1. Το στοιχείο Β είναι ευγενές αέριο, άρα έχει 8 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα. Κατά συνέπεια το Α έχει 7 και το Γ 1 (Ανήκει στην 1 Η ομάδα της επόμενης περιόδου του Β). Θα ενωθούν με ετεροπολικό δεσμό. Το Γ θα αποβάλει ένα ηλεκτρόνιο και θα γίνει το ιόν Γ +. το ηλεκτρόνιο που απέβαλε το Γ θα το προσλάβει το Α και θα σχηματίσει το ιόν Α -. Ο μοριακός τύπος της ένωσης θα είναι ΓΑ. 2. Κάνοντας δύο ομοιοπολικούς δεσμούς αποκτά 8 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα. Τα 4 από τα 8 ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας ανήκουν στους 2 ομοιοπολικούς δεσμούς ενώ τα υπόλοιπα 4 δεν συμμετέχουν σε κάποιο δεσμό (άρα είναι δικά του, δεν του έχουν προσφερθεί). Από τα 4 ηλεκτρόνια των 2 ομοιοπολικών δεσμών τα 2 είναι δικά του, ενώ τα άλλα 2 ανήκουν στο στοιχείο ή στα στοιχεία με τα οποία έχει ενωθεί με ομοιοπολικούς δεσμούς. Τα συνολικά δικά του ηλεκτρόνια είναι 4+2=6. Αυτά είναι ηλεκτρόνια της εξωτερικής του στιβάδας, ανήκει δηλ. στην 6 η ομάδα του Περιοδικού Πίνακα. Μπορεί να σχηματίσει μέχρι 2 ιοντικούς (ετεροπολικούς) δεσμούς, εάν ενωθεί με 2 ιόντα μετάλλου της 1 ης ομάδας του περιοδικού πίνακα. 3. α) Το Na αποβάλλει το ηλεκτρόνιο της εξωτερικής στιβάδας και γίνεται Na +. Τα 2 ηλεκτρόνια που αποβάλλονται από τα 2 άτομα του Na τα παίρνει το S και γίνεται S 2-. β) Το Mg αποβάλλει τα 2 ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας και γίνεται Mg 2+. Τα 2 ηλεκτρόνια που αποβάλλονται τα παίρνουν τα 2 άτομα του Br (από 1 το κάθε άτομο) και γίνεται Br 1-. γ) Το K αποβάλλει το ηλεκτρόνιο της εξωτερικής στιβάδας και γίνεται K +. Τα 2 ηλεκτρόνια που αποβάλλονται από τα 2 άτομα του K τα παίρνει το και γίνεται 2-. δ) Το Ba αποβάλλει τα 2 ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας και γίνεται Ba 2+. Τα 2 ηλεκτρόνια που αποβάλλονται τα παίρνουν τα 2 άτομα του F (από 1 το κάθε άτομο) και γίνονται F -.
