{"id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad/1.1","paper_id":"chemia-2016-maj-matura-rozszerzona","number":"1.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2016,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 1.1. (0-1)\nUzupełnij poniższą tabelę - wpisz symbol pierwiastka X, dane dotyczące jego położenia\nw układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego (energetycznego),\ndo którego należy pierwiastek X.\nSymbol pierwiastka\nNumer okresu\nNumer grupy\nSymbol bloku","answer":null,"answer_text":"Zadanie 1.1. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymagania szczegółowe\nI Wykorzystanie\ni tworzenie informacji.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n2. Struktura atomu - jądro i elektrony. Zdający:\n2.4) określa przynależność pierwiastków do bloków\nkonfiguracyjnych: s, p i d układu okresowego […].\n2.5) wskazuje na związek pomiędzy budową atomu\na położeniem pierwiastka w układzie okresowym.\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne uzupełnienie wszystkich kolumn tabeli.\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nSymbol pierwiastka\nNumer okresu\nNumer grupy\nSymbol bloku\nFe\n4 lub IV\nlub czwarty\n8 lub VIII\nlub ósma\nd","solution":"## Poprawna odpowiedź: X = Fe (żelazo)\n\n| Symbol pierwiastka | Numer okresu | Numer grupy | Symbol bloku |\n| Fe | 4 | 8 | d |\n\n## Sposób 1 - Analiza podpowłoki 3d i liczby powłok\n\n**Krok 1: Rozszyfrowanie warunku dotyczącego podpowłoki 3d**\n\n\"Liczba elektronów sparowanych jest dwa razy mniejsza od liczby elektronów niesparowanych\" oznacza:\n\n\\[ n_{\\text{sparowanych}} = \\frac{1}{2} \\cdot n_{\\text{niesparowanych}} \\]\n\nczyli \\( n_{\\text{niesparowanych}} = 2 \\cdot n_{\\text{sparowanych}} \\).\n\n**Krok 2: Sprawdzenie możliwych konfiguracji 3d**\n\nPodpowłoka 3d ma 5 orbitali. Wypełniamy według reguły Hunda:\n\n| Konfiguracja | Sparowane (e) | Niesparowane (e) | Spełnia warunek? |\n| 3d¹ | 0 | 1 | 0 ≠ 2·0 ✗ |\n| 3d² | 0 | 2 | ✗ |\n| 3d³ | 0 | 3 | ✗ |\n| 3d⁴ | 0 | 4 | ✗ |\n| 3d⁵ | 0 | 5 | ✗ |\n| **3d⁶** | **2** | **4** | **2 = 4/2 ✓** |\n| 3d⁷ | 4 | 3 | ✗ |\n| 3d⁸ | 6 | 2 | ✗ |\n| 3d⁹ | 8 | 1 | ✗ |\n| 3d¹⁰ | 10 | 0 | ✗ |\n\nJedyna konfiguracja spełniająca warunek to **3d⁶**:\n\n\\[ \\boxed{↑↓ \\quad ↑ \\quad ↑ \\quad ↑ \\quad ↑} \\]\n\n2 elektrony sparowane, 4 niesparowane - warunek spełniony.\n\n**Krok 3: Wyznaczenie pierwiastka z 4 powłokami i 3d⁶**\n\nElektrony na 4 powłokach → pierwiastek z okresu 4. Budujemy konfigurację:\n\n\\[ 1s^2\\ 2s^2\\ 2p^6\\ 3s^2\\ 3p^6\\ 3d^6\\ 4s^2 \\]\n\nLiczba elektronów: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 6 + 2 = **26 → \\(\\ce{Fe}\\) (żelazo)**\n\n**Krok 4: Ustalenie położenia w układzie okresowym**\n\n- **Okres 4** - ostatnia powłoka to n = 4\n- **Blok d** - ostatnio zapełniana podpowłoka to 3d\n- **Grupa 8** - \\(\\ce{Fe}\\) leży w 8. grupie (metale przejściowe, grupa żelazowców)\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez uproszczoną notację z argonu\n\nKonfiguracja Fe można zapisać jako:\n\n\\[ [\\ce{Ar}]\\ 3d^6\\ 4s^2 \\]\n\ngdzie \\(\\ce{Ar}\\) (argon, Z = 18) to rdzeń gazowy. Argon wypełnia powłoki 1-3, dlatego elektrony \\(4s^2\\) tworzą **czwartą powłokę** ✓\n\nSprawdzenie podpowłoki 3d⁶:\n\n\\[\n\\underbrace{↑↓}_{1 \\text{ para}} \\quad \\underbrace{↑}_{} \\quad \\underbrace{↑}_{} \\quad \\underbrace{↑}_{} \\quad \\underbrace{↑}_{4 \\text{ niespar.}}\n\\]\n\n\\[ n_{\\text{spar.}} = 2, \\quad n_{\\text{niespar.}} = 4, \\quad 2 = \\frac{4}{2} \\checkmark \\]\n\n## Wzory z karty CKE\n\n📖 **Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków:**\nPełna tabela układu okresowego z liczbami atomowymi Z i masami atomowymi. Dla \\(\\ce{Fe}\\): Z = 26, masa atomowa ≈ 55,85 u.\nWeryfikacja: policz elektrony z konfiguracji → 26 = Z żelaza. ✓\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z liczbowych stałych fizykochemicznych - wystarczy znajomość budowy atomu i reguł zapełniania powłok (Hund, Pauli, Aufbau).\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \"Dwa razy mniejsza\" oznacza \\(n_{\\text{spar.}} = \\frac{1}{2} n_{\\text{niespar.}}\\). Uczniowie często odwracają tę relację i szukają konfiguracji, gdzie niesparowanych jest 2 razy mniej - to błąd!\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Przy zliczaniu \"elektronów sparowanych\" liczymy elektrony (np. 1 para = 2 elektrony sparowane), nie pary. W 3d⁶ jest **1 para = 2 elektrony sparowane**, nie \"1 sparowany\".\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie pomyl konfiguracji \\(\\ce{Cr}\\) (3d⁵ 4s¹) i \\(\\ce{Cu}\\) (3d¹⁰ 4s¹) - to wyjątki od reguły Aufbau. Żelazo jest \"zwykłe\": \\([\\ce{Ar}]\\ 3d^6\\ 4s^2\\) bez żadnych wyjątków.","image":"img/chemia-2016-maj-matura-rozszerzona/zad-1.1.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 2016 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 1.1. (0-1)
Uzupełnij poniższą tabelę - wpisz symbol pierwiastka X, dane dotyczące jego położenia
w układzie okresowym oraz symbol bloku konfiguracyjnego (energetycznego),
do którego należy pierwiastek X.
Symbol pierwiastka
Numer okresu
Numer grupy
Symbol bloku

