|
Kémia tanár neve: . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
TAKÁCS CSABA KÉMIA EMLÉKVERSENY, IX. osztály, II. forduló,
2010 / 2011 –es tanév, XVI. évfolyam
1. 8 olyan kémiai elem van jelenleg (2010-ig), amelyek az elnevezéseiket színtől eltérő tulajdonságaik alapján kapták. Töltsd ki az ezekkel kapcsolatos alábbi táblázatot! (Megj.: a Z növekvő értékei alapján írd a táblázatba az adatokat!) (6,0 p)
Elem neve |
Vegy-jel |
Z |
Elem nevének eredete/név jelentése |
2. Atommodellek fejlődése
(1) Démokritosz ókori filozófus tanításai szerint az érzékszerveinkkel érzékelt valóság csupán látszat: valójában csak az űr és a benne mozgó atomok léteznek. Az atom kifejezés (a-tomosz = szétvághatatlan) arra utal, hogy ez az anyag legkisebb önálló egysége, amely tovább nem bontható.
(2) John Dalton természettudós, vegyész vizsgálta a gázok tulajdonságait. Tőle származik az első, hidrogénre vonatkoztatott relatív atomtömegtáblázat; ő állította fel a többszörös súlyviszonyok törvényét. Elmélete szerint az elemeket gömb alakú, egyforma atomok alkotják, amelyek meghatározott arányban egyesülhetnek vegyületekké.
(3) Joseph John Thomson legnagyobb tudományos eredménye, hogy felfedezte az elektront a katódsugárzásban. Ezért 1906-ban fizikai Nobel-díjat kapott. Ő alkotta meg az első nem oszthatatlan atommodellt, amely szerint az elektronok a folytonos pozitív töltésű, gömb alakú atomban elszórtan beágyazva találhatók, mint a mazsolaszemek a pudingban.
(4) Ernest Rutherford fő kutatási területe az atom szétbontása, a radioaktív sugárzás; ezért 1908-ban kémiai Nobel-díjat kapott. Ő fedezte fel a protont – feltételezte, hogy a pozitív töltésű rész kicsi az egész atomhoz képest. Atommodelljében a pozitív töltésű mag körül kör alakú pályákon keringenek a negatív elektronok.
(5) Nils Bohr a Rutherford atommodelljét fejlesztette tovább úgy, hogy megkötéseket vezetett be az elektronpályák energiájára: a pályák között nincs folytonos átmenet; az átmenethez meghatározott nagyságú energiára van szükség és ez mindig egy ugrást jelent. Atomszerkezeti vizsgálataiért 1922-ben fizikai Nobel-díjat kapott. Hosszú ideig a magfizika vezető egyénisége volt és fiával együtt részt vett az atombomba tervezésében is.
(6) Arnold Sommerfeld a Bohr munkáját fejlesztette tovább. Atommodelljében az elektron kör alakú atomi pályái mellett ellipszis alakú pályákat is megadott.
(7) Erwin Schrödinger híres egyenlete alapján alakult ki a kvantummechanikai atommodell, amely jelenlegi ismereteink szerint a legkorszerűbb. Ezért az elméletéért 1933-ban fizikai Nobel-díjat kapott. Bevezeti az elektron hullámtermészetét és megállapítja, hogy az elektron pillanatnyi helye nem határozható meg, csak az előfordulási valószínűsége adható meg – konkrét helyek helyett azt a térrészt keresi, ahol az elektron 90%-os valószínűséggel megtalálható.
a) Mikor éltek és milyen nemzetiségűek voltak az atommodellek (1) – (7) megalkotói?
(1,75 p)
b) Kitől származik az „atom” kifejezés és miért nem érvényes már az eredeti jelentése?
(1,0 p)
c) Ki állapította meg, hogy az elektron pillanatnyi helyét nem lehet meghatározni az elektronburokban, csak az előfordulási valószínűségét? Mikor és milyen Nobel-díjat kapott ezért? (0,75 p)
d) Ki alkotta meg az atommodellt, amelyben a pozitív atommag körül kör alakú pályákon keringenek az elektronok? Ki fejlesztette tovább és mivel egészítette ki az atomelméletet? (1,0 p)
e) Ki