{"id":"chemia-2020-czerwiec-matura-rozszerzona/zad/4.2","paper_id":"chemia-2020-czerwiec-matura-rozszerzona","number":"4.2","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2020,"month":"czerwiec","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 4.2. (0-1)\nUzupełnij poniższe zdania. W odpowiedzi uwzględnij rodzaj nośników ładunku.\nW kryształach metalicznych nośnikami ładunku są ,\ndlatego metale przewodzą prąd elektryczny w stałym stanie skupienia.\nZwiązki jonowe po stopieniu przewodzą prąd elektryczny, ponieważ\nInformacja do zadań 5.-7.\nFosgen to trujący związek o wzorze COCl2. Jego temperatura topnienia jest równa -118 °C,\na temperatura wrzenia wynosi 8 °C (pod ciśnieniem 1000 hPa). Fosgen reaguje z wodą i ulega\nhydrolizie, której produktami są tlenek węgla(IV) i chlorowodór.\nNa podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1986.","answer":null,"answer_text":"Zadanie 4.2. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymagania szczegółowe\nII. Rozumowanie\ni zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania\nproblemów.\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n7. Metale. Zdający:\n7.1) opisuje podstawowe właściwości fizyczne metali\ni wyjaśnia je w oparciu o znajomość natury wiązania\nmetalicznego.\nIII etap edukacyjny\n2.Wewnętrzna budowa materii. Zdający:\n2.11) porównuje właściwości związków kowalencyjnych\ni jonowych […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie zdań uwzględniające określenie rodzaju nośników ładunku.\n0 pkt - odpowiedź niepełna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.\nPoprawna odpowiedź\nW kryształach metalicznych nośnikami ładunku są elektrony, dlatego metale przewodzą prąd\nelektryczny w stałym stanie skupienia.\nZwiązki jonowe po stopieniu przewodzą prąd elektryczny, ponieważ występują w nich\nkationy i aniony\nALBO\njony (zdolne do przenoszenia ładunków elektrycznych)\nALBO\nporuszające się cząstki obdarzone ładunkiem elektrycznym.\nUwaga:\nOdpowiedź, z której wynika, że kationy i aniony powstają dopiero po stopieniu związku\njonowego, jest niepoprawna.\nOdpowiedź, w której zdający pisze, że związki jonowe po stopieniu przewodzą prąd\nelektryczny, ponieważ są elektrolitami, jest niewystarczająca.","solution":"## Poprawna odpowiedź\n\n**Zdanie 1:** W kryształach metalicznych nośnikami ładunku są **elektrony swobodne (elektrony walencyjne)**, dlatego metale przewodzą prąd elektryczny w stałym stanie skupienia.\n\n**Zdanie 2:** Związki jonowe po stopieniu przewodzą prąd elektryczny, ponieważ **jony (kationy i aniony) uzyskują swobodę ruchu - mogą przemieszczać się w stopionej masie i wędrować ku elektrodom.**\n\n## Sposób 1 - analiza struktury ciała stałego i stopionego\n\n**Krok 1: Kryształy metaliczne**\n\nW sieci krystalicznej metalu atomy oddają elektrony walencyjne do tzw. **gazu elektronowego** (morze elektronów). Te elektrony nie są przypisane do konkretnego atomu - **swobodnie poruszają się przez całą sieć**.\n\nGdy przyłożymy napięcie, elektrony swobodne zaczynają wędrować w jednym kierunku → przepływ ładunku = **prąd elektryczny**.\n\nDlaczego w stanie stałym? Bo elektrony są mobilne **niezależnie od stanu skupienia metalu** - sieć jonów dodatnich jest nieruchoma, ale elektrony poruszają się swobodnie.\n\n> Nośnik ładunku = **elektron swobodny** (ładunek \\(-e\\))\n\n**Krok 2: Związki jonowe po stopieniu**\n\nW stanie stałym jony \\(\\ce{Na+}\\), \\(\\ce{Cl-}\\) (przykład dla \\(\\ce{NaCl}\\)) są unieruchomione w węzłach sieci krystalicznej - nie mogą się przemieszczać → **nie przewodzą prądu**.\n\nPo stopieniu sieć krystaliczna zostaje zniszczona. Jony uzyskują **swobodę ruchu**:\n- kationy (\\(\\ce{Na+}\\)) wędrują ku katodzie (-)\n- aniony (\\(\\ce{Cl-}\\)) wędrują ku anodzie (+)\n\nRuch jonów w polu elektrycznym = **prąd jonowy**.