Chemia - Sprawdzian 22.02.2024

Najważniejsze:

Ważne

graph TB
niemetale <--> kwasy
metale <--> zasady

Transclude of #alotropia

Transclude of #konfiguracja-elektronowa

Transclude of #katenacja

Transclude of #higroskopijność

$\mathrm{H}{}_2$ - Wodór

Występowanie w przyrodzie:

Wodór to pierwiastek najbardziej rozpowszechniony we Wszechświecie, stanowi podstawowy budulec gwiazd.

Właściwości dodatkowe

• ma najmniejszą gęstość

Zastosowanie

• syntezy chemiczne (amoniak, chlorowodór, kwas solny)
• do spawania i cięcia w wysokich temperaturach
• do produkcji margaryny (jej utwardzanie)
• paliwo do silników
• zeppeliny (statki powietrzne)

Związki

Otrzymywanie

Wykorzystywane w produkcji wodoru - metan z parą wodną $\mathrm{CH}{}_4+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\stackrel{\mathrm{temp},\mathrm{kat}}{\to }\mathrm{CO}+3\mathrm{H}{}_2$

Spalanie

Reakcja silnie egzotermiczna $2\mathrm{H}{}_2+\mathrm{O}{}_2\to 2\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}$

Chlorowodór

$2\mathrm{H}{}_2+\mathrm{Cl}{}_2\stackrel{\mathrm{UV}}{\to }2\mathrm{HCl}(\mathrm{g})$

Siarkowodór

$\mathrm{H}{}_2+\mathrm{S}\stackrel{\mathrm{temp}}{\to }\mathrm{H}{}_2\mathrm{S}(\mathrm{g})$

Amoniak

$3\mathrm{H}{}_2+\mathrm{N}{}_2\stackrel{\mathrm{temp},\mathrm{ci}\acute{s}\mathrm{n},\mathrm{kat}}{\to }3\mathrm{NH}{}_3(\mathrm{g})$

$\mathrm{C}$ i $\mathrm{Si}$ - Węgiel i krzem

$\mathrm{C}$ - Węgiel

Odmiany alotropowe węgla

• Diament
• Grafit
• Fulereny
• Grafen
• Cyklokarbon

Zastosowania

Diament

• jubilertwo
• ostrze narzędzia wiernicze
• ostrza do ciecia szkła
• Preparaty szlifierskie,
• Lina diamentowa.

Grafit

• wytwarzanie materiałów ogniotrwałych
• suche smary
• elektrody (baterie)
• Farby antykorozyjne
• Materiały konstrukcyjne
• Rysiki do ołówków.

Fulereny

• Medycyna,
• Elektronika polimerowa,
• Elektrotechnika,
• Kataliza,
• Nanotechnologia.

Grafen

Może on zastąpić krzem w układach scalonych.

Związki

$\mathrm{CO}$ - Tlenek węgla (II) - cichy zabójca

$2\mathrm{C}+\mathrm{O}\to 2\mathrm{CO}$

$\mathrm{CO}{}_2$ - Tlenek węgla (IV) - dwutlenek węgla

$\mathrm{C}+\mathrm{O}{}_2\to \mathrm{CO}{}_2$

$\mathrm{H}{}_2\mathrm{CO}{}_3$ - Kwas węglowy

$\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}+\mathrm{CO}{}_2\leftrightarrow \mathrm{H}{}_2\mathrm{CO}{}_3$

$\mathrm{Si}$ - Krzem

Występowanie w przyrodzie

Krzem jest po tlenie najbardziej rozpowszechnionym pierwiastkiem w skorupie ziemskiej; występuje w niej w postaci: krzemionki, krzemianów i glinokrzemianów.

Właściwości dodatkowe

• budowa krystaliczna
• metaliczny połysk
• twardy i kruchy

Zastosowanie

• Produkcja układów scalonych (we wszelakich urządzeniach i systemach elektronicznych np. telewizja przemysłowa, systemy alarmowe, tranzystory, lasery),
• Budowa fotoogniw przetwarzających energie świetlną w energie elektryczną.

$\mathrm{N}{}_2$ i $\mathrm{P}$ - Azot i fosfor

$\mathrm{N}{}_2$ - Azot

Występowanie w przyrodzie

Azot występuje w powietrzu atmosferycznym w stanie wolnym.

Właściwości dodatkowe

• tworzy dwuatomowe cząsteczki N2 z potrójnym wiązaniem
• bierny chemicznie

Zastosowania

• nawozy sztuczne
• napełnianie poduszek powietrznych
• wydobywanie ropy nawtowej
• leczenie zimnem (skroplony)
• w żarówkach

Inne

Azotany (V), zwane saletrami, są stosowane jako azotowe nawozy mineralne

$\mathrm{P}$ - Fosfor

Odmiany alotropowe fosforu

• biały
• czerwony
• czarny

Występowanie w przyrodzie

Źródłem fosforu są występujące w przyrodzie fosforyty i apatyty. Stanowią one ważny składnik organizmów.

Związki

Kwas fosforowy (V) służy do produkcji nawozów mineralnych.

$\mathrm{S}$ i $\mathrm{O}{}_2$ - Siarka i tlen

$\mathrm{O}{}_2$ - Tlen

Występowanie w przyrodzie

Tlen to pierwiastek o największym rozpowszechnianiu w przyrodzie.

Odmiany alotropowe tlenu:

• Ditlen ($\mathrm{O}{}_2$ tlen)
• Tritlen ($\mathrm{O}{}_3$ ozon)
• Tetratlen ($\mathrm{O}{}_4$)

Zastosowanie

• Do wytwarzania temperatury w palnikach do spawania, ciącia i topienia
• Medycyna (zwiększanie dawki podczas problemów z oddychaniem)
• Przemysł otrzymywanie stali z roztopionej surówki
• Podtrzymywanie procesów życiowych

Związki

Wszelkiego rodzaju tlenki.

