{"id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad/1","paper_id":"chemia-2015-maj-matura-rozszerzona","number":"1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2015,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 1. (0-1)\nUzupełnij poniższy tekst, wpisując w odpowiednie miejsca informacje dotyczące\nstruktury elektronowej atomu bromu i jego stopni utlenienia.\n1. Atom\nbromu\nw\nstanie\npodstawowym\nma\nkonfigurację\nelektronową\n, a w powłoce walencyjnej tego\natomu znajduje się elektronów. Brom należy do bloku konfiguracyjnego\nukładu okresowego.\n2. Minimalny stopień utlenienia, jaki przyjmuje brom w związkach chemicznych, jest równy\n, a maksymalny wynosi","answer":null,"answer_text":"Zadanie 1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n2. Struktura atomu - jądro i elektrony. Zdający:\n2.3) zapisuje konfiguracje elektronowe atomów pierwiastków do\nZ=36 […], uwzględniając rozmieszczenie elektronów na\npodpowłokach […].\n2.4) określa przynależność pierwiastków do bloków\nkonfiguracyjnych: s, p i d układu okresowego.\n6. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:\n6.4) przewiduje typowe stopnie utlenienia pierwiastków […].\nPoprawna odpowiedź\n1. Atom\nbromu\nw\nstanie\npodstawowym\nma\nkonfigurację\nelektronową\n1s22s22p63s23p64s23d104p5, a w powłoce walencyjnej tego atomu znajduje się\n7 elektronów. Brom należy do bloku konfiguracyjnego p układu okresowego.\n2. Minimalny stopień utlenienia, jaki przyjmuje brom w związkach chemicznych wynosi -I,\na maksymalny VII.\nNależy uznać następujące zapisy konfiguracji elektronowej:\n1s22s2p63s2p64s23d104p5\n1s22s22p63s23p63d104s24p5\n1s22s2p63s2p6d104s2p5\n[Ar] 4s23d104p5\n[Ar] 3d104s24p5\n[Ar] 3d104s2p5\nlub zapis graficzny.\nZapis K2L8M18N7 ilustrujący rozmieszczenie elektronów na powłokach jest niewystarczający.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie wszystkich luk w dwóch akapitach.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.","solution":"## Poprawna odpowiedź:\n\n1. Konfiguracja elektronowa: **1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵**, w powłoce walencyjnej: **7** elektronów, blok konfiguracyjny: **p**\n2. Minimalny stopień utlenienia: **-1**, maksymalny: **+7**\n\n## Sposób 1 - Z układu okresowego (budowa powłokowa)\n\n**Krok 1 - znajdź brom w układzie okresowym.**\n\nBrom to pierwiastek o liczbie atomowej \\(Z = 35\\), 4. okres, 17. grupa (VIIA), blok **p**.\n\n**Krok 2 - napisz konfigurację elektronową.**\n\nWypełniamy podpowłoki według rosnącej energii:\n\n\\[\n\\text{Br: } 1s^2\\, 2s^2\\, 2p^6\\, 3s^2\\, 3p^6\\, 3d^{10}\\, 4s^2\\, 4p^5\n\\]\n\nŁącznie: \\(2+2+6+2+6+10+2+5 = 35\\) ✓\n\n**Krok 3 - powłoka walencyjna.**\n\nPowłoka walencyjna = powłoka o najwyższej liczbie głównej kwantowej \\(n\\). Dla Br jest to \\(n = 4\\):\n\n\\[\n4s^2\\, 4p^5 \\quad \\Rightarrow \\quad 2 + 5 = \\mathbf{7 \\text{ elektronów}}\n\\]\n\n**Krok 4 - blok konfiguracyjny.**\n\nOstatni zapełniany elektron trafia do podpowłoki **4p** → brom należy do bloku **p**.\n\n**Krok 5 - stopień utlenienia minimalny.**\n\nBrom jest niemetalem z 7 elektronami walencyjnymi. Przyjmując jeden elektron od metalu / wodoru (elektroujemność Br jest duża), osiąga oktet → stopień utlenienia **-1**.\n\nPrzykład: \\(\\ce{HBr}\\), \\(\\ce{NaBr}\\), \\(\\ce{MgBr2}\\)\n\n**Krok 6 - stopień utlenienia maksymalny.**\n\nBrom może oddać wszystkie 7 elektronów walencyjnych. Maksymalny stopień utlenienia = numer grupy głównej = **+7**.\n\nPrzykład: \\(\\ce{HBrO4}\\) (kwas nadbromiowy) - Br w stopniu \\(+7\\):\n\\[\n\\ce{HBrO4}: \\quad (+1) + x + 4\\cdot(-2) = 0 \\implies x = +7\n\\]\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez analogię z chlorem (ten sam blok, ta sama grupa)\n\nChlor (\\(Z=17\\)) jest bezpośrednio nad bromem - ta sama konfiguracja walencyjna \\(ns^2\\,np^5\\):\n\n\\[\n\\text{Cl: } 1s^2\\, 2s^2\\, 2p^6\\, 3s^2\\, 3p^5 \\quad \\Rightarrow \\quad 3s^2\\,3p^5 \\text{ (7 e⁻ walencyjnych)}\n\\]\n\nChlor: min. stopień utlenienia **-1** (w \\(\\ce{HCl}\\)), maks. **+7** (w \\(\\ce{HClO4}\\)).\n\nBrom jako analog chloru (ta sama grupa VII, blok p) musi mieć identyczne skrajne stopnie utlenienia: **-1** i **+7**. ✓\n\nRóżnica: brom ma dodatkową podpowłokę 3d¹⁰ (okres 4. vs 3.) - stąd pełna konfiguracja jest dłuższa, ale zasada ta sama.\n\n## Wzory z karty CKE\n\n> 📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków:**\n> Brom: \\(Z = 35\\), masa atomowa \\(= 79{,}90\\), okres 4., grupa 17.\n> Z układu odczytujemy numer okresu (= numer powłoki walencyjnej = 4) oraz numer grupy głównej (= liczba elektronów walencyjnych = 7 = maksymalny stopień utlenienia).\n\nW tym zadaniu nie używamy wartości liczbowych stałych - wystarczy układ okresowy z karty i znajomość zasad budowy powłokowej.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Łatwo zapomnieć o podpowłoce 3d¹⁰ w konfiguracji bromu! Konfiguracja to **1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵**, a nie 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²4p⁵. Pominięcie 3d¹⁰ to klasyczny błąd - brom jest w 4. okresie, ale zapełnia też 3d.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Powłoka walencyjna to tylko \\(4s^24p^5\\) (7 elektronów), a **nie** elektrony z 3d. Elektrony d są „wewnętrzne\" - nie uczestniczą bezpośrednio w tworzeniu wiązań jako elektrony walencyjne przy określaniu bloku i grupy.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Maksymalny stopień utlenienia bromu to **+7**, nie +5. Nie mylić z jodem - oba mają +7, ale niektórzy uczniowie automatycznie podają +5 myląc brom z fosforem lub azotem.","image":"img/chemia-2015-maj-matura-rozszerzona/zad-1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":2,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2015 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 1. (0-1)
Uzupełnij poniższy tekst, wpisując w odpowiednie miejsca informacje dotyczące
struktury elektronowej atomu bromu i jego stopni utlenienia.