\n\n> Nośnik ładunku = **jony (kationy + aniony)**\n\n## Sposób 2 - weryfikacja przez porównanie z roztworami wodnymi\n\nTo samo zjawisko obserwujemy w roztworach elektrolitów - związki jonowe przewodzą prąd w **roztworze wodnym** z tego samego powodu: jony są tam swobodne (rozdzielone przez cząsteczki wody).\n\nToppingując: stopiony \\(\\ce{NaCl}\\) przewodzi z powodu wolnych jonów - dokładnie tak jak \\(\\ce{NaCl}_{(aq)}\\). Różnica tylko w tym, że w stopie \"uwalnia\" je ciepło (topnienie), a w roztworze - hydratacja.\n\nSpójność metody potwierdza, że czynnik decydujący to **mobilność nośników ładunku**, nie rodzaj substancji.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość struktury ciał krystalicznych i właściwości elektrycznych.\n\n> 📖 Warto pamiętać, że karta wzorów (str. 15) zawiera układ okresowy z elektroujemnościami pierwiastków - pomaga ocenić, które pierwiastki tworzą wiązania metaliczne, a które jonowe.\n\n## Typowe pułapki\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Najczęstszy błąd - napisanie, że metale przewodzą prąd dzięki \"atomom\" lub \"jonom\". Tymczasem atomy w sieci są unieruchomione - prąd przenoszą **elektrony swobodne**, nie jony.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Związki jonowe w stanie stałym **nie przewodzą prądu** - jony są uwięzione w sieci. Przewodnictwo pojawia się dopiero po **stopieniu** (lub rozpuszczeniu) - pamiętaj podkreślić swobodę ruchu jonów jako warunek konieczny.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Zadanie wymaga uwzględnienia **rodzaju nośnika ładunku** - za brak tej informacji (np. samo \"metale mają elektrony\") można stracić punkt. Napisz wprost: \"elektrony swobodne\" i \"jony (kationy i aniony)\".","image":"img/chemia-2020-czerwiec-matura-rozszerzona/zad-4.2.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 · czerwiec 2020 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 4.2. (0-1)<br>Uzupełnij poniższe zdania. W odpowiedzi uwzględnij rodzaj nośników ładunku.<br>W kryształach metalicznych nośnikami ładunku są ,<br>dlatego metale przewodzą prąd elektryczny w stałym stanie skupienia.<br>Związki jonowe po stopieniu przewodzą prąd elektryczny, ponieważ<br>Informacja do zadań 5.-7.<br>Fosgen to trujący związek o wzorze COCl2. Jego temperatura topnienia jest równa -118 °C,<br>a temperatura wrzenia wynosi 8 °C (pod ciśnieniem 1000 hPa). Fosgen reaguje z wodą i ulega<br>hydrolizie, której produktami są tlenek węgla(IV) i chlorowodór.<br>Na podstawie: P. Mastalerz, Chemia organiczna, Warszawa 1986.</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 4.2. (0-1)<br>Wymaganie ogólne<br>Wymagania szczegółowe<br>II. Rozumowanie<br>i zastosowanie nabytej<br>wiedzy do rozwiązywania<br>problemów.<br>IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony</p>\n<ol><li>Metale. Zdający:</li></ol>\n<p>7.1) opisuje podstawowe właściwości fizyczne metali<br>i wyjaśnia je w oparciu o znajomość natury wiązania<br>metalicznego.<br>III etap edukacyjny<br>2.Wewnętrzna budowa materii. Zdający:<br>2.11) porównuje właściwości związków kowalencyjnych<br>i jonowych […].<br>Zasady oceniania<br>1 pkt - poprawne uzupełnienie zdań uwzględniające określenie rodzaju nośników ładunku.<br>0 pkt - odpowiedź niepełna lub niepoprawna albo brak odpowiedzi.<br>Poprawna odpowiedź<br>W kryształach metalicznych nośnikami ładunku są elektrony, dlatego metale przewodzą prąd<br>elektryczny w stałym stanie skupienia.<br>Związki jonowe po stopieniu przewodzą prąd elektryczny, ponieważ występują w nich<br>kationy i aniony<br>ALBO<br>jony (zdolne do przenoszenia ładunków elektrycznych)<br>ALBO<br>poruszające się cząstki obdarzone ładunkiem elektrycznym.<br>Uwaga:<br>Odpowiedź, z której wynika, że kationy i aniony powstają dopiero po stopieniu związku<br>jonowego, jest niepoprawna.<br>Odpowiedź, w której zdający pisze, że związki jonowe po stopieniu przewodzą prąd<br>elektryczny, ponieważ są elektrolitami, jest niewystarczająca.