","answer_text_html":"

Zadanie 1.1. (0-1)
Wymagania ogólne
Wymagania szczegółowe
I Wykorzystanie
i tworzenie informacji.
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

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

2.4) określa przynależność pierwiastków do bloków
konfiguracyjnych: s, p i d układu okresowego […].
2.5) wskazuje na związek pomiędzy budową atomu
a położeniem pierwiastka w układzie okresowym.
Schemat punktowania
1 p. - za poprawne uzupełnienie wszystkich kolumn tabeli.
0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.
Poprawna odpowiedź
Symbol pierwiastka
Numer okresu
Numer grupy
Symbol bloku
Fe
4 lub IV
lub czwarty
8 lub VIII
lub ósma
d

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

Poprawna odpowiedź: X = Fe (żelazo)

\n

| Symbol pierwiastka | Numer okresu | Numer grupy | Symbol bloku |
| Fe | 4 | 8 | d |

\n

Sposób 1 - Analiza podpowłoki 3d i liczby powłok

\n

Krok 1: Rozszyfrowanie warunku dotyczącego podpowłoki 3d

\n

"Liczba elektronów sparowanych jest dwa razy mniejsza od liczby elektronów niesparowanych" oznacza:

\n
nsparowanych=12·nniesparowanych
\n

czyli nniesparowanych=2·nsparowanych.

