{"id":"chemia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad/3.1","paper_id":"chemia-2017-maj-matura-rozszerzona","number":"3.1","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2017,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 3.1. (0-1)\nCzy chlorek arsenu(III) ma budowę kowalencyjną, czy - jonową? Narysuj wzór\nelektronowy chlorku arsenu(III). Uwzględnij wolne pary elektronowe.\nChlorek arsenu(III) ma budowę\nWzór","answer":null,"answer_text":"Zadanie 3.1. (0-1)\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do\nrozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n3.7) […] przewiduje wpływ rodzaju wiązania (jonowe,\nkowalencyjne […]) na właściwości fizyczne substancji […].\nSchemat punktowania\n1 p. - za poprawne określenie budowy chlorku arsenu(III) i za poprawne narysowanie wzoru\nelektronowego (kropkowego lub kreskowego) chlorku arsenu(III).\n0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nChlorek arsenu(III) ma budowę kowalencyjną.\nWzór\nAs\nCl\nCl\nCl","solution":"## Poprawna odpowiedź: Budowa kowalencyjna\n\nChlorek arsenu(III) ma budowę **kowalencyjną**. Wzór elektronowy (Lewisa) z wolnymi parami:\n\nAs\n:Cl: | :Cl:\n:Cl:\n\nKażda kreska (-) to para elektronów wiążących (wiązanie kowalencyjne). Każda para kropek ( ) to wolna para elektronowa.\n\nPrecyzyjnie: As ma **1 wolną parę** elektronową, każdy atom Cl ma **3 wolne pary**.\n\n## Sposób 1 - Elektronegatywność i klasyfikacja wiązań\n\n**Krok 1 - Sprawdzamy typ pierwiastków:**\n\n- \\(\\ce{As}\\) - metaloid (gr. 15, okres 4), elektroujemność ≈ 2,0\n- \\(\\ce{Cl}\\) - niemetal (gr. 17), elektroujemność ≈ 3,2\n\nRóżnica elektroujemności: \\(\\Delta \\chi = 3{,}2 - 2{,}0 = 1{,}2\\)\n\nWartość \\(\\Delta \\chi < 1{,}7\\) → **wiązanie kowalencyjne spolaryzowane**, NIE jonowe.\n\nOgólna zasada: metal + niemetal → jonowe; **niemetal/metaloid + niemetal → kowalencyjne**.\n\n**Krok 2 - Obliczamy liczbę elektronów walencyjnych:**\n\n- \\(\\ce{As}\\): gr. 15 → **5 e⁻** walencyjnych\n- 3× \\(\\ce{Cl}\\): gr. 17 → 3 × 7 = **21 e⁻** walencyjnych\n- **Łącznie: 26 e⁻ = 13 par**\n\n**Krok 3 - Budujemy wzór Lewisa:**\n\nAs tworzy 3 wiązania pojedyncze (3 × 2e⁻ = 6 e⁻) z trzema atomami Cl.\n\nPozostałe elektrony to wolne pary:\n\\[26 - 6 = 20 \\text{ e}^- = 10 \\text{ wolnych par}\\]\n\nRozkład wolnych par:\n- Każdy \\(\\ce{Cl}\\): kompletuje oktet → 3 wolne pary × 3 atomy = **9 par**\n- \\(\\ce{As}\\): pozostaje **1 para** wolna\n\nŁącznie: 9 + 1 = 10 par wolnych ✓\n\n**Krok 4 - Sprawdzamy oktety:**\n\n- As: 3 × 2 e⁻ (wiązania) + 2 e⁻ (wolna para) = **8 e⁻** ✓\n- Każdy Cl: 2 e⁻ (wiązanie) + 6 e⁻ (3 wolne pary) = **8 e⁻** ✓\n\nCząsteczka \\(\\ce{AsCl3}\\) jest **polarna**, ma kształt **trójkąta trygonalnego piramidy** (jak \\(\\ce{NH3}\\) - wolna para na As odpycha wiązania).\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez reguły budowy cząsteczki\n\nMożemy potwierdzić budowę kowalencyjną przez właściwości fizyczne:\n\n- \\(\\ce{AsCl3}\\) jest **cieczą** w temperaturze pokojowej (tw. = -16°C, tw. = 130°C) → typowe dla związków kowalencyjnych (struktury cząsteczkowe mają niskie temperatury topnienia/wrzenia)\n- Związki jonowe są ciałami stałymi o wysokich temperaturach topnienia (np. \\(\\ce{NaCl}\\): tw. = 801°C)\n- \\(\\ce{AsCl3}\\) rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych → kowalencyjny ✓\n\nAnalogia z układem okresowym: fosforu(III) chlorek \\(\\ce{PCl3}\\) (P i As są w tej samej grupie 15) ma identyczną budowę kowalencyjną - \\(\\ce{AsCl3}\\) to jego cięższa analogia.