{"id":"chemia-2022-maj-matura-rozszerzona/zad/3.2","paper_id":"chemia-2022-maj-matura-rozszerzona","number":"3.2","points":1,"ptype":"closed","subject":"chemia","category":"matura","year":2022,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 3.2. (0-1)\nSpośród wymienionych drobin:\nCl- NH4\n+ CH4 NH3\nwybierz te, które mogą łączyć się z chlorkiem boru, i napisz ich wzory. Wyjaśnij,\ndlaczego cząsteczki chlorku boru mają zdolność do tworzenia wiązań z tymi\ndrobinami. Odwołaj się do struktury elektronowej cząsteczek chlorku boru.\nZ chlorkiem boru mogą łączyć się:\nCząsteczki chlorku boru mają zdolność do tworzenia wiązań z wybranymi drobinami,\nponieważ","answer":null,"answer_text":"Zadanie 3.2. (0-1)\nWymaganie ogólne\nWymaganie szczegółowe\nI. Wykorzystanie i tworzenie informacji.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nIII etap edukacyjny\n2. Wewnętrzna budowa materii. Zdający:\n8) […] opisuje powstawanie wiązań\natomowych (kowalencyjnych) […].\nIV etap edukacyjny - poziom rozszerzony\n3. Wiązania chemiczne. Zdający:\n1) przedstawia sposób, w jaki pierwiastki\nbloku s i p osiągają trwałe konfiguracje\nelektronowe […];\nZasady oceniania rozwiązań zadań\n3) zapisuje wzory elektronowe typowych\ncząsteczek związków kowalencyjnych\ni jonów, z uwzględnieniem wiązań\nkoordynacyjnych […].\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawny wybór i napisanie wzorów wszystkich drobin, które mogą się łączyć\nz chlorkiem boru, oraz poprawne wyjaśnienie odwołujące się do budowy cząsteczki\nchlorku boru.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.\nPrzykładowe rozwiązania\nZ chlorkiem boru mogą łączyć się: Cl-, NH3\nCząsteczki chlorku boru mają zdolność do tworzenia wiązań z wybranymi drobinami,\nponieważ:\natom boru ma deficyt elektronowy ALBO lukę elektronową.\nALBO\natom boru nie osiągnął oktetu elektronowego.\nALBO\natom boru (w cząsteczce chlorku boru) ma sześć elektronów.\nALBO\natom boru (w cząsteczce chlorku boru) może być akceptorem pary elektronowej.\nUwaga: Błędne przepisanie wzoru poprawnie wybranej drobiny należy ocenić na 0 pkt.\nOdpowiedź: „BCl3 jest kwasem Lewisa”, która pośrednio odnosi się do budowy\ncząsteczki chlorku boru, należy uznać za poprawną.\nOdpowiedź: „BCl3 może tworzyć wiązanie koordynacyjne” jest niewystarczająca.","solution":"## Poprawna odpowiedź: \\(\\ce{Cl-}\\) oraz \\(\\ce{NH3}\\)\n\nDrobiny, które mogą łączyć się z chlorkiem boru (\\(\\ce{BCl3}\\)), to **\\(\\ce{Cl-}\\)** i **\\(\\ce{NH3}\\)**.\n\n## Sposób 1 - Analiza struktury elektronowej BCl₃ (Lewis)\n\n**Krok 1: Struktura elektronowa \\(\\ce{BCl3}\\)**\n\nBor ma 3 elektrony walencyjne. W cząsteczce \\(\\ce{BCl3}\\) tworzy 3 wiązania kowalencyjne z atomami chloru:\n\n\\[\\ce{BCl3} \\text{ - wokół boru tylko 6 elektronów (brak oktetu!)}\\]\n\nBor ma **niezapełniony oktet** - wokół niego jest tylko sekstет elektronowy i posiada **pustą orbital p** prostopadle do płaszczyzny cząsteczki. To czyni \\(\\ce{BCl3}\\) **kwasem Lewisa** (akceptorem pary elektronowej).\n\n**Krok 2: Warunek tworzenia wiązania z BCl₃**\n\nDrobbina musi być **zasadą Lewisa** - musi posiadać **wolną parę elektronową**, którą może oddać do pustej orbitali boru i utworzyć **wiązanie koordynacyjne (dacyjne)**.