{"id":"chemia-2026-maj-matura-rozszerzona/zad/3","paper_id":"chemia-2026-maj-matura-rozszerzona","number":"3","points":1,"ptype":"open","subject":"chemia","category":"matura","year":2026,"month":"maj","level":"rozszerzona","text":"Zadanie 3. (0-1)\nUzupełnij tabelę. Dla cząsteczki Q2 określ i napisz liczbę:\n• wiązań 𝝈\n• wiązań 𝝅\n• wolnych par elektronowych.\nLiczba\nwiązań 𝜎\nwiązań 𝜋\nwolnych par elektronowych\nH2SO4 (aq)\nK2AO4 (aq)\nI\nKOH (aq)\nII\nK2AO4 (aq)\n2.\n0-1-2\n3.\n0-1\nMCHP-R0_100","answer":null,"answer_text":"Zadanie 3. (0-1)\nWymagania ogólne\nWymaganie szczegółowe\nI. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie\ninformacji. Zdający:\n1) pozyskuje i przetwarza informacje\nz różnorodnych źródeł.\nII. Rozumowanie i zastosowanie nabytej\nwiedzy do rozwiązywania problemów.\nZdający:\n5) wykorzystuje wiedzę i dostępne\ninformacje do rozwiązywania problemów\nchemicznych […].\nIII. Wiązania chemiczne. Oddziaływania\nmiędzycząsteczkowe. Zdający:\n5) określa typ wiązania (𝜎 i 𝜋)\nw cząsteczkach związków nieorganicznych\ni organicznych.\nZasady oceniania rozwiązań zadań\nZasady oceniania\n1 pkt - poprawne uzupełnienie tabeli odnoszące się do cząsteczki N2.\n0 pkt - odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.\nRozwiązanie\nLiczba\nwiązań 𝜎\nwiązań 𝜋\nwolnych par elektronowych\n1\n2\n2","solution":"Odpowiedź: Cząsteczka $\\text{Q}_2$ to **cząsteczka azotu $\\text{N}_2$**. Każdy atom azotu ma **5 elektronów walencyjnych** ($2s^2 2p^3$), czyli trzy elektrony niesparowane. Atomy łączą się **wiązaniem potrójnym**, a każdemu zostaje jedna wolna para elektronowa: $$:\\text{N} \\equiv \\text{N}:$$ | Liczba wiązań $\\sigma$ | Liczba wiązań $\\pi$ | Liczba wolnych par elektronowych | |---|---|---| | **1** | **2** | **2** | **Uzasadnienie:** - **wiązanie potrójne = 1 wiązanie σ + 2 wiązania π** — pierwsze wiązanie w każdej parze atomów jest zawsze typu σ (nakładanie czołowe), każde kolejne jest typu π (nakładanie boczne), - **2 wolne pary elektronowe** — po jednej na każdym atomie azotu, pochodzące z pary $2s^2$. **Sprawdzenie bilansu elektronowego:** cząsteczka ma $2 \\times 5 = 10$ elektronów walencyjnych. Trzy wiązania to $3 \\times 2 = 6$ elektronów, dwie wolne pary to $2 \\times 2 = 4$ elektrony. Razem **10** ✓. Każdy atom osiąga oktet.\n\nTreść zadania (CKE)\n\nWiązania σ i π — reguła, która rozwiązuje takie zadania\n\nKrotność wiązania | Wiązania σ | Wiązania π\npojedyncze | 1 | 0\npodwójne | 1 | 1\npotrójne | 1 | 2\n\nCecha | Wiązanie σ | Wiązanie π\nnakładanie orbitali | czołowe (wzdłuż osi) | boczne (nad i pod osią)\ngęstość elektronowa | maksimum na osi wiązania | poza osią\ntrwałość | większa | mniejsza\nswobodna rotacja | możliwa | zablokowana\npierwsze w kolejności | zawsze | nigdy\n\nZablokowana rotacja wokół wiązania π wyjaśnia istnienie izomerii geometrycznej (cis–trans) w alkenach.