⚛️ Budowa jądra atomowego
p⁺
Protony – ładunek +1
= liczba atomowa Z
= liczba atomowa Z
n⁰
Neutrony – ładunek 0
= A – Z
= A – Z
e⁻
Elektrony – ładunek –1
= Z (atom obojętny)
= Z (atom obojętny)
ᴬzX → Z = liczba protonów, A = liczba masowa, N = A – Z
Izotopy – atomy tego samego pierwiastka (ta sama Z), różne A (różna liczba neutronów).
💡 Wskazówka: Jeśli zadanie mówi, że „liczba masowa = 2× liczbie atomowej" → A = 2Z, czyli Z = A/2
🔬 Konfiguracja elektronowa
Reguły:
- Zasada Aufbau – elektrony obsadzają orbitale od najniższej energii
- Zakaz Pauliego – na jednym orbitalu max. 2 elektrony o przeciwnych spinach ↑↓
- Reguła Hunda – elektrony obsadzają najpierw po jednym każdy orbital podpowłoki (spin równoległy ↑↑)
Kolejność obsadzania podpowłok:
1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → ...
Pojemność podpowłok:
2
podpowłoka s (1 orbital)
6
podpowłoka p (3 orbitale)
10
podpowłoka d (5 orbitali)
14
podpowłoka f (7 orbitali)
🧲 Bloki konfiguracyjne
s
Grupy 1–2
Ostatni e⁻ na s
Ostatni e⁻ na s
p
Grupy 13–18
Ostatni e⁻ na p
Ostatni e⁻ na p
d
Grupy 3–12
Ostatni e⁻ na d
Ostatni e⁻ na d
f
Lantanowce, aktynowce
Ostatni e⁻ na f
Ostatni e⁻ na f
💡 Numer grupy (dla bloków s i p) = liczba elektronów walencyjnych
🔢 Liczby kwantowe
| Symbol | Nazwa | Możliwe wartości | Znaczenie |
|---|---|---|---|
| n | główna | 1, 2, 3, ... | numer powłoki |
| l | poboczna | 0, 1, ..., n–1 | typ orbitalu (s=0, p=1, d=2, f=3) |
| m | magnetyczna | –l, ..., 0, ..., +l | orientacja orbitalu |
| ms | spinowa | +½ lub –½ | spin elektronu |
📊 Elektroujemność (skala Paulinga)
Zdolność atomu do przyciągania elektronów w wiązaniu. Rośnie w grupie ku górze i w okresie ku prawej.
F = 4,0
Największa elektroujemność
O = 3,5
Tlen
Cs = 0,7
Najmniejsza (met. alkaliczne)
Elektroujemność maleje w dół grupy (rośnie promień, elektrony walencyjne dalej od jądra) i maleje w lewo w okresie.
Zadanie 1 – Liczby kwantowe
🎓 Matura Maj 2023 · Poziom rozszerzony (Formuła 2023) · 3 pkt
O dwóch pierwiastkach umownie oznaczonych literami A i X wiadomo, że:
• należą do tego samego bloku konfiguracyjnego
• liczba masowa jednego z izotopów pierwiastka A jest dwa razy większa od jego liczby atomowej i jest równa liczbie atomowej niklu
• suma elektronów, neutronów i protonów w atomie jednego z izotopów pierwiastka X jest równa 114, a liczba nukleonów jest równa 79
• należą do tego samego bloku konfiguracyjnego
• liczba masowa jednego z izotopów pierwiastka A jest dwa razy większa od jego liczby atomowej i jest równa liczbie atomowej niklu
• suma elektronów, neutronów i protonów w atomie jednego z izotopów pierwiastka X jest równa 114, a liczba nukleonów jest równa 79
🔹 Zadanie 1.1 (0–1 pkt)
Wpisz symbol pierwiastka A i symbol pierwiastka X oraz symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należą te pierwiastki.
| Symbol pierwiastka | Symbol bloku konfiguracyjnego | |
|---|---|---|
| Pierwiastek A | ||
| Pierwiastek X |
💡 Ni (nikiel) ma Z=28. Skoro A = 2Z, to Z_A = 28/2 = 14. Sprawdź układ okresowy. Dla X: e+n+p = 114, nukleony A = 79, więc liczba protonów p = (114 – 79)/2 = ?... Wskazówka: e+n+p = e+A = p+A. Skoro e=p (atom obojętny): 2p + A = 114, A=79, więc 2p = 35, p = 17... Czy oba pierwiastki są w tym samym bloku?