\n\n**Krok 3: Analiza każdej drobiny**\n\n| Drobina | Wolna para? | Może się połączyć? | Produkt |\n| \\(\\ce{Cl-}\\) | TAK - 4 wolne pary na Cl⁻ | ✅ TAK | \\(\\ce{[BCl4]-}\\) |\n| \\(\\ce{NH4+}\\) | NIE - N ma 4 wiązania, brak wolnej pary | ❌ NIE | - |\n| \\(\\ce{CH4}\\) | NIE - C ma 4 wiązania z H, brak wolnej pary | ❌ NIE | - |\n| \\(\\ce{NH3}\\) | TAK - 1 wolna para na N | ✅ TAK | \\(\\ce{H3N -> BCl3}\\) |\n\n**Krok 4: Równania tworzenia wiązań**\n\n\\[\\ce{BCl3 + Cl- -> [BCl4]-}\\]\n\n\\[\\ce{BCl3 + NH3 -> H3N->BCl3}\\]\n\nW obu przypadkach wolna para elektrona donatora (Cl⁻ lub NH₃) wchodzi do pustej orbitali p boru → powstaje wiązanie koordynacyjne → bor osiąga oktet.\n\n## Sposób 2 - Weryfikacja przez teorię VSEPR i hybrydyzację\n\n**\\(\\ce{BCl3}\\)** przed reakcją: hybrydyzacja **sp²**, geometria trójkątna płaska, pusta orbital **p_z** - zdolna przyjąć parę.\n\nPo przyjęciu pary elektronowej:\n\n- \\(\\ce{[BCl4]-}\\): hybrydyzacja boru zmienia się na **sp³**, geometria tetraedryczna - bor ma teraz pełny oktet. ✅\n- \\(\\ce{H3N->BCl3}\\): analogicznie hybrydyzacja boru zmienia się na **sp³**. ✅\n\n\\[\\text{sp}^2 \\xrightarrow{+ \\text{para e}^-} \\text{sp}^3 \\quad \\checkmark\\]\n\nTo potwierdza, że reakcja jest możliwa tylko gdy donor ma wolną parę i bor ma pustą orbital.\n\n## Wzory z karty CKE\n\nW tym zadaniu nie korzystamy z liczbowych wartości z karty wzorów. Wystarczy znajomość:\n- teorii kwasów i zasad Lewisa (akceptor / donor pary elektronowej)\n- pojęcia wiązania koordynacyjnego (dacyjnego)\n- struktury elektronowej (wzory Lewisa, hybrydyzacja)\n\n📖 Pomocny kontekst z karty: **str. 15 - Układ okresowy** - liczba elektronów walencyjnych B (grupa 13 → 3 elektrony), N (grupa 15 → 5 elektronów), C (grupa 14 → 4 elektrony), Cl (grupa 17 → 7 elektronów).\n\n## Typowe pułapki i uwagi\n\n> ⚠️ **Uwaga:** \\(\\ce{NH4+}\\) ma azot - ale azot w jonie amonowym **nie ma wolnej pary**! Wszystkie 4 pary elektronowe N są zaangażowane w wiązania z wodorem. To pułapka: sam fakt obecności azotu nie wystarcza - liczy się, czy ma wolną parę.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Nie mylić \"wolna para elektronowa\" z \"elektrony w wiązaniu\". \\(\\ce{CH4}\\) ma 8 elektronów wokół węgla, ale wszystkie są w wiązaniach C-H - żadna para nie jest wolna i dostępna do donacji.\n\n> ⚠️ **Uwaga:** Wiązanie koordynacyjne (dacyjne) jest pełnoprawnym wiązaniem kowalencyjnym - różni się tylko pochodzeniem pary (oboje elektrony od jednego atomu), ale po utworzeniu jest identyczne z pozostałymi wiązaniami. Dlatego \\(\\ce{[BCl4]-}\\) jest symetrycznym jonem tetraedrycznym.\n\n## Schemat oceniania CKE\n\n**Za co punkty (0-1):**\n- **1 pkt** - poprawny wybór i wzory wszystkich drobin łączących się z \\(\\ce{BCl3}\\) ORAZ wyjaśnienie odwołujące się do budowy cząsteczki chlorku boru.\n- **0 pkt** - odpowiedź błędna albo brak.\n\n**Klucz CKE:** drobiny: **\\(\\ce{Cl-}\\), \\(\\ce{NH3}\\)**. Uzasadnienie akceptowane m.in.: atom boru ma deficyt elektronowy / lukę elektronową / nie osiągnął oktetu / ma sześć elektronów / może być akceptorem pary elektronowej. **Uwaga CKE:** odpowiedź \"\\(\\ce{BCl3}\\) jest kwasem Lewisa\" jest poprawna; sama \"\\(\\ce{BCl3}\\) może tworzyć wiązanie koordynacyjne\" jest niewystarczająca; błędne przepisanie wzoru drobiny -> 0 pkt.","image":"img/chemia-2022-maj-matura-rozszerzona/zad-3.2.webp","solution_image":null,"topics":null,"page_from":3,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturazai","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2022 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"