</p>","solutions":[{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź</h4>\n<p><strong>Zdanie 1:</strong> W kryształach metalicznych nośnikami ładunku są <strong>elektrony swobodne (elektrony walencyjne)</strong>, dlatego metale przewodzą prąd elektryczny w stałym stanie skupienia.</p>\n<p><strong>Zdanie 2:</strong> Związki jonowe po stopieniu przewodzą prąd elektryczny, ponieważ <strong>jony (kationy i aniony) uzyskują swobodę ruchu - mogą przemieszczać się w stopionej masie i wędrować ku elektrodom.</strong></p>\n<h4>Sposób 1 - analiza struktury ciała stałego i stopionego</h4>\n<p><strong>Krok 1: Kryształy metaliczne</strong></p>\n<p>W sieci krystalicznej metalu atomy oddają elektrony walencyjne do tzw. <strong>gazu elektronowego</strong> (morze elektronów). Te elektrony nie są przypisane do konkretnego atomu - <strong>swobodnie poruszają się przez całą sieć</strong>.</p>\n<p>Gdy przyłożymy napięcie, elektrony swobodne zaczynają wędrować w jednym kierunku → przepływ ładunku = <strong>prąd elektryczny</strong>.</p>\n<p>Dlaczego w stanie stałym? Bo elektrony są mobilne <strong>niezależnie od stanu skupienia metalu</strong> - sieć jonów dodatnich jest nieruchoma, ale elektrony poruszają się swobodnie.</p>\n<blockquote>Nośnik ładunku = <strong>elektron swobodny</strong> (ładunek \\(-e\\))</blockquote>\n<p><strong>Krok 2: Związki jonowe po stopieniu</strong></p>\n<p>W stanie stałym jony \\(\\ce{Na+}\\), \\(\\ce{Cl-}\\) (przykład dla \\(\\ce{NaCl}\\)) są unieruchomione w węzłach sieci krystalicznej - nie mogą się przemieszczać → <strong>nie przewodzą prądu</strong>.</p>\n<p>Po stopieniu sieć krystaliczna zostaje zniszczona. Jony uzyskują <strong>swobodę ruchu</strong>:</p>\n<ul><li>kationy (\\(\\ce{Na+}\\)) wędrują ku katodzie (-)</li><li>aniony (\\(\\ce{Cl-}\\)) wędrują ku anodzie (+)</li></ul>\n<p>Ruch jonów w polu elektrycznym = <strong>prąd jonowy</strong>.</p>\n<blockquote>Nośnik ładunku = <strong>jony (kationy + aniony)</strong></blockquote>\n<h4>Sposób 2 - weryfikacja przez porównanie z roztworami wodnymi</h4>\n<p>To samo zjawisko obserwujemy w roztworach elektrolitów - związki jonowe przewodzą prąd w <strong>roztworze wodnym</strong> z tego samego powodu: jony są tam swobodne (rozdzielone przez cząsteczki wody).</p>\n<p>Toppingując: stopiony \\(\\ce{NaCl}\\) przewodzi z powodu wolnych jonów - dokładnie tak jak \\(\\ce{NaCl}_{(aq)}\\). Różnica tylko w tym, że w stopie &quot;uwalnia&quot; je ciepło (topnienie), a w roztworze - hydratacja.</p>\n<p>Spójność metody potwierdza, że czynnik decydujący to <strong>mobilność nośników ładunku</strong>, nie rodzaj substancji.</p>\n<h4>Wzory z karty CKE</h4>\n<p>W tym zadaniu nie używamy konkretnych wartości liczbowych z karty wzorów - wystarczy znajomość struktury ciał krystalicznych i właściwości elektrycznych.</p>\n<blockquote>📖 Warto pamiętać, że karta wzorów (str. 15) zawiera układ okresowy z elektroujemnościami pierwiastków - pomaga ocenić, które pierwiastki tworzą wiązania metaliczne, a które jonowe.</blockquote>\n<h4>Typowe pułapki</h4>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Najczęstszy błąd - napisanie, że metale przewodzą prąd dzięki &quot;atomom&quot; lub &quot;jonom&quot;. Tymczasem atomy w sieci są unieruchomione - prąd przenoszą <strong>elektrony swobodne</strong>, nie jony.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Związki jonowe w stanie stałym <strong>nie przewodzą prądu</strong> - jony są uwięzione w sieci. Przewodnictwo pojawia się dopiero po <strong>stopieniu</strong> (lub rozpuszczeniu) - pamiętaj podkreślić swobodę ruchu jonów jako warunek konieczny.</blockquote>\n<blockquote>⚠️ <strong>Uwaga:</strong> Zadanie wymaga uwzględnienia <strong>rodzaju nośnika ładunku</strong> - za brak tej informacji (np. samo &quot;metale mają elektrony&quot;) można stracić punkt. Napisz wprost: &quot;elektrony swobodne&quot; i &quot;jony (kationy i aniony)&quot;.</blockquote>"}]}