🔹 Zadanie 1.2 (0–1 pkt)
Napisz fragment konfiguracji elektronowej atomu A (w stanie podstawowym) opisujący rozmieszczenie elektronów walencyjnych na podpowłokach. Zastosuj graficzny zapis konfiguracji elektronowej.
📝 Wpisz konfigurację w formacie np.: "3s2 3p2" lub użyj strzałek ↑↓ dla graficznego zapisu
💡 Pierwiastek A ma Z=14 (Si – krzem). Konfiguracja pełna: 1s²2s²2p⁶3s²3p². Elektrony walencyjne są na trzeciej powłoce (n=3). Reguła Hunda: elektrony 3p obsadzają najpierw po 1 każdy orbital.
🔹 Zadanie 1.3 (0–1 pkt)
Wpisz do tabeli wartości liczb kwantowych opisujących stan energetyczny niesparowanego elektronu walencyjnego atomu X (w stanie podstawowym).
| Liczby kwantowe | n (główna) | l (poboczna) |
|---|---|---|
| Wartości |
💡 Pierwiastek X ma Z=17 (Cl – chlor). Konfiguracja: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵. Elektrony walencyjne na powłoce n=3. Niesparowany elektron jest na podpowłoce 3p (l=1). Powłoka walencyjna = 3 → n=3, podpowłoka p → l=1.
Zadanie 2 – Elektrony walencyjne i bloki
🎓 Matura Czerwiec 2023 · Poziom rozszerzony (Formuła 2015) · 1 pkt
O atomach dwóch pierwiastków należących do czwartego okresu układu okresowego, oznaczonych umownie literami X i E, wiadomo, że w stanie podstawowym:
• atom pierwiastka X ma w zewnętrznej powłoce cztery elektrony sparowane i dwa niesparowane
• w atomie pierwiastka E liczba elektronów, które mogą brać udział w tworzeniu wiązań, jest taka sama jak w atomie pierwiastka X, ale te elektrony są rozmieszczone na dwóch powłokach
• atom pierwiastka X ma w zewnętrznej powłoce cztery elektrony sparowane i dwa niesparowane
• w atomie pierwiastka E liczba elektronów, które mogą brać udział w tworzeniu wiązań, jest taka sama jak w atomie pierwiastka X, ale te elektrony są rozmieszczone na dwóch powłokach
🔹 Zadanie 2 (0–1 pkt)
Wpisz do tabeli symbole chemiczne pierwiastków X i E, numer grupy i symbol bloku konfiguracyjnego, do którego należy każdy z pierwiastków.
| Symbol pierwiastka | Numer grupy | Symbol bloku | |
|---|---|---|---|
| Pierwiastek X | |||
| Pierwiastek E |
💡 Atom X – 4. okres, 4 sparowane + 2 niesparowane. Sparowane = 2 pary = 4e, niesparowane = 2e. Razem walencyjna 6e. Zewnętrzna powłoka (4s+4p?). Konfiguracja 4s²4p⁴ → Z=34 (selen Se), blok p, gr. 16. Atom E – tyle samo e walencyjnych (6), ale na dwóch powłokach → 3s²3p⁴ → Z=16 (siarka S), blok p, gr. 16.
Zadanie 3 – Elektroujemność (P/F)
🎓 Matura Czerwiec 2018 · Poziom rozszerzony (Formuła 2007) · 1 pkt
Na diagramie przedstawiono zmiany elektroujemności w skali Paulinga pierwiastków grup 1.–2. oraz 13.–17. układu okresowego (wartości połączono linią ciągłą).
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe.
Oceń, czy poniższe informacje są prawdziwe.
🔹 Zadanie 3 (0–1 pkt)
Zaznacz P, jeśli informacja jest prawdziwa, albo F – jeśli jest fałszywa.
1. Pierwiastki, których elektroujemność przedstawiono na diagramie, należą do bloków konfiguracyjnych s, p i d układu okresowego.
2. W grupach 1.–2. oraz 13.–17. elektroujemność wszystkich pierwiastków wchodzących w ich skład maleje ze wzrostem numeru okresu.