\n\nCząsteczki dwuatomowe — zestawienie\n\nCząsteczka | Elektrony walencyjne | Wiązanie | σ | π | Wolne pary\n$\\text{H}_2$ | 2 | pojedyncze | 1 | 0 | 0\n$\\text{F}_2$ | 14 | pojedyncze | 1 | 0 | 6\n$\\text{O}_2$ | 12 | podwójne | 1 | 1 | 4\n$\\text{N}_2$ | 10 | potrójne | 1 | 2 | 2\n$\\text{CO}$ | 10 | potrójne | 1 | 2 | 2\n$\\text{HCl}$ | 8 | pojedyncze | 1 | 0 | 3\n\nBilans elektronowy — metoda sprawdzania\n\n$$n_{\\text{wal}} = 2 \\cdot n_{\\text{wiązań}} + 2 \\cdot n_{\\text{wolnych par}}$$\n\nDla $\\text{N}_2$:\n\n$$10 = 2\\cdot 3 + 2\\cdot 2 = 6 + 4 \\ \\checkmark$$\n\nTa zależność pozwala szybko wyliczyć liczbę wolnych par, gdy zna się krotność wiązania — i odwrotnie.\n\nDlaczego azot jest tak mało reaktywny\n\nWielkość | Wartość\nenergia wiązania $\\text{N} \\equiv \\text{N}$ | 945 kJ/mol\nenergia wiązania $\\text{O} = \\text{O}$ | 498 kJ/mol\nenergia wiązania $\\text{F} - \\text{F}$ | 159 kJ/mol\n\nPotrójne wiązanie w $\\text{N}_2$ należy do najsilniejszych znanych wiązań chemicznych — dlatego azot atmosferyczny jest praktycznie bierny, a przemysłowe wiązanie azotu (proces Habera i Boscha) wymaga wysokiej temperatury, ciśnienia i katalizatora.\n\nPunktacja CKE\n\n- 1 pkt — poprawne uzupełnienie całej tabeli dla cząsteczki $\\text{N}_2$: 1 wiązanie σ, 2 wiązania π, 2 wolne pary elektronowe.\n- 0 pkt — odpowiedź niepełna albo błędna.\n\nTypowy błąd: **Najczęstszy błąd: podanie „3\" jako liczby wiązań σ.** W wiązaniu wielokrotnym **tylko jedno** wiązanie jest typu σ — pozostałe są typu π. Reguła: **wiązanie pojedyncze = 1σ; podwójne = 1σ + 1π; potrójne = 1σ + 2π.** **Drugi błąd: policzenie wolnych par jako „6\".** Nie każda para elektronów jest wolna — sześć elektronów tworzy wiązania. Wolne pary to tylko te **nieuczestniczące w wiązaniu**: po jednej na każdym atomie, razem **2**. **Nie myl wolnej pary z parą wiążącą.** Wolna para należy do jednego atomu; para wiążąca jest współdzielona przez dwa. **Kontrola przez bilans elektronowy jest szybka i pewna.** Zsumuj elektrony walencyjne obu atomów (10), odejmij te w wiązaniach (6) i podziel resztę przez 2 — otrzymasz liczbę wolnych par (2). **Uwaga na inne cząsteczki dwuatomowe.** W $\\text{O}_2$ jest 1σ + 1π i **4** wolne pary; w $\\text{F}_2$ — 1σ, 0π i **6** wolnych par; w $\\text{CO}$ — 1σ + 2π i **2** wolne pary. Schemat rozumowania jest za każdym razem ten sam.","image":"img/chemia-2026-maj-matura-rozszerzona/zad-3.webp","solution_image":null,"topics":"wiazania sigma i pi, wolne pary elektronowe, wiazanie potrojne, czasteczka azotu","page_from":5,"source":"ocr","answer_source":null,"answer_text_source":"ocr","solution_source":"maturaonline","text_source":"ocr","source_label":"Chemia · Matura · maj 2026 (rozszerzona)","subject_label":"Chemia","category_label":"Matura","text_html":"<p>Zadanie 3. (0-1)<br>Uzupełnij tabelę. Dla cząsteczki Q2 określ i napisz liczbę:<br>• wiązań 𝝈<br>• wiązań 𝝅<br>• wolnych par elektronowych.<br>Liczba<br>wiązań 𝜎<br>wiązań 𝜋<br>wolnych par elektronowych<br>H2SO4 (aq)<br>K2AO4 (aq)<br>I<br>KOH (aq)<br>II<br>K2AO4 (aq)<br>2.<br>0-1-2<br>3.<br>0-1<br>MCHP-R0_100</p>","answer_text_html":"<p>Zadanie 3. (0-1)<br>Wymagania ogólne<br>Wymaganie szczegółowe<br>I. Pozyskiwanie, przetwarzanie i tworzenie<br>informacji. Zdający:</p>\n<ol><li>pozyskuje i przetwarza informacje</li></ol>\n<p>z różnorodnych źródeł.