ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΧΗΜΕΙΑ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 03 / 11 /2013 ΘΕΜΑ Α Για τις ερωτήσεις Α1 έως και Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. A1. Ποια από τις ακόλουθες μεταπτώσεις του ηλεκτρονίου στο άτομο του υδρογόνου συνοδεύεται από εκπομπή ακτινοβολίας μεγαλύτερης συχνότητας; α. από τροχιά με n = 5 σε τροχιά με n = 4 β. από τροχιά με n = 4 σε τροχιά με n = 3 γ. από τροχιά με n = 3 σε τροχιά με n = 2 δ. από τροχιά με n = 2 σε τροχιά με n = 1 A2. Τα ατομικά τροχιακά 3s και 3p σε ένα πολυηλεκτρονιακό άτομο: α. έχουν ίδια ενέργεια β. έχουν ίδιο σχήμα γ. έχουν ίδιο προσανατολισμό στο χώρο δ. διαφέρουν σε όλα τα παραπάνω. A3. Ο τομέας s του Π.Π. περιλαμβάνει: α. οκτώ στοιχεία β. επτά στοιχεία γ. δεκατέσσερα στοιχεία δ. δεκατρία στοιχεία. A4. Ποια σχέση συνδέει τις διαδοχικές ενέργειες ιοντισμού Ε i1, Ε i2 και Ε i3 του 12 Mg ; α. Ε i1 > Ε i2 > Ε i3 β. Ε i1 < Ε i2 << Ε i3 γ. Ε i1 = Ε i2 = Ε i3 δ. Ε i1 << Ε i2 < Ε i3 A5. Να αναφέρετε περιληπτικά τις βασικές διαφορές ανάμεσα στην διάσταση και τον ιοντισμό. Διάσταση: Αναφέρεται σε ιοντικές ενώσεις. Πάντα πλήρης Τα ιόντα προϋπάρχουν Ιοντισμός: Αναφέρεται σε ομοιοπολικές ενώσεις. Πλήρης ή μη πλήρης Τα ιόντα δημιουργούνται μέσω αντίδρασης με τον διαλύτη. Σελίδα 1 από 6
ΘΕΜΑ Β Β1. Να υπολογιστεί ο μικρότερος δυνατός ατομικός αριθμός του στοιχείου που έχει: i. πέντε ηλεκτρόνια σε τροχιακά s. 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 1 άρα Ζ = 11 ii. συμπληρωμένη τη στιβάδα L. 1s 2, 2s 2, 2p 6 άρα Ζ = 10 iii. iv. ίσο αριθμό συμπληρωμένων s και p τροχιακών. 1s 2, 2s 2, 2p 5 άρα Ζ = 9 έξι μονήρη ηλεκτρόνια. 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 6, 4s 2, 3d 4 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 6, 3d 5, 4s 1 άρα Ζ = 24 v. συμπληρωμένη πλήρως μια d υποστιβάδα. 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 6, 4s 2, 3d 9 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 6, 3d 10, 4s 1 άρα Ζ = 29 Β2. Ποιος είναι ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορούν να τοποθετηθούν: i. στην υποστιβάδα 2f 0 γιατί δεν υπάρχει η υποστιβάδα 2f ii. στην στιβάδα n = 4 Η στιβάδα με n = 4 περιέχει τις υποστιβάδες: 4s με 1 τροχιακό, 4p με 3 τροχιακά, 4d με 5 τροχιακά, 4f με 7 τροχιακά. Σύνολο τροχιακά άρα ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορούν να τοποθετηθούν είναι 32. iii. iv. σε ένα τροχιακό της υποστιβάδας 2d 0 γιατί δεν υπάρχει η υποστιβάδα 2d στο τροχιακό με n = 4, l = 2, ml = - 3 0 γιατί πρέπει l ml l v. στην υποστιβάδα 3p Η υποστιβάδα 3p περιέχει 3 τροχιακά άρα ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων που μπορούν να τοποθετηθούν είναι 6. Σελίδα 2 από 6
Β3. Να γραφούν οι ηλεκτρονιακοί τύποι κατά Lewis των παρακάτω μορίων ή ιόντων: i. Η 2 S 4 S ii. Na 2 C 3 + Na + Na C 2( iii. I 7 + iv. ΝΗ 4 I + N v. C 2 C Δίνονται οι ατομικοί αριθμοί 1 Η, S, 8, 6 C, 11 Na, 7 N, 17, 53 I Β4. i. Ποιες ουσίες ονομάζονται αμφιπρωτικές ή αμφολύτες; Να αναφέρετε ένα παράδειγμα. Αμφιπρωτικές ή αμφολύτες ονομάζονται ουσίες που μπορούν να δράσουν και ως οξύ και ως βάση όπως για παράδειγμα το Η 2 Ο: F + 2 3 + + F - N 3 + 2 N 4 + + - Σελίδα 3 από 6