3. W grupach 1.–2. oraz 13.–17. największą elektroujemność ma pierwiastek danej grupy o najmniejszej liczbie atomowej Z.
💡 1) Grupy 1-2 to blok s, grupy 13-17 to blok p. Brak bloku d → F. 2) Elektroujemność generalnie maleje w dół grupy → P. 3) Najmniejsze Z = pierwszy element grupy = element 2. okresu → ma największą elektroujemność → P.
Zadanie 4 – Konfiguracja kationu
🎓 Test diagnostyczny CKE Grudzień 2022 · Formuła 2023 · 1 pkt
Niżej przedstawiono konfigurację elektronową kationu pewnego pierwiastka o ładunku 3+:
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³
Wpisz symbol tego pierwiastka oraz uzupełnij poniższy schemat tak, aby przedstawiał konfigurację elektronową jego atomu w stanie podstawowym.
🔹 Zadanie 4 (0–1 pkt)
Symbol pierwiastka (kationy 3+ ma o 3 elektrony mniej niż atom obojętny):
Konfiguracja atomu (uzupełnij brakującą podpowłokę):
1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³
💡 Kationy X³⁺ ma 3 elektrony mniej. Konfiguracja kationu: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³ = 18 elektronów w kationie. Atom ma 18+3 = 21 elektronów → Z=21 → Skandy (Sc). Konfiguracja atomu: ...3d¹ 4s². Kolejność obsadzania: 4s obsadzane przed 3d, ale przy zapisie atom o konfiguracji [Ar]3d¹4s².
Zadanie 5 – Stany energetyczne i schematy
🎓 Matura Lipiec 2020 · Poziom rozszerzony (Formuła 2015) · 2 pkt
Stan o najniższej energii nazywamy podstawowym, a stany o energiach wyższych – wzbudzonymi. Poniższe schematy I i II przedstawiają konfigurację elektronową dla orbitali walencyjnych atomu pewnego pierwiastka chemicznego X w różnych stanach energetycznych.
SCHEMAT I
3s
↑
3p
↑↓
↑
↑
SCHEMAT II
3s
↑↓
3p
↑
↑
↑
🔹 Zadanie 5a (0–1 pkt)
Uzupełnij poniższą tabelę – wpisz symbol pierwiastka X, numer grupy oraz symbol bloku konfiguracyjnego.
| Symbol pierwiastka | Numer grupy | Symbol bloku |
|---|---|---|
💡 Schemat I: 3s¹ 3p⁴ (5 e walencyjnych). Schemat II: 3s² 3p³ (5 e walencyjnych). Stan podstawowy = niżej energetyczny. Reguła Hunda – każdy orbital p obsadzony jednym e jest korzystniejszy niż jeden zapełniony i jeden pusty. Schemat II to stan podstawowy (3s²3p³). Pierwiastek 3. okresu, 5 e walencyjnych → P (fosfor), gr. 15, blok p.
🔹 Zadanie 5b (0–1 pkt)
Stan podstawowy atomu pierwiastka X opisuje schemat numer:
Zadanie 6 – Wybór pierwiastka (test)
🎓 Matura Lipiec 2020 · Poziom rozszerzony (Formuła 2015) · 1 pkt
Atom pewnego pierwiastka ma w stanie podstawowym niesparowany elektron walencyjny na podpowłoce p trzeciej powłoki.
Spośród wymienionych pierwiastków wybierz ten, którego dotyczy powyższy opis.
Spośród wymienionych pierwiastków wybierz ten, którego dotyczy powyższy opis.
🔹 Zadanie 6 (0–1 pkt)
💡 Sód (Na, Z=11): konfiguracja ...3s¹ – niesparowany elektron na 3s, nie 3p. Skand (Sc, Z=21): ...3d¹4s² – blok d. Miedź (Cu, Z=29): ...3d¹⁰4s¹ – wyjątek. Chlor (Cl, Z=17): ...3s²3p⁵ – na podpowłoce 3p jest jeden niesparowany elektron!
Zadanie 7 – Identyfikacja pierwiastków
🎓 Matura Czerwiec 2021 · Poziom rozszerzony (Formuła 2015) · 2 pkt
Zidentyfikuj pierwiastki chemiczne na podstawie podanych niżej opisów konfiguracji atomów lub jonów w stanie podstawowym.