<br>II. Rozumowanie i zastosowanie nabytej<br>wiedzy do rozwiązywania problemów.<br>Zdający:</p>\n<ol><li>wykorzystuje wiedzę i dostępne</li></ol>\n<p>informacje do rozwiązywania problemów<br>chemicznych […].<br>III. Wiązania chemiczne. Oddziaływania<br>międzycząsteczkowe. Zdający:</p>\n<ol><li>określa typ wiązania (𝜎 i 𝜋)</li></ol>\n<p>w cząsteczkach związków nieorganicznych<br>i organicznych.<br>Zasady oceniania rozwiązań zadań<br>Zasady oceniania<br>1 pkt - poprawne uzupełnienie tabeli odnoszące się do cząsteczki N2.<br>0 pkt - odpowiedź niespełniająca wymagań na 1 pkt albo brak odpowiedzi.<br>Rozwiązanie<br>Liczba<br>wiązań 𝜎<br>wiązań 𝜋<br>wolnych par elektronowych<br>1<br>2<br>2</p>","solutions":[{"source":"maturaonline","label":"matura-online.pl","kind":"text","html":"<p>Odpowiedź: Cząsteczka $\\text{Q}_2$ to <strong>cząsteczka azotu $\\text{N}_2$</strong>. Każdy atom azotu ma <strong>5 elektronów walencyjnych</strong> ($2s^2 2p^3$), czyli trzy elektrony niesparowane. Atomy łączą się <strong>wiązaniem potrójnym</strong>, a każdemu zostaje jedna wolna para elektronowa: $$:\\text{N} \\equiv \\text{N}:$$ | Liczba wiązań $\\sigma$ | Liczba wiązań $\\pi$ | Liczba wolnych par elektronowych | |---|---|---| | <strong>1</strong> | <strong>2</strong> | <strong>2</strong> | <strong>Uzasadnienie:</strong> - <strong>wiązanie potrójne = 1 wiązanie σ + 2 wiązania π</strong> — pierwsze wiązanie w każdej parze atomów jest zawsze typu σ (nakładanie czołowe), każde kolejne jest typu π (nakładanie boczne), - <strong>2 wolne pary elektronowe</strong> — po jednej na każdym atomie azotu, pochodzące z pary $2s^2$. <strong>Sprawdzenie bilansu elektronowego:</strong> cząsteczka ma $2 \\times 5 = 10$ elektronów walencyjnych. Trzy wiązania to $3 \\times 2 = 6$ elektronów, dwie wolne pary to $2 \\times 2 = 4$ elektrony. Razem <strong>10</strong> ✓. Każdy atom osiąga oktet.</p>\n<p>Treść zadania (CKE)</p>\n<p>Wiązania σ i π — reguła, która rozwiązuje takie zadania</p>\n<p>Krotność wiązania | Wiązania σ | Wiązania π<br>pojedyncze | 1 | 0<br>podwójne | 1 | 1<br>potrójne | 1 | 2</p>\n<p>Cecha | Wiązanie σ | Wiązanie π<br>nakładanie orbitali | czołowe (wzdłuż osi) | boczne (nad i pod osią)<br>gęstość elektronowa | maksimum na osi wiązania | poza osią<br>trwałość | większa | mniejsza<br>swobodna rotacja | możliwa | zablokowana<br>pierwsze w kolejności | zawsze | nigdy</p>\n<p>Zablokowana rotacja wokół wiązania π wyjaśnia istnienie izomerii geometrycznej (cis–trans) w alkenach.</p>\n<p>Cząsteczki dwuatomowe — zestawienie</p>\n<p>Cząsteczka | Elektrony walencyjne | Wiązanie | σ | π | Wolne pary<br>$\\text{H}_2$ | 2 | pojedyncze | 1 | 0 | 0<br>$\\text{F}_2$ | 14 | pojedyncze | 1 | 0 | 6<br>$\\text{O}_2$ | 12 | podwójne | 1 | 1 | 4<br>$\\text{N}_2$ | 10 | potrójne | 1 | 2 | 2<br>$\\text{CO}$ | 10 | potrójne | 1 | 2 | 2<br>$\\text{HCl}$ | 8 | pojedyncze | 1 | 0 | 3</p>\n<p>Bilans elektronowy — metoda sprawdzania</p>\n<p>$$n_{\\text{wal}} = 2 \\cdot n_{\\text{wiązań}} + 2 \\cdot n_{\\text{wolnych par}}$$</p>\n<p>Dla $\\text{N}_2$:</p>\n<p>$$10 = 2\\cdot 3 + 2\\cdot 2 = 6 + 4 \\ \\checkmark$$</p>\n<p>Ta zależność pozwala szybko wyliczyć liczbę wolnych par, gdy zna się krotność wiązania — i odwrotnie.