoru wynosi: a) 437 b) 146 c) 1312 d) zero e) wszystkie podane wielkości są nieprawdziwe. 9. Ile elektronów w atomie może mieć te same liczby kwantowe n=3 i l=2 a) 2 b) 5 c) 10 d) 18 e) 6 10. Wskaż fałszywe stwierdzenie:
a) Orbital atomowy jest funkcją współrzędnych układu, którego środek rozsądnie jest zlokalizować w środku jądra atomu. b) Gęstość ładunku ujemnego w danym punkcie jest proporcjonalna do wartości kwadratu funkcji falowej w tym punkcie. c) Magnetyczna spinowa liczba kwantowa elektronu wynosi albo +1/2 albo -1/2. d) Gęstość ładunku ujemnego wewnątrz chmury ładunku 1s (a więc w pobliżu jądra atomu) jest dla elektronu 2p większa niż dla elektronu 2s. e) Podczas zapełniania orbitali orbital 6s jest zapełniany wcześniej aniżeli orbital 4f. 11. Jaki ułamek energii jonizacji atomu wodoru w stanie podstawowym jest niezbędny dla osiągnięcia najbliższego stanu wzbudzonego? a) 0.80 b) 0.75 c) 0.66 d) 0.50 e) żadna z tych wielkości 12. Ile orbitali f odpowiada głównej liczbie kwantowej 3 a) 0 b) 3 c) 5 d) 7 e) 1 13. Niech l oznacza wartość pobocznej liczby kwantowej. Maksymalną ilość kombinacji liczb kwantowych dla wartości l obliczyć można ze wzoru. a) (2l + 1) 2 b) (2l - 1) 2 c) 2(l+1) 2 d) 2(l-1) 2 e) żaden z tych wzorów nie jest poprawny 14. Wskaż któremu z orbitali atomu tytanu w stanie podstawowym odpowiada maksymalna wartość energii. a) 1s b) 4s c) 3s d) 3d e) 3p 15. Gdy w atomie wodoru elektron zmienia stan scharakteryzowany główną liczbą kwantową n=3, przechodząc do stanu dla którego n=1 to: 1) energia jest emitowana 2) energia jest absorbowana 3) elektron traci energię 4) elektron zyskuje energię 5) zmiana stanu energetycznego elektronu w atomie wodoru nie jest możliwa Prawdą jest: a) 1 i 4 b) 1 i 3 c) 2 i 3 d) 2 i 4 e) 5
16. W której z następujących triad wszystkie pierwiastki mają tę samą liczbę elektronów walencyjnych? a) P, S, Cl b) Ag, Cd, Ar c) Na, Ca, Ba d) P, As, Se e) w żadnej z grup 17. Które ze stwierdzeń a - d jest fałszywe? a) Atom sodu ma mniejszy promień niż atom potasu, b) Atom neonu ma mniejszy promień niż atom tlenu c) Atom fluoru ma mniejszą pierwszą energię jonizacji niż atom tlenu d) Atom cezu ma mniejszą pierwszą energię jonizacji niż atom litu e) Elektroujemność fluoru jest większa od elektroujemności azotu 18. Energie poziomów energetycznych w atomie wodoru mają następujące wartości: n = 4-0.1361 x 10-18 J n = 3-0.2420 x 10-18 J n = 2-0.5445 x 10-18 J n = 1-2.178 x 10-18 J Elektron przechodząc z poziomu wyższego na niższy emituje światło. Dla którego przejścia długość fali światła jest największa? a) n = 4 do n = 3 b) n = 4 do n = 2 c) n = 4 do n = 1 d) n = 3 do n = 2 e) n = 2 do n = 1 19. Który z następujących pierwiastków potrzebuje trzech elektronów do zapełnienia powłoki elektronów walencyjnych: a) Ba b) Ca c) P d) Si e) Cl 20. Atom fluoru zawiera 9 elektronów. Jak wiele tych elektronów jest opisywanych przez orbitale typu s? a) 2 b) 4 c) 6 d) 8 e) żaden 21. Zewnętrzna powłoka nieznanego pierwiastka X w stanie podstawowym ma następującą postać ns 2 (n 1)d 10 np 3 Pierwiastek X należy do grupy a) 3 b) 5 c) 16 d) 15
e) nie należy do żadnej z wymienionych grup 22. Miedź ma następującą konfigurację elektronową: a) [Ar] 4s 2 3d 9 b) [Kr] 4s 2 3d 9 c) [Ar] 4s 1 3d 10 d) [Ar] 4s 1 4d 9 e) [Ar] 3s 1 3d 10 23. Dla którego z następujących pierwiastków niezjonizowane atomy mają kompletnie zapełnione orbitale d odpowiadające ich głównej liczbie kwantowej a) potas b) wanad c) fosfor d) żelazo e) brom 24. Która z następujących kombinacji liczb kwantowych elektronu w atomie jest niewłaściwa? n l m s a) 1 1 0 1/2 b) 3 2-1 -1/2 c) 4 3 1 1/2 d) 2 1 1-1/2 e) 6 1-1 1/2 25. Który z atomów ma najmniejszą energię jonizacji a) O b) Li c) Ne d) Be e) K 26. Która z podanych konfiguracji elektronowych jest poprawna: a) Ga: [Kr] 3d 10 4s 2 4p 1 b) Mo: [Kr] 5s 2 4d 5 c) Ca: [Ar] 4s 1 3d 10 d) Br: [Kr] 3d 10 4s 2 4p 7 e) Bi: [Xe] 6s 2 4f 14 5d 10 6p 3 27. Jak wiele niesparowanych elektronów ma atom siarki w stanie podstawowym? a) zero b) 4 c) 16 d) 2 e) 1 28. Rozważ następujące uporządkowanie dotyczące rozmiarów atomów lub jonów:
I. Al < Si < P < S II. Be < Mg < Ca < Sr III. I < Br < Cl < F IV. Na + < Mg 2+ < Al 3+ <Si 4+ Wskaż poprawne uporządkowanie: a) I b) II c) IV d) I i II e) II i IV