ii. Να αναγνωρίσετε τα συζυγή ζεύγη οξέων βάσεων στις παρακάτω ισορροπίες. CN + S 3 2- S 3 - + CN - ΟΞΥ ΒΑΣΗ ΟΞΥ ΒΑΣΗ C 3 - + S - 2 S + C 3 2- ΟΞΥ ΒΑΣΗ ΟΞΥ ΒΑΣΗ 2 + CN - CN + - ΟΞΥ ΒΑΣΗ ΟΞΥ ΒΑΣΗ Β5. Να χαρακτηρίσετε τις παρακάτω προτάσεις ως Σωστές ή Λανθασμένες και να αιτιολογήσετε τις απαντήσεις σας: i. Στο άτομο του υδρογόνου, η ενέργεια της υποστιβάδας 2p είναι μεγαλύτερη από την ενέργεια της υποστιβάδας 2s. Η πρόταση είναι λανθασμένη γιατί λόγω της απουσίας διηλεκτρονιακών απώσεων στο άτομο του υδρογόνου οι δύο υποστιβάδες που ανήκουν στην ίδια στιβάδα έχουν την ίδια ενέργεια. ii. Όταν μια ουσία χαρακτηρίζεται ως οξύ κατά Arrhenius, θα είναι οπωσδήποτε οξύ και κατά Brönsted- Lowry. Η πρόταση είναι σωστή γιατί ένα οξύ κατά Arrhenius μπορεί να δώσει ένα ή περισσότερα πρωτόνια σε μία βάση άρα είναι οξύ και κατά Brönsted- Lowry. ΘΕΜΑ Γ Για τα στοιχεία Α, Β, Γ και Δ στη θεμελιώδη τους κατάσταση είναι γνωστά τα παρακατω δεδομένα: Έχουν όλα ως εξωτερική στιβάδα τη Μ. Το Β 2- έχει συμπληρωμένες με ηλεκτρόνια όλες τις υποστιβάδες του. Το Γ ανήκει στη 2 η ομάδα του Π.Π. Το Α διαθέτει όσες υποστιβάδες διαθέτει και το Γ και έχει άθροισμα ms = 1/2. Το Δ έχει μεγαλύτερη ενέργεια πρώτου ιοντισμού από το Β και δεν είναι ευγενές αέριο. Γ1. Να βρεθούν οι ατομικοί αριθμοί των στοιχείων. Ζ(Β) =, Ζ(Γ) = 12, Ζ(Α) = 11, Ζ(Δ) = 17 Γ2. Να γραφεί η ηλεκτρονιακή δομή των ατόμων τους στη θεμελιώδη κατάσταση, σε στιβάδες, υποστιβάδες και τροχιακά. Β: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 4 Κ:2, L:8, M:6 Σελίδα 4 από 6
Γ: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2 Κ:2, L:8, M:2 Α: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 1 Κ:2, L:8, M:1 Δ: 1s 2, 2s 2, 2p 6, 3s 2, 3p 5 Κ:2, L:8, M:7 Γ3. Να γραφούν οι τετράδες κβαντικών αριθμών των ηλεκτρονίων σθένους του ατόμου του Β. (3, 0, 0, +½), (3, 0, 0, - ½), (3, 1, 1, +½), (3, 1, 0, +½), (3, 1, - 1, +½) και μία από τις επόμενες: (3, 1, 1, - ½), (3, 1, 0, - ½), (3, 1, - 1, - ½) Γ4. Να κατατάξετε τα στοιχεία κατά σειρά αυξανόμενης ενέργειας πρώτου ιοντισμού. Ε i1 (Α) < Ε i1 (Γ) < Ε i1 (Β) < Ε i1 (Δ) Γ5. Να γραφεί ο ηλεκτρονιακός τύπος Lewis της χημικής ένωσης που σχηματίζει το Β με το Δ, αν γνωρίζουμε ότι αυτή δεν αποκλίνει απο τον κανόνα της οκτάδας. Δ Β Δ ΘΕΜΑ Δ Ένα άτομο υδρογόνου βρίσκεται στη θεμελιώδη ενεργειακή κατάσταση, οπότε απορροφά ένα φωτόνιο με μήκος κύματος λ και μεταπίπτει σε μια διεγερμένη κατάσταση στην οποία έχει ενέργεια Εn = E 1 / J. Δ1. Ποιος είναι ο κύριος κβαντικός αριθμός της στιβάδας στην οποία έχει διεγερθεί το ηλεκτρόνιο; Εn$= %2,18$10%18 = %2,18$10 %18 ή$n 2 $=$$ή$n$=$4 n 2 Δ2. Κατά την μετάπτωση του ηλεκτρονίου στο άτομο του υδρογόνου από την στιβάδα n = 3 στη n = 1 η ενέργειά του μεταβάλλεται κατά ΔΕ 1 ενώ από την στιβάδα με n = 4 στη n = 1 κατά ΔΕ 2. Να υπολογίσετε τον λόγο ΔΕ 1 / ΔΕ 2. Σελίδα 5 από 6
ΔΕ 1 $=$Ε 3 $'$Ε 1 $ή$δε 1 $= 9 ' 1 ή$δε 1 $= 8 9 (1) ΔΕ 2 $=$Ε 2 $'$Ε 1 $ή$δε 2 $= ' 1 ή$δε 2 $= 15 (2) Από τις σχέσεις 1 και 2 διαιρώντας κατά μέλη βρίσκουμε: ΔΕ 1 128 = ΔΕ 2 135 Δ3. Το άτομο αποδιεγείρεται από την διεγερμένη κατάσταση στην οποία είχε μεταβεί αρχικά καταλήγωντας στη θεμελιώδη κατάσταση. Πόσα διαφορετικά φωτόνια εκπέμπονται κατά την αποδιέγερση του ηλεκτρονίου προς τη θεμελιώδη κατάσταση;! E 1 2 4 5 n#=4 n#=#3 n#=#2 3 6 n#=#1 Δ4. Να υπολογιστεί η ενέργεια που απαιτείται για τον ιοντισμό του ατόμου από την στιβάδα με n = 4; Δίνονται = - 2,18 10-18 J 2,18#10 ΔΕ#=#IE f# (#E i I#ή#ΔΕ#=#E f# (#E i #ή#δε#=#0#( ( (18 ή#δε#=#0,136#10 (18 #J Σελίδα 6 από 6