\n

Krok 2: Sprawdzenie możliwych konfiguracji 3d

\n

Podpowłoka 3d ma 5 orbitali. Wypełniamy według reguły Hunda:

\n

| Konfiguracja | Sparowane (e) | Niesparowane (e) | Spełnia warunek? |
| 3d¹ | 0 | 1 | 0 ≠ 2·0 ✗ |
| 3d² | 0 | 2 | ✗ |
| 3d³ | 0 | 3 | ✗ |
| 3d⁴ | 0 | 4 | ✗ |
| 3d⁵ | 0 | 5 | ✗ |
| 3d⁶ | 2 | 4 | 2 = 4/2 ✓ |
| 3d⁷ | 4 | 3 | ✗ |
| 3d⁸ | 6 | 2 | ✗ |
| 3d⁹ | 8 | 1 | ✗ |
| 3d¹⁰ | 10 | 0 | ✗ |

\n

Jedyna konfiguracja spełniająca warunek to 3d⁶:

\n
↑↓↑↑↑↑
\n

2 elektrony sparowane, 4 niesparowane - warunek spełniony.

\n

Krok 3: Wyznaczenie pierwiastka z 4 powłokami i 3d⁶

\n

Elektrony na 4 powłokach → pierwiastek z okresu 4. Budujemy konfigurację:

\n
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d6 4s2
\n

Liczba elektronów: 2 + 2 + 6 + 2 + 6 + 6 + 2 = 26 → \\ceFe (żelazo)

\n

Krok 4: Ustalenie położenia w układzie okresowym

\n\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez uproszczoną notację z argonu

\n

Konfiguracja Fe można zapisać jako:

\n
[\\ceAr] 3d6 4s2
\n

gdzie \\ceAr (argon, Z = 18) to rdzeń gazowy. Argon wypełnia powłoki 1-3, dlatego elektrony 4s2 tworzą czwartą powłokę ✓

\n

Sprawdzenie podpowłoki 3d⁶:

\n
↑↓⏟1 para↑⏟↑⏟↑⏟↑⏟4 niespar.
\n
nspar.=2,nniespar.=4,2=42✓
\n

Wzory z karty CKE

\n

📖 Karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków:
Pełna tabela układu okresowego z liczbami atomowymi Z i masami atomowymi. Dla \\ceFe: Z = 26, masa atomowa ≈ 55,85 u.
Weryfikacja: policz elektrony z konfiguracji → 26 = Z żelaza. ✓

\n

W tym zadaniu nie korzystamy z liczbowych stałych fizykochemicznych - wystarczy znajomość budowy atomu i reguł zapełniania powłok (Hund, Pauli, Aufbau).

\n

Typowe pułapki

\n
⚠️ Uwaga: "Dwa razy mniejsza" oznacza nspar.=12nniespar.. Uczniowie często odwracają tę relację i szukają konfiguracji, gdzie niesparowanych jest 2 razy mniej - to błąd!
\n
⚠️ Uwaga: Przy zliczaniu "elektronów sparowanych" liczymy elektrony (np. 1 para = 2 elektrony sparowane), nie pary. W 3d⁶ jest 1 para = 2 elektrony sparowane, nie "1 sparowany".
\n
⚠️ Uwaga: Nie pomyl konfiguracji \\ceCr (3d⁵ 4s¹) i \\ceCu (3d¹⁰ 4s¹) - to wyjątki od reguły Aufbau. Żelazo jest "zwykłe": [\\ceAr] 3d6 4s2 bez żadnych wyjątków.
"}]}