Zadanie 3.2. (0-1)
Spośród wymienionych drobin:
Cl- NH4

\n\n

wybierz te, które mogą łączyć się z chlorkiem boru, i napisz ich wzory. Wyjaśnij,
dlaczego cząsteczki chlorku boru mają zdolność do tworzenia wiązań z tymi
drobinami. Odwołaj się do struktury elektronowej cząsteczek chlorku boru.
Z chlorkiem boru mogą łączyć się:
Cząsteczki chlorku boru mają zdolność do tworzenia wiązań z wybranymi drobinami,
ponieważ

","answer_text_html":"

Zadanie 3.2. (0-1)
Wymaganie ogólne
Wymaganie szczegółowe
I. Wykorzystanie i tworzenie informacji.
II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej
wiedzy do rozwiązywania problemów.
III etap edukacyjny

\n
  1. Wewnętrzna budowa materii. Zdający:
  2. […] opisuje powstawanie wiązań
\n

atomowych (kowalencyjnych) […].
IV etap edukacyjny - poziom rozszerzony

\n
  1. Wiązania chemiczne. Zdający:
  2. przedstawia sposób, w jaki pierwiastki
\n

bloku s i p osiągają trwałe konfiguracje
elektronowe […];
Zasady oceniania rozwiązań zadań

\n
  1. zapisuje wzory elektronowe typowych
\n

cząsteczek związków kowalencyjnych
i jonów, z uwzględnieniem wiązań
koordynacyjnych […].
Zasady oceniania
1 pkt - poprawny wybór i napisanie wzorów wszystkich drobin, które mogą się łączyć
z chlorkiem boru, oraz poprawne wyjaśnienie odwołujące się do budowy cząsteczki
chlorku boru.
0 pkt - odpowiedź niespełniająca powyższego kryterium albo brak odpowiedzi.
Przykładowe rozwiązania
Z chlorkiem boru mogą łączyć się: Cl-, NH3
Cząsteczki chlorku boru mają zdolność do tworzenia wiązań z wybranymi drobinami,
ponieważ:
atom boru ma deficyt elektronowy ALBO lukę elektronową.
ALBO
atom boru nie osiągnął oktetu elektronowego.
ALBO
atom boru (w cząsteczce chlorku boru) ma sześć elektronów.
ALBO
atom boru (w cząsteczce chlorku boru) może być akceptorem pary elektronowej.
Uwaga: Błędne przepisanie wzoru poprawnie wybranej drobiny należy ocenić na 0 pkt.
Odpowiedź: „BCl3 jest kwasem Lewisa”, która pośrednio odnosi się do budowy
cząsteczki chlorku boru, należy uznać za poprawną.
Odpowiedź: „BCl3 może tworzyć wiązanie koordynacyjne” jest niewystarczająca.

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

Poprawna odpowiedź: \\(\\ce{Cl-}\\) oraz \\(\\ce{NH3}\\)

\n

Drobiny, które mogą łączyć się z chlorkiem boru (\\(\\ce{BCl3}\\)), to \\(\\ce{Cl-}\\) i \\(\\ce{NH3}\\).

\n

Sposób 1 - Analiza struktury elektronowej BCl₃ (Lewis)

\n

Krok 1: Struktura elektronowa \\(\\ce{BCl3}\\)

\n

Bor ma 3 elektrony walencyjne. W cząsteczce \\(\\ce{BCl3}\\) tworzy 3 wiązania kowalencyjne z atomami chloru:

\n

\\[\\ce{BCl3} \\text{ - wokół boru tylko 6 elektronów (brak oktetu!)}\\]

\n

Bor ma niezapełniony oktet - wokół niego jest tylko sekstет elektronowy i posiada pustą orbital p prostopadle do płaszczyzny cząsteczki. To czyni \\(\\ce{BCl3}\\) kwasem Lewisa (akceptorem pary elektronowej).