ε) Το Ca αποβάλλει τα 2 ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας και γίνεται Ca 2+. Τα 2 ηλεκτρόνια που αποβάλλονται τα παίρνουν τα 2 άτομα του I (από 1 το κάθε άτομο) και γίνεται I -. στ) Κάθε άτομο Al αποβάλλει από 3 ηλεκτρόνια δηλ. τα 2 άτομα συνολικά 6 και γίνεται Al 3+. Αυτά τα 6 ηλεκτρόνια τα παίρνουν τα 3 άτομα του οξυγόνου (από 2 το κάθε ένα, ώστε να αποκτήσουν 8 ηλεκτρόνια στην εξωτερική τους στιβάδα) και γίνονται 2-. Y.Γ. κάθε φορά που ένα μέταλλο αποβάλλει όλα τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής του στιβάδας, έχει σαν αποτέλεσμα η προ-τελευταία στιβάδα (που είναι πάντα συμπληρωμένη δηλ. έχει 8 ηλεκτρόνια) να γίνεται τελευταία 4. α) Το έχει 7 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα. Κάθε άτομο προσφέρει από 1 ηλεκτρόνιο και σχηματίζει κοινό ζευγάρι ηλεκτρονίων (ομοιοπολικός δεσμός) με το άλλο άτομο του και έτσι αποκτά 8 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα. Ο δεσμός είναι μη πολικός γιατί είναι μεταξύ ομοίων ατόμων (έχουν την ίδια β) Το Ο έχει 6 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα. Κάθε άτομο Ο προσφέρει από 2 ηλεκτρόνια και έτσι σχηματίζονται 2 κοινά ζευγάρια ηλεκτρονίων (2 ομοιοπολικοί δεσμοί) με το άλλο άτομο του Ο και έτσι αποκτά 8 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα. Οι δεσμοί είναι μη πολικοί γιατί είναι μεταξύ ομοίων ατόμων (έχουν την ίδια
γ) Το Ν έχει 5 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα. Κάθε άτομο Ν προσφέρει από 3 ηλεκτρόνια και σχηματίζονται 3 κοινά ζευγάρια ηλεκτρονίων (3 ομοιοπολικοί δεσμοί) με το άλλο άτομο του Ν και έτσι αποκτά 8 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα. N N Οι δεσμοί είναι μη πολικοί γιατί είναι μεταξύ ομοίων ατόμων (έχουν την ίδια δ) Το Η έχει 1 ηλεκτρόνιο στην εξωτερική του στιβάδα. Θέλει άλλο 1 για να την συμπληρώσει, γιατί η εξωτερική του στιβάδα είναι η K που παίρνει μέχρι 2 ηλεκτρόνια. Το Η είναι αμέταλλο και κάνει ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα αμέταλλα όπως το S στη περίπτωσή μας. Το πρώτο άτομο του Η προσφέρει 1 ηλεκτρόνιο στο άτομο του S και το άτομο του S προσφέρει από την πλευρά του και αυτό 1 ηλεκτρόνιο και σχηματίζουν ένα κοινό ζευγάρι ηλεκτρονίων (ομοιοπολικός δεσμός). Με αυτό τον τρόπο το πρώτο άτομο του Η συμπληρώνει την εξωτερική του στιβάδα και στο άτομο του S λείπει άλλο ένα ηλεκτρόνιο για να συμπληρώσει τη δικιά του. (έχει 6, + 1 από τον δεσμό με το πρώτο άτομο του Η, σύνολο 7). Τότε σχηματίζεται ένα καινούργιο κοινό ζευγάρι ηλεκτρονίων μεταξύ του άλλου ατόμου του Η και του S. Δημιουργείται έτσι ένας δεύτερος ομοιοπολικός δεσμός. S Οι δεσμοί είναι πολικοί γιατί είναι μεταξύ ανομοίων ατόμων (έχουν διαφορετική ε) Το Η έχει 1 ηλεκτρόνιο στην εξωτερική του στιβάδα. Θέλει άλλο 1 για να την συμπληρώσει, γιατί η εξωτερική του στιβάδα είναι η K που παίρνει μέχρι 2 ηλεκτρόνια. Το Η είναι αμέταλλο και κάνει ομοιοπολικούς δεσμούς με άλλα αμέταλλα όπως το Br στη περίπτωσή μας. Το Br έχει 7 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα και χρειάζεται άλλο 1 για να τα κάνει 8. Το προσφέρει 1 ηλεκτρόνιο και το Br άλλο 1 και δημιουργούν κοινό ζευγάρι ηλεκτρονίων. (1 ομοιοπολικός δεσμός). (Στο Br έχει σχεδιασθεί μόνο η εξωτερική στιβάδα).