</p>\n<p>Dlaczego azot jest tak mało reaktywny</p>\n<p>Wielkość | Wartość<br>energia wiązania $\\text{N} \\equiv \\text{N}$ | 945 kJ/mol<br>energia wiązania $\\text{O} = \\text{O}$ | 498 kJ/mol<br>energia wiązania $\\text{F} - \\text{F}$ | 159 kJ/mol</p>\n<p>Potrójne wiązanie w $\\text{N}_2$ należy do najsilniejszych znanych wiązań chemicznych — dlatego azot atmosferyczny jest praktycznie bierny, a przemysłowe wiązanie azotu (proces Habera i Boscha) wymaga wysokiej temperatury, ciśnienia i katalizatora.</p>\n<p>Punktacja CKE</p>\n<ul><li>1 pkt — poprawne uzupełnienie całej tabeli dla cząsteczki $\\text{N}_2$: 1 wiązanie σ, 2 wiązania π, 2 wolne pary elektronowe.</li><li>0 pkt — odpowiedź niepełna albo błędna.</li></ul>\n<p>Typowy błąd: <strong>Najczęstszy błąd: podanie „3&quot; jako liczby wiązań σ.</strong> W wiązaniu wielokrotnym <strong>tylko jedno</strong> wiązanie jest typu σ — pozostałe są typu π. Reguła: <strong>wiązanie pojedyncze = 1σ; podwójne = 1σ + 1π; potrójne = 1σ + 2π.</strong> <strong>Drugi błąd: policzenie wolnych par jako „6&quot;.</strong> Nie każda para elektronów jest wolna — sześć elektronów tworzy wiązania. Wolne pary to tylko te <strong>nieuczestniczące w wiązaniu</strong>: po jednej na każdym atomie, razem <strong>2</strong>. <strong>Nie myl wolnej pary z parą wiążącą.</strong> Wolna para należy do jednego atomu; para wiążąca jest współdzielona przez dwa. <strong>Kontrola przez bilans elektronowy jest szybka i pewna.</strong> Zsumuj elektrony walencyjne obu atomów (10), odejmij te w wiązaniach (6) i podziel resztę przez 2 — otrzymasz liczbę wolnych par (2). <strong>Uwaga na inne cząsteczki dwuatomowe.</strong> W $\\text{O}_2$ jest 1σ + 1π i <strong>4</strong> wolne pary; w $\\text{F}_2$ — 1σ, 0π i <strong>6</strong> wolnych par; w $\\text{CO}$ — 1σ + 2π i <strong>2</strong> wolne pary. Schemat rozumowania jest za każdym razem ten sam.</p>"},{"source":"maturazai","label":"maturazai.pl (AI)","kind":"text","html":"<h4>Poprawna odpowiedź:</h4>\n<p>| Cząsteczka \\(\\ce{N2}\\) | Liczba |<br>| wiązania σ (sigma) | <strong>1</strong> |<br>| wiązania π (pi) | <strong>2</strong> |<br>| wolne pary elektronowe | <strong>2</strong> |</p>\n<h5>Uzasadnienie</h5>\n<p>Atom azotu ma konfigurację walencyjną \\(2s^2 2p^3\\) (5 elektronów walencyjnych, 3 niesparowane). W cząsteczce \\(\\ce{N2}\\) atomy łączą się <strong>wiązaniem potrójnym</strong>:</p>\n<p>$$\\ce{:N#N:}$$</p>\n<p>Wiązanie potrójne składa się z:</p>\n<ul><li><strong>1 wiązania σ</strong> (nakładanie czołowe orbitali),</li><li><strong>2 wiązań π</strong> (nakładanie boczne orbitali \\(p\\)).</li></ul>\n<p>Każdy atom azotu wykorzystuje 3 z 5 elektronów walencyjnych do utworzenia wiązań, a pozostałe 2 elektrony tworzą <strong>wolną parę elektronową</strong>. Stąd w całej cząsteczce są <strong>2 wolne pary</strong> (po jednej na każdym atomie N).</p>\n<h4>Zasady oceniania CKE</h4>\n<p><strong>1 pkt</strong> - poprawne uzupełnienie tabeli dla cząsteczki \\(\\ce{N2}\\) (1 σ, 2 π, 2 wolne pary). <strong>0 pkt</strong> - poniżej.</p>"}]}