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów CKE.\n\nPrzydatna jest natomiast **karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków**: znajdziemy tam grupy, do których należą As (gr. 15) i Cl (gr. 17), co pozwala wyznaczyć liczbę elektronów walencyjnych. Na egzaminie zawsze sprawdzaj grupę pierwiastka w układzie okresowym - to punkt startowy do wzoru Lewisa.\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Arsen jest metaloidem, ale **NIE tworzy wiązań jonowych** z niemetalami. Pułapka: \"As to 'prawie metal', więc wiązanie z Cl jest jonowe\" - to błąd! Kryterium decyduje **różnica elektroujemności**, nie to, czy pierwiastek jest metaloidem.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Często zapomina się o **wolnej parze elektronowej na atomie As** - a to ona nadaje cząsteczce kształt piramidy i czyni ją polarną. Wzór elektronowy BEZ wolnej pary na As jest niekompletny i za to zadanie można stracić punkt.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{AsCl3}\\) to **chlorek arsenu(III)**, nie chlorek arsenu(V). \\(\\ce{AsCl5}\\) istnieje, ale jest niestabilny. Przy (III) arsen wykorzystuje tylko 3 z 5 elektronów walencyjnych do wiązań - 2 pozostają jako wolna para.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\nZa poprawne okreslenie budowy kowalencyjnej chlorku arsenu(III) i narysowanie wzoru elektronowego (kropkowego lub kreskowego) - 1 pkt. Za odpowiedz niepelna lub bledna - 0 pkt.","image":"img/chemia-2017-maj-matura-rozszerzona/zad-3.1.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":4,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2017 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 3.1. (0-1)<br>Czy chlorek arsenu(III) ma budowę kowalencyjną, czy - jonową? Narysuj wzór<br>elektronowy chlorku arsenu(III). Uwzględnij wolne pary elektronowe.<br>Chlorek arsenu(III) ma budowę<br>Wzór</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 3.1. (0-1)<br>II. Rozumowanie<br>i zastosowanie nabytej<br>wiedzy do<br>rozwiązywania<br>problemów.<br>IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony</p>\n<ol><li>Wiązania chemiczne. Zdający:</li></ol>\n<p>3.7) […] przewiduje wpływ rodzaju wiązania (jonowe,<br>kowalencyjne […]) na właściwości fizyczne substancji […].<br>Schemat punktowania<br>1 p. - za poprawne określenie budowy chlorku arsenu(III) i za poprawne narysowanie wzoru<br>elektronowego (kropkowego lub kreskowego) chlorku arsenu(III).<br>0 p. - za odpowiedź niepełną lub błędną albo brak odpowiedzi.<br>Poprawna odpowiedź<br>Chlorek arsenu(III) ma budowę kowalencyjną.<br>Wzór<br>As<br>Cl<br>Cl<br>Cl</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź: Budowa kowalencyjna</h4>\n<p>Chlorek arsenu(III) ma budowę <strong>kowalencyjną</strong>. Wzór elektronowy (Lewisa) z wolnymi parami:</p>\n<p>As<br>:Cl: | :Cl:<br>:Cl:</p>\n<p>Każda kreska (-) to para elektronów wiążących (wiązanie kowalencyjne). Każda para kropek ( ) to wolna para elektronowa.