Br Ο δεσμός είναι πολικός γιατί είναι μεταξύ ανομοίων ατόμων (έχουν διαφορετική στ) Το Ν έχει 5 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα και το Η 1. Κάθε Η σχηματίζει ένα ομοιοπολικό (πολικό) δεσμό με το άτομο του Ν. Σχηματίζονται δηλαδή συνολικά 3 ομοιοπολικοί δεσμοί. N ή N η) Ο P έχει 5 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα και το Η 1. Κάθε Η σχηματίζει ένα ομοιοπολικό (πολικό) δεσμό με το άτομο του P. Σχηματίζονται δηλαδή συνολικά 3 ομοιοπολικοί δεσμοί. P θ) Το Si έχει 4 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα και το Η 1. Κάθε Η σχηματίζει ένα ομοιοπολικό (πολικό) δεσμό με το άτομο του Si. Σχηματίζονται δηλαδή συνολικά 4 ομοιοπολικοί δεσμοί. Si 5. κατανομή των ηλεκτρονίων για το στοιχείο Χ είναι : Κ(2) L(8) M(8) Ν(1) κατανομή των ηλεκτρονίων για το στοιχείο Ψ είναι : Κ(2) L(8) M(6) Το Χ είναι μέταλλο (γιατί έχει 1 ηλεκτρόνιο στην τελευταία στιβάδα) και το Ψ είναι αμέταλλο (γιατί έχει 6 ηλεκτρόνια στην τελευταία στιβάδα). Άρα θα σχηματίσουν ετεροπολικό δεσμό. Δύο άτομα μετάλλου θα αποβάλλουν από 1 ηλεκτρόνιο. Τα 2 ηλεκτρόνια θα τα πάρει ένα άτομο αμετάλλου για να κάνει 8 τα άτομα της εξωτερικής του στιβάδας. Άρα ο μοριακός του τύπος είναι X 2 Ψ. Σωστή είναι η Γ. 6. Μεγαλύτερη ακτίνα έχει το ουδέτερο άτομο, γιατί το ιόν του από τη στιγμή που αποβάλει το μοναδικό ηλεκτρόνιο της τελευταίας του στιβάδας, αυτή παύει να υπάρχει, και η προτελευταία γίνεται τελευταία.
7. α) Ένας απλός ομοιοπολικός μη πολικός δεσμός. F F β) ) Ένας απλός ομοιοπολικός πολικός δεσμός. F γ) Ένας ετεροπολικός δεσμός. 8. Κάνουμε την κατανομή των ηλεκτρονίων για κάθε στοιχείο ξεχωριστά. : K(1) S : K(2) L(8) M(6) C : K(2) L(4) : K(2) L(6) : K(2) L(8) M(7) 2 S S Δύο ομοιοπολικοί πολικοί
C 2 C 4 ομοιοπολικοί πολικοί 2 ομοιοπολικοί πολικοί, ένας μεταξύ Η και Ο, και ένας μεταξύ Ο και 9. Κάνουμε την κατανομή των ηλεκτρονίων για κάθε στοιχείο ξεχωριστά. Mg : K(2) L(8) M(2) : K(2) L(6) S : K(2) L(8) M(6) α) Mg 2 η ομάδα 3 η περίοδος. Ο 6 η ομάδα 2 η περίοδος. S 6 η ομάδα 3 η περίοδος. β) Έχουν αυτά πού ανήκουν στην ίδια ομάδα, δηλ. το και το S. γ) Το οξυγόνο έχει τη μικρότερη ατομική ακτίνα γιατί είναι σε μικρότερη περίοδο από τα άλλα δύο. Μεταξύ Mg και S μικρότερη ακτίνα έχει το θείο γιατί βρίσκεται πιο δεξιά στον περιοδικό πίνακα. δ) Mg 2+ 2 - (Ετεροπολική ένωση, υδρίδιο του Mg)-(επόμενο μάθημα, ονοματολογία) Νερό (οξείδιο του υδρογόνου) - (επόμενο μάθημα, ονοματολογία) 10. α) Μεγαλύτερη ατομική ακτίνα έχει το Na γιατί το ιόν του Na + προέρχεται από το ουδέτερο άτομο με αποβολή του μοναδικό ηλεκτρόνιο της τελευταίας του στιβάδας. Άρα έχει μία