\n
  1. Atom
\n

bromu
w
stanie
podstawowym
ma
konfigurację
elektronową
, a w powłoce walencyjnej tego
atomu znajduje się elektronów. Brom należy do bloku konfiguracyjnego
układu okresowego.

\n
  1. Minimalny stopień utlenienia, jaki przyjmuje brom w związkach chemicznych, jest równy
\n

, a maksymalny wynosi

","answer_text_html":"

Zadanie 1. (0-1)
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
II. Rozumowanie
i zastosowanie nabytej
wiedzy do
rozwiązywania
problemów.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Struktura atomu - jądro i elektrony. Zdający:
\n

2.3) zapisuje konfiguracje elektronowe atomów pierwiastków do
Z=36 […], uwzględniając rozmieszczenie elektronów na
podpowłokach […].
2.4) określa przynależność pierwiastków do bloków
konfiguracyjnych: s, p i d układu okresowego.

\n
  1. Reakcje utleniania i redukcji. Zdający:
\n

6.4) przewiduje typowe stopnie utlenienia pierwiastków […].
Poprawna odpowiedź

\n
  1. Atom
\n

bromu
w
stanie
podstawowym
ma
konfigurację
elektronową
1s22s22p63s23p64s23d104p5, a w powłoce walencyjnej tego atomu znajduje się
7 elektronów. Brom należy do bloku konfiguracyjnego p układu okresowego.

\n
  1. Minimalny stopień utlenienia, jaki przyjmuje brom w związkach chemicznych wynosi -I,
\n

a maksymalny VII.
Należy uznać następujące zapisy konfiguracji elektronowej:
1s22s2p63s2p64s23d104p5
1s22s22p63s23p63d104s24p5
1s22s2p63s2p6d104s2p5
[Ar] 4s23d104p5
[Ar] 3d104s24p5
[Ar] 3d104s2p5
lub zapis graficzny.
Zapis K2L8M18N7 ilustrujący rozmieszczenie elektronów na powłokach jest niewystarczający.
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne uzupełnienie wszystkich luk w dwóch akapitach.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.