\n

Krok 2: Warunek tworzenia wiązania z BCl₃

\n

Drobbina musi być zasadą Lewisa - musi posiadać wolną parę elektronową, którą może oddać do pustej orbitali boru i utworzyć wiązanie koordynacyjne (dacyjne).

\n

Krok 3: Analiza każdej drobiny

\n

| Drobina | Wolna para? | Może się połączyć? | Produkt |
| \\(\\ce{Cl-}\\) | TAK - 4 wolne pary na Cl⁻ | ✅ TAK | \\(\\ce{[BCl4]-}\\) |
| \\(\\ce{NH4+}\\) | NIE - N ma 4 wiązania, brak wolnej pary | ❌ NIE | - |
| \\(\\ce{CH4}\\) | NIE - C ma 4 wiązania z H, brak wolnej pary | ❌ NIE | - |
| \\(\\ce{NH3}\\) | TAK - 1 wolna para na N | ✅ TAK | \\(\\ce{H3N -> BCl3}\\) |

\n

Krok 4: Równania tworzenia wiązań

\n

\\[\\ce{BCl3 + Cl- -> [BCl4]-}\\]

\n

\\[\\ce{BCl3 + NH3 -> H3N->BCl3}\\]

\n

W obu przypadkach wolna para elektrona donatora (Cl⁻ lub NH₃) wchodzi do pustej orbitali p boru → powstaje wiązanie koordynacyjne → bor osiąga oktet.

\n

Sposób 2 - Weryfikacja przez teorię VSEPR i hybrydyzację

\n

\\(\\ce{BCl3}\\) przed reakcją: hybrydyzacja sp², geometria trójkątna płaska, pusta orbital p_z - zdolna przyjąć parę.

\n

Po przyjęciu pary elektronowej:

\n\n

\\[\\text{sp}^2 \\xrightarrow{+ \\text{para e}^-} \\text{sp}^3 \\quad \\checkmark\\]

\n

To potwierdza, że reakcja jest możliwa tylko gdy donor ma wolną parę i bor ma pustą orbital.

\n

Wzory z karty CKE

\n

W tym zadaniu nie korzystamy z liczbowych wartości z karty wzorów. Wystarczy znajomość:

\n\n

📖 Pomocny kontekst z karty: str. 15 - Układ okresowy - liczba elektronów walencyjnych B (grupa 13 → 3 elektrony), N (grupa 15 → 5 elektronów), C (grupa 14 → 4 elektrony), Cl (grupa 17 → 7 elektronów).

\n

Typowe pułapki i uwagi

\n
⚠️ Uwaga: \\(\\ce{NH4+}\\) ma azot - ale azot w jonie amonowym nie ma wolnej pary! Wszystkie 4 pary elektronowe N są zaangażowane w wiązania z wodorem. To pułapka: sam fakt obecności azotu nie wystarcza - liczy się, czy ma wolną parę.
\n
⚠️ Uwaga: Nie mylić "wolna para elektronowa" z "elektrony w wiązaniu". \\(\\ce{CH4}\\) ma 8 elektronów wokół węgla, ale wszystkie są w wiązaniach C-H - żadna para nie jest wolna i dostępna do donacji.
\n
⚠️ Uwaga: Wiązanie koordynacyjne (dacyjne) jest pełnoprawnym wiązaniem kowalencyjnym - różni się tylko pochodzeniem pary (oboje elektrony od jednego atomu), ale po utworzeniu jest identyczne z pozostałymi wiązaniami. Dlatego \\(\\ce{[BCl4]-}\\) jest symetrycznym jonem tetraedrycznym.
\n

Schemat oceniania CKE

\n

Za co punkty (0-1):

\n\n

Klucz CKE: drobiny: \\(\\ce{Cl-}\\), \\(\\ce{NH3}\\). Uzasadnienie akceptowane m.in.: atom boru ma deficyt elektronowy / lukę elektronową / nie osiągnął oktetu / ma sześć elektronów / może być akceptorem pary elektronowej. Uwaga CKE: odpowiedź "\\(\\ce{BCl3}\\) jest kwasem Lewisa" jest poprawna; sama "\\(\\ce{BCl3}\\) może tworzyć wiązanie koordynacyjne" jest niewystarczająca; błędne przepisanie wzoru drobiny -> 0 pkt.

"}]}