στιβάδα λιγότερη και κατά συνέπεια είναι μικρότερο. β) Το ιόν F - έχει ένα ηλεκτρόνιο περισσότερο από το ουδέτερο άτομο του F. Αυτό το ηλεκτρόνιο έχει τοποθετηθεί στην τελευταία στιβάδα του ουδετέρου ατόμου δηλ. F και F - έχουν ίδιο αριθμό στιβάδων. Το επιπλέον όμως ηλεκτρόνιο του ιόντος του F - αυξάνει τις απωστικές δυνάμεις μεταξύ των ηλεκτρονίων της τελευταίας στιβάδας, με αποτέλεσμα την αύξηση του μεγέθους του ιόντος σε σχέση με το ουδέτερο άτομο. Άρα η ακτίνα του F - είναι μεγαλύτερη από αυτή του F. γ) Κάνουμε τις κατανομές των ηλεκτρονίων 19K + : K(2) L(8) M(8) 17 - : K(2) L(8) M(8) Τα δύο ιόντα έχουν ίδιο αριθμό στιβάδων και ίδιο αριθμό ηλεκτρονίων (είναι ισοηλεκτρονιακά) και σε πρώτη προσέγγιση μπορεί να πιστέψουμε ότι έχουν ίδιο μέγεθος. Το K + έχει περισσότερα πρωτόνια στον πυρήνα από το - (19 το K +, 17 το - ) κατά συνέπεια τα ηλεκτρόνια της τελευταίας στιβάδας του να δέχονται περισσότερη δύναμη από ότι αυτά του - με αποτέλεσμα μικρότερο μέγεθος ιόντος. Άρα η ακτίνα του K + είναι μικρότερη από αυτή του -
11. α) Na + - β) Mg 2+ 2Br - γ) 3Ca 2+ 2N 3-12. Κάνουμε τις κατανομές των ηλεκτρονίων και βρίσκουμε ότι τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας είναι για το κάθε στοιχείο: Η=1, Br=7, =7, P=5, C=4, N=5. α) Br Br β) P P γ) C N C N 13. Σωστή απάντηση το α) στερεά σώματα χωρίς ηλεκτρική αγωγιμότητα. (Αγώγιμα είναι τα τήγματα δηλ. η υγρή μορφή των αλάτων που προκύπτουν με τη θέρμανση μέχρι να λιώσει της ιοντικής ένωσης)(τήξη = λιώσιμο) 14. Ιοντική ένωση δημιουργείται με την ένωση ενός μετάλλου με ένα αμέταλλο, δηλ. στοιχείων της 1 ης 2 ης ή 3 ης ομάδας με στοιχείο της 5 ης, 6 ης ή 7 ης ομάδας. Για αυτόν το λόγο αποκλείεται η γ) και δ) απάντηση. Αν το στοιχείο Α ανήκε στην 7 η ομάδα θα είχε 7 ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα και το Β θα ανήκε στην 3 η ομάδα. Τότε ένα άτομο του Β θα απέβαλε 3 ηλεκτρόνια τα οποία θα έπαιρναν 3 άτομα του Α. Ο μοριακός τύπος θα ήταν τότε Α 3 Β. Κατά συνέπεια η σωστή απάντηση είναι η α) III και VII αντίστοιχα. 15. Κάνουμε τις κατανομές των ηλεκτρονίων. Α : K(2) L(8) M(8) N(1) B : K(2) L(8) M(7 ) Το Α είναι μέταλλο και το Β είναι αμέταλλο, άρα θα κάνουν ιοντική ένωση. Το Α μπορεί να αποβάλλει ένα ηλεκτρόνιο και να μείνει με συμπληρωμένη την στιβάδα Μ. Αυτό το ηλεκτρόνιο μπορεί να το πάρει το Β και να συμπληρώσει την δικιά του Μ στιβάδα. Άρα η σωστή απάντηση είναι μία από τις δ) ή ε). Σύμφωνα με τους κανόνες γραφής των χημικών τύπων (επόμενο μάθημα) το θετικό τμήμα του μορίου γράφεται πρώτο. Το θετικό τμήμα είναι το Α, άρα ο σωστός χημικός τύπος είναι ΑΒ και η σωστή απάντηση η δ).