$\mathrm{S}$ - Siarka

Występowanie w przyrodzie

Siarka występuje w skorupie ziemskiej w postaci wielu minerałów: siarczków i siarczanów.

Zastosowanie

• Produkcja nawozów mineralnych,
• Wulkanizacja kauczuku,
• Elektrolit w akumulatorach ołowiowych,
• Leki,
• Barwniki,
• Pestycydy,
• Papier.

Związki

Kwas siarkowy (IV)

$\mathrm{SO}{}_2+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\to \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_3$

Kwas siarkowy (VI)

$\mathrm{SO}{}_3+\mathrm{H}{}_2\mathrm{O}\to \mathrm{H}{}_2\mathrm{SO}{}_4$

$\mathrm{Cl}{}_2$ i $\mathrm{Br}{}_2$ - Chlor i brom

$\mathrm{Cl}{}_2$ - Chlor

Występowanie w przyrodzie

Nie występuje w przyrodzie w stanie wolnym, bo ma dużą aktywność chemiczną.

Właściwości dodatkowe

• Jest substancją toksyczną

Zastosowanie

• Wybielacz o raz środek do dezynfekcji wody pitnej i wody w basenach,
• Rozpuszczalniki do prania,
• Środki znieczulające,
• Herbicydy,
• Insektcydy.

Związki

Po rozpuszczeniu w wodzie tworzy wodę chlorową.

$\mathrm{Br}{}_2$ - Brom

Występowanie w przyrodzie

Nie występuje w przyrodzie w stanie wolnym, bo ma dużą aktywność chemiczną.

Właściwości dodatkowe

• Jest substancją toksyczną

Zastosowanie

• Do produkcji
  • leków
  • barwników
  • materiałów fotograficznych
• Woda bromowa do wykrywania nienasyconych związków organicznych.

Związki

Po rozpuszczeniu w wodzie tworzy wodę bromową.

Tworzywa pochodzenia mineralnego

Zaprawa wapienna:

• wapno gaszone
• piasek
• woda

Zaprawa gipsowa:

mieszanina gipsu palonego i wody.

Szkło:

• piasek
• wapień
• soda

Cement:

• wapień
• glina
• margle.

Otrzymywanie matali w przemyśle:

Metoda hutnicza:

• $\mathrm{Fe}$
• $\mathrm{Pb}$
• $\mathrm{Zn}$
• $\mathrm{Cu}$

Metoda elektrolityczna:

• $\mathrm{Na}$
• $\mathrm{K}$
• $\mathrm{Mg}$
• $\mathrm{Al}$
• $\mathrm{Cu}$

Inne:

• Aluminotermia,
• W procesie redukcji.

Zastosowania:

• Żelazo (stal) – największy wycieczkowy statek świata,
• Glin – aluminiowa cysterna ze stężonym HNO3,
• Azot – poduszki bezpieczeństwa w samochodzie,
• Krzem – baterie słoneczne.

Konfiguracja elektronowa

Konfiguracja elektronowa (struktura elektronowa) pierwiastka – uproszczony opis atomu polegający na rozmieszczeniu elektronów należących do atomów danego pierwiastka na poszczególnych powłokach, podpowłokach i orbitalach.

Powłoki

Wyróżniamy powłoki: $\mathrm{K}$, $\mathrm{L}$, $\mathrm{M}$, … Wzór: $2n^2$ Max liczba elektronów: $\mathrm{K}{}^2$, $\mathrm{L}{}^8$, $\mathrm{M}{}^{18}$

Podpowłoki

graph TB
K --> 1s
L --> 2s
L --> 2p
M --> 3s
M --> 3p
M --> 3d

Max liczba elektronów: s = 2, p = 6, d = 10

Pojęcia

Alotropia

Zjawisko występowania w tym samym stanie skupienia różnych odmian tego samego pierwiastka chemicznego, różniących się między sobą strukturą krystaliczną lub liczbą atomów w cząsteczce oraz właściwościami fizycznymi i chemicznymi.

Katenacja

Zdolność do tworzenia wiązań między atomami tego samego pierwiastka, prowadzące do powstania łańcuchowych związków chemicznych.

Higroskopijność

Zdolność zdolność niektórych substancji do wchłaniania wilgoci lub wiązania się z wodą.

Tabelka właściwości

Element	Stan skupienia	Czy jest metalem?	Czy jest bezbarwny?	Czy jest bezwonny?	Rozpuszczalność w wodzie	Czy jest palny?
Wodór ($\mathrm{H}$)	💨	❌	✅	✅	🟨	✅
Węgiel ($\mathrm{C}$)	❔	❌	❔	✅	🟥	✅
Krzem ($\mathrm{Si}$)	❔	❌	❌ (niebiesko-szary)	✅	🟥	❌
Azot ($\mathrm{N}$)	💨	❌	✅	✅	🟨	❌
Fosfor ($\mathrm{P}$)	❔	❌	❔	❌	🟥	✅
Siarka ($\mathrm{S}$)	❔	❌	❌ (żółty)	✅	🟥	✅
Tlen ($\mathrm{O}$)	💨	❌	✅	✅	🟦	❌

Legenda

Stan skupienia

• 💨: GAZ
• ❔: Inne

Pytania

• ❌: NIE
• ✅: TAK
• ❔: Inne / różni się pomiędzy odmianami alotropowymi

Rozpuszczalność

• 🟦: Rozpuszczalny
• 🟨: Ciężko rozpuszczalny
• 🟥: Nierozpuszczalny

ChemiaNieZawodoweSprawdzian