🔹 Zadanie 7 (0–2 pkt)
Wpisz symbole pierwiastków do tabeli.
| Opis konfiguracji | Symbol pierwiastka |
|---|---|
| Konfiguracja elektronowa dwudodatniego jonu tego pierwiastka jest taka sama jak konfiguracja elektronowa atomu argonu. | |
| Ten pierwiastek należy do bloku p. Elektrony w atomie tego pierwiastka (w stanie podstawowym) rozmieszczone są na czterech powłokach elektronowych, a na podpowłoce p powłoki walencyjnej liczba elektronów sparowanych jest równa liczbie elektronów niesparowanych. | |
| Elektrony w atomie tego pierwiastka są rozmieszczone na czterech powłokach elektronowych. W stanie podstawowym liczba elektronów na podpowłoce d jest taka sama jak liczba elektronów na powłoce o najwyższej energii. |
💡 Wiersz 1: Ar (18e) + 2 elektrony = 20 elektronów → Z=20 → Ca (wapń). Wiersz 2: blok p, 4 powłoki, sparowane = niesparowane na 4p. Jeśli 4p ma np. 2 sparowane (1 para) i 2 niesparowane → to 4 elektrony p → Se (selen, Z=34) [Ar]3d¹⁰4s²4p⁴. Wiersz 3: 4 powłoki, e na d = e na najwyższej energii powłoce (4s). Np. Ti ma 3d²4s² – d=2, 4s=2 ✓ → Ti (tytan, Z=22).
Zadanie 8 – Konfiguracja kationu bromu
🎓 Matura Maj 2021 · Poziom rozszerzony (Formuła 2015) · 1 pkt
Uzupełnij poniższy schemat tak, aby przedstawiał on graficzny zapis konfiguracji elektronowej kationu bronioniowego Br⁺ (stan podstawowy). W tym zapisie uwzględnij numery powłok i symbole podpowłok.
Brom Br ma Z=35 i konfigurację: [Ar]3d¹⁰ 4s² 4p⁵
Brom Br ma Z=35 i konfigurację: [Ar]3d¹⁰ 4s² 4p⁵
🔹 Zadanie 8 (0–1 pkt)
Podany jest początek schematu. Uzupełnij brakującą część (podpowłoka 4p Br⁺):
1s
↑↓
2s
↑↓
2p
↑↓
↑↓
↑↓
3s
↑↓
3p
↑↓
↑↓
↑↓
Uzupełnij podpowłokę 4p dla Br⁺ (wybierz wypełnienie trzech orbitali):
💡 Br (Z=35): konfiguracja [Ar]3d¹⁰ 4s² 4p⁵ (5 elektronów na 4p). Br⁺ traci 1 elektron → ma 34 elektrony → 4p⁴ (4 elektrony na 4p). Reguła Hunda: 3 orbitale 4p, 4 elektrony → najpierw po jednym (3×↑), potem 4. electron sparowuje pierwszy → [↑↓][↑][↑].
🏆
Twoje wyniki
0/10
Rozwiąż zadania, aby zobaczyć wyniki!
📋 Podsumowanie zadań
✅ Klucz odpowiedzi – wszystkie zadania
Pełne rozwiązania z wyjaśnieniami. Używaj po samodzielnej próbie rozwiązania!
