Informacja do zadania 1:

Pierwiastki A i X leżą w sąsiednich okresach. Wiadomo, że:
• elektrony w atomie A w stanie podstawowym są rozmieszczone w pięciu podpowłokach
• w atomie X w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej n.
Cząsteczka tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia składa się z czternastu atomów, a jej wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym. Ten tlenek w reakcji z wodą – przebiegającej bez zmiany stopni utlenienia – tworzy trójprotonowy kwas tlenowy. Liczba atomów wchodzących w skład cząsteczki wodorku pierwiastka A jest równa liczbie atomów wchodzących w skład cząsteczki tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia.

 

Treść zadania 1.1:

Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków A i X – oraz dla każdego z nich – najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych i liczbę elektronów niesparowanych w atomie w stanie podstawowym.

	Symbol pierwiastka	Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych	Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A
Pierwiastek X

 

 

Rozwiązanie:

	Symbol pierwiastka	Najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych	Liczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A	P	V	3
Pierwiastek X	Cr	VI	6

 

 

---

Wyjaśnienie:

Na podstawie informacji wprowadzającej do zadania można przeprowadzić następującą analizę:

• Skoro pierwiastek A w stanie podstawowym ma elektrony rozmieszczone w pięciu podpowłokach, muszą to być podpowłoki: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p. Pierwiastek A leży więc w 3 okresie układu okresowego i należy do bloku pierwiastków p. Wśród pierwiastków bloku p trzeciego okresu układu okresowego pierwiastków, tylko fosfor tworzy na swoim najwyższym stopniu utlenienia (V) tlenek, którego cząsteczka składa się z 14 atomów: P₄O₁₀ i ten wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym tlenku fosforu (V) (P₂O₅). Pierwiastkiem A jest więc fosfor.
• Skoro w atomie pierwiastka X w stanie podstawowym wszystkie elektrony walencyjne są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej 𝑛 - pierwiastek X musi leżeć więc w 4 okresie układu okresowego i należeć do bloku pierwiastków d. Wówczas jego elektrony walencyjne będą opisane głównymi liczbami kwantowymi 4 (4s) i 3 (3d). Wśród pierwiastków bloku d czwartego okresu układu okresowego pierwiastków, tylko chrom ma w stanie podstawowym wszystkie elektrony walencyjne niesparowane i walencyjny fragment jego konfiguracji elektronowej to: 4s¹ 3d⁵. Pierwiastkiem X jest więc chrom.
• W skład cząsteczki wodorku fosforu: PH₃ wchodzi 4 atomy - podobnie jak w skład cząsteczki tlenku chromu(VI): CrO₃.

Po zidentyfikowaniu pierwiastków A i X można odpowiedzieć na pytania zawarte w tabeli:

• Fosfor, ma symbol P, najwyższy stopień utlenienia jaki przyjmuje jest równy V i ma w swoim atomie 3 elektrony niesparowane w podpowłoce 3p.
• Chrom, ma symbol Cr, najwyższy stopień utlenienia jaki przyjmuje jest równy VI i ma w swoim atomie 6 elektronów niesparowanych w podpowłokach 4s i 3d.