","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"

Poprawna odpowiedź:

\n
  1. Konfiguracja elektronowa: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵, w powłoce walencyjnej: 7 elektronów, blok konfiguracyjny: p
  2. Minimalny stopień utlenienia: -1, maksymalny: +7
\n

Sposób 1 - Z układu okresowego (budowa powłokowa)

\n

Krok 1 - znajdź brom w układzie okresowym.

\n

Brom to pierwiastek o liczbie atomowej \\(Z = 35\\), 4. okres, 17. grupa (VIIA), blok p.

\n

Krok 2 - napisz konfigurację elektronową.

\n

Wypełniamy podpowłoki według rosnącej energii:

\n

\\[
\\text{Br: } 1s^2\\, 2s^2\\, 2p^6\\, 3s^2\\, 3p^6\\, 3d^{10}\\, 4s^2\\, 4p^5
\\]

\n

Łącznie: \\(2+2+6+2+6+10+2+5 = 35\\) ✓

\n

Krok 3 - powłoka walencyjna.

\n

Powłoka walencyjna = powłoka o najwyższej liczbie głównej kwantowej \\(n\\). Dla Br jest to \\(n = 4\\):

\n

\\[
4s^2\\, 4p^5 \\quad \\Rightarrow \\quad 2 + 5 = \\mathbf{7 \\text{ elektronów}}
\\]

\n

Krok 4 - blok konfiguracyjny.

\n

Ostatni zapełniany elektron trafia do podpowłoki 4p → brom należy do bloku p.

\n

Krok 5 - stopień utlenienia minimalny.

\n

Brom jest niemetalem z 7 elektronami walencyjnymi. Przyjmując jeden elektron od metalu / wodoru (elektroujemność Br jest duża), osiąga oktet → stopień utlenienia -1.

\n

Przykład: \\(\\ce{HBr}\\), \\(\\ce{NaBr}\\), \\(\\ce{MgBr2}\\)

\n

Krok 6 - stopień utlenienia maksymalny.

\n

Brom może oddać wszystkie 7 elektronów walencyjnych. Maksymalny stopień utlenienia = numer grupy głównej = +7.

\n

Przykład: \\(\\ce{HBrO4}\\) (kwas nadbromiowy) - Br w stopniu \\(+7\\):
\\[
\\ce{HBrO4}: \\quad (+1) + x + 4\\cdot(-2) = 0 \\implies x = +7
\\]

\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez analogię z chlorem (ten sam blok, ta sama grupa)

\n

Chlor (\\(Z=17\\)) jest bezpośrednio nad bromem - ta sama konfiguracja walencyjna \\(ns^2\\,np^5\\):

\n

\\[
\\text{Cl: } 1s^2\\, 2s^2\\, 2p^6\\, 3s^2\\, 3p^5 \\quad \\Rightarrow \\quad 3s^2\\,3p^5 \\text{ (7 e⁻ walencyjnych)}
\\]

\n

Chlor: min. stopień utlenienia -1 (w \\(\\ce{HCl}\\)), maks. +7 (w \\(\\ce{HClO4}\\)).

\n

Brom jako analog chloru (ta sama grupa VII, blok p) musi mieć identyczne skrajne stopnie utlenienia: -1 i +7. ✓

\n

Różnica: brom ma dodatkową podpowłokę 3d¹⁰ (okres 4. vs 3.) - stąd pełna konfiguracja jest dłuższa, ale zasada ta sama.

\n

Wzory z karty CKE

\n
📖 Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków:
Brom: \\(Z = 35\\), masa atomowa \\(= 79{,}90\\), okres 4., grupa 17.
Z układu odczytujemy numer okresu (= numer powłoki walencyjnej = 4) oraz numer grupy głównej (= liczba elektronów walencyjnych = 7 = maksymalny stopień utlenienia).
\n

W tym zadaniu nie używamy wartości liczbowych stałych - wystarczy układ okresowy z karty i znajomość zasad budowy powłokowej.

\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: Łatwo zapomnieć o podpowłoce 3d¹⁰ w konfiguracji bromu! Konfiguracja to 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁵, a nie 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²4p⁵. Pominięcie 3d¹⁰ to klasyczny błąd - brom jest w 4. okresie, ale zapełnia też 3d.
\n
⚠️ Uwaga: Powłoka walencyjna to tylko \\(4s^24p^5\\) (7 elektronów), a nie elektrony z 3d. Elektrony d są „wewnętrzne" - nie uczestniczą bezpośrednio w tworzeniu wiązań jako elektrony walencyjne przy określaniu bloku i grupy.
\n
⚠️ Uwaga: Maksymalny stopień utlenienia bromu to +7, nie +5. Nie mylić z jodem - oba mają +7, ale niektórzy uczniowie automatycznie podają +5 myląc brom z fosforem lub azotem.
"}]}