</p>\n<p>Precyzyjnie: As ma <strong>1 wolną parę</strong> elektronową, każdy atom Cl ma <strong>3 wolne pary</strong>.</p>\n<h4>Sposób 1 - Elektronegatywność i klasyfikacja wiązań</h4>\n<p><strong>Krok 1 - Sprawdzamy typ pierwiastków:</strong></p>\n<ul><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>A</mi><mi>s</mi></mrow></mrow></math> - metaloid (gr. 15, okres 4), elektroujemność ≈ 2,0</li><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow></mrow></math> - niemetal (gr. 17), elektroujemność ≈ 3,2</li></ul>\n<p>Różnica elektroujemności: <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>&#x00394;</mi><mi>&#x003C7;</mi><mo>&#x0003D;</mo><mn>3</mn><mrow><mo>&#x0002C;</mo></mrow><mn>2</mn><mo>&#x02212;</mo><mn>2</mn><mrow><mo>&#x0002C;</mo></mrow><mn>0</mn><mo>&#x0003D;</mo><mn>1</mn><mrow><mo>&#x0002C;</mo></mrow><mn>2</mn></mrow></math></p>\n<p>Wartość <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>&#x00394;</mi><mi>&#x003C7;</mi><mo>&#x0003C;</mo><mn>1</mn><mrow><mo>&#x0002C;</mo></mrow><mn>7</mn></mrow></math> → <strong>wiązanie kowalencyjne spolaryzowane</strong>, NIE jonowe.</p>\n<p>Ogólna zasada: metal + niemetal → jonowe; <strong>niemetal/metaloid + niemetal → kowalencyjne</strong>.</p>\n<p><strong>Krok 2 - Obliczamy liczbę elektronów walencyjnych:</strong></p>\n<ul><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>A</mi><mi>s</mi></mrow></mrow></math>: gr. 15 → <strong>5 e⁻</strong> walencyjnych</li><li>3× <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow></mrow></math>: gr. 17 → 3 × 7 = <strong>21 e⁻</strong> walencyjnych</li><li><strong>Łącznie: 26 e⁻ = 13 par</strong></li></ul>\n<p><strong>Krok 3 - Budujemy wzór Lewisa:</strong></p>\n<p>As tworzy 3 wiązania pojedyncze (3 × 2e⁻ = 6 e⁻) z trzema atomami Cl.</p>\n<p>Pozostałe elektrony to wolne pary:</p>\n<div class=\"math-block\"><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"block\"><mrow><mn>26</mn><mo>&#x02212;</mo><mn>6</mn><mo>&#x0003D;</mo><mn>20</mn><msup><mtext>&#x000A0;e</mtext><mo>&#x02212;</mo></msup><mo>&#x0003D;</mo><mn>10</mn><mtext>&#x000A0;wolnych&#x000A0;par</mtext></mrow></math></div>\n<p>Rozkład wolnych par:</p>\n<ul><li>Każdy <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow></mrow></math>: kompletuje oktet → 3 wolne pary × 3 atomy = <strong>9 par</strong></li><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>A</mi><mi>s</mi></mrow></mrow></math>: pozostaje <strong>1 para</strong> wolna</li></ul>\n<p>Łącznie: 9 + 1 = 10 par wolnych ✓</p>\n<p><strong>Krok 4 - Sprawdzamy oktety:</strong></p>\n<ul><li>As: 3 × 2 e⁻ (wiązania) + 2 e⁻ (wolna para) = <strong>8 e⁻</strong> ✓</li><li>Każdy Cl: 2 e⁻ (wiązanie) + 6 e⁻ (3 wolne pary) = <strong>8 e⁻</strong> ✓</li></ul>\n<p>Cząsteczka <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>A</mi><mi>s</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mn>3</mn></mrow></mrow></math> jest <strong>polarna</strong>, ma kształt <strong>trójkąta trygonalnego piramidy</strong> (jak <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>H</mi><mn>3</mn></mrow></mrow></math> - wolna para na As odpycha wiązania).