Zadanie 1 – Maj 2023 (3 pkt)
1.1 – Symbole pierwiastków (1 pkt)
Pierwiastek A = Si (krzem), blok p
Pierwiastek X = Cl (chlor), blok p
Pierwiastek X = Cl (chlor), blok p
Rozumowanie:
- Ni ma Z = 28 → liczba atomowa niklu = 28
- AA = 2 × ZA i AA = 28 → ZA = 14 → Si (krzem)
- Dla X: e + n + p = 114, A = 79. Atom obojętny → e = p, więc 2p + 79 = 114 → p = 17 → Cl (chlor)
- Si: [Ne]3s²3p² → blok p | Cl: [Ne]3s²3p⁵ → blok p ✓
1.2 – Konfiguracja walencyjna Si (1 pkt)
3s² 3p²
Graficznie (reguła Hunda – najpierw po jednym elektronie na każdy orbital p):
3s
↑↓
3p
↑
↑
1.3 – Liczby kwantowe niesparowanego e⁻ Cl (1 pkt)
n = 3 l = 1
- Cl: [Ne]3s²3p⁵ → niesparowany elektron na podpowłoce 3p
- n = 3 (trzecia powłoka), l = 1 (podpowłoka p)
Zadanie 2 – Czerwiec 2023 (1 pkt)
Pierwiastek X = Se (selen), gr. 16, blok p
Pierwiastek E = S (siarka), gr. 16, blok p
Pierwiastek E = S (siarka), gr. 16, blok p
- X: 4. okres, 4 sparowane + 2 niesparowane e zewnętrzne → 6 e walencyjnych → 4s²4p⁴ → Z = 34 → Se
- E: tyle samo e walencyjnych (6) ale na dwóch powłokach (3s i 3p) → 3s²3p⁴ → Z = 16 → S
Zadanie 3 – Czerwiec 2018 (1 pkt) – Prawda/Fałsz
F
1. Grupy 1–2 to blok s, grupy 13–17 to blok p – brak bloku d → Fałsz
P
2. Elektroujemność maleje w dół grupy (rośnie promień atomowy, słabsze przyciąganie e⁻) → Prawda
P
3. Najmniejsze Z w grupie = element 2. okresu = największa elektroujemność (np. F > Cl > Br) → Prawda
Zadanie 4 – CKE Grudzień 2022 (1 pkt)
Symbol: Sc (skand) | Uzupełnienie: 4s²
- Kation Sc³⁺ ma 18 elektronów (tyle co Ar)
- Atom Sc ma 21 elektronów → Z = 21
- Pełna konfiguracja Sc: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹4s²
- Brakująca część: 4s²
Zadanie 5 – Lipiec 2020 (2 pkt)
5a – Identyfikacja pierwiastka X (1 pkt)
Symbol: P (fosfor) | Grupa: 15 | Blok: p
- Oba schematy mają 5 e walencyjnych (3s + 3p łącznie)
- 3. okres, 5 e walencyjnych → Z = 15 → P (fosfor)
5b – Stan podstawowy (1 pkt)
Schemat II opisuje stan podstawowy
- Schemat I: 3s¹ 3p⁴ → naruszenie zasady Aufbau (podpowłoka 3s niepełna)
- Schemat II: 3s² 3p³ → zgodny z regułą Hunda (3 niesparowane e na 3p) = stan podstawowy
- Schemat I to stan wzbudzony (wyższa energia)
Zadanie 6 – Lipiec 2020 (1 pkt)
Odpowiedź: D. Chlor (Cl)
- Cl (Z=17): [Ne]3s²3p⁵ → na podpowłoce 3p (trzecia powłoka) jest 1 niesparowany elektron ✓
- Sód (Na): niesparowany e na 3s (nie 3p)
- Skand (Sc): niesparowany e na 3d (blok d)
- Miedź (Cu): wyjątek – konfiguracja [Ar]3d¹⁰4s¹
Zadanie 7 – Czerwiec 2021 (2 pkt)
Wiersz 1 – jon 2+ jak Ar
Ca (wapń, Z=20)
Ar ma 18e, jon Ca²⁺ ma 18e → atom Ca ma 20e. Konfiguracja Ca: [Ar]4s²
Wiersz 2 – blok p, 4 powłoki, sparowane = niesparowane na 4p
Se (selen, Z=34)
4p⁴: [↑↓][↑][↑] → 2 sparowane = 2 niesparowane ✓. Konfiguracja: [Ar]3d¹⁰4s²4p⁴
Wiersz 3 – 4 powłoki, e na d = e na powłoce najwyższej energii
Ti (tytan, Z=22)
Konfiguracja: [Ar]3d²4s² → 3d ma 2e, powłoka 4s ma 2e → 2 = 2 ✓
Zadanie 8 – Maj 2021 (1 pkt)
Odpowiedź: C → 4p: [↑↓] [↑] [↑]
- Br (Z=35): [Ar]3d¹⁰ 4s² 4p⁵ (5 elektronów na 4p)
- Br⁺ traci 1 elektron z 4p → 4p⁴
- Reguła Hunda: 4 elektrony na 3 orbitalach 4p → najpierw po jednym, potem sparowanie → [↑↓][↑][↑]
4p:
↑↓
↑
↑