</p>\n<h4>Sposób 2 - Weryfikacja przez reguły budowy cząsteczki</h4>\n<p>Możemy potwierdzić budowę kowalencyjną przez właściwości fizyczne:</p>\n<ul><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>A</mi><mi>s</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mn>3</mn></mrow></mrow></math> jest <strong>cieczą</strong> w temperaturze pokojowej (tw. = -16°C, tw. = 130°C) → typowe dla związków kowalencyjnych (struktury cząsteczkowe mają niskie temperatury topnienia/wrzenia)</li><li>Związki jonowe są ciałami stałymi o wysokich temperaturach topnienia (np. <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>N</mi><mi>a</mi><mi>C</mi><mi>l</mi></mrow></mrow></math>: tw. = 801°C)</li><li><math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>A</mi><mi>s</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mn>3</mn></mrow></mrow></math> rozpuszcza się w rozpuszczalnikach organicznych → kowalencyjny ✓</li></ul>\n<p>Analogia z układem okresowym: fosforu(III) chlorek <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>P</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mn>3</mn></mrow></mrow></math> (P i As są w tej samej grupie 15) ma identyczną budowę kowalencyjną - <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>A</mi><mi>s</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mn>3</mn></mrow></mrow></math> to jego cięższa analogia.</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p>W tym zadaniu nie korzystamy z konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów CKE.</p>\n<p>Przydatna jest natomiast <strong>karta wzorów str. 15 - Układ okresowy pierwiastków</strong>: znajdziemy tam grupy, do których należą As (gr. 15) i Cl (gr. 17), co pozwala wyznaczyć liczbę elektronów walencyjnych. Na egzaminie zawsze sprawdzaj grupę pierwiastka w układzie okresowym - to punkt startowy do wzoru Lewisa.</p>\n<h4>Typowe pułapki i uwagi</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Arsen jest metaloidem, ale <strong>NIE tworzy wiązań jonowych</strong> z niemetalami. Pułapka: &quot;As to &#x27;prawie metal&#x27;, więc wiązanie z Cl jest jonowe&quot; - to błąd! Kryterium decyduje <strong>różnica elektroujemności</strong>, nie to, czy pierwiastek jest metaloidem.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Często zapomina się o <strong>wolnej parze elektronowej na atomie As</strong> - a to ona nadaje cząsteczce kształt piramidy i czyni ją polarną. Wzór elektronowy BEZ wolnej pary na As jest niekompletny i za to zadanie można stracić punkt.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>A</mi><mi>s</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mn>3</mn></mrow></mrow></math> to <strong>chlorek arsenu(III)</strong>, nie chlorek arsenu(V). <math xmlns=\"http://www.w3.org/1998/Math/MathML\" display=\"inline\"><mrow><mi>\\ce</mi><mrow><mi>A</mi><mi>s</mi><mi>C</mi><mi>l</mi><mn>5</mn></mrow></mrow></math> istnieje, ale jest niestabilny. Przy (III) arsen wykorzystuje tylko 3 z 5 elektronów walencyjnych do wiązań - 2 pozostają jako wolna para.</blockquote>\n<h4>Schemat oceniania CKE</h4>\n<p>Za poprawne okreslenie budowy kowalencyjnej chlorku arsenu(III) i narysowanie wzoru elektronowego (kropkowego lub kreskowego) - 1 pkt. Za odpowiedz niepelna lub bledna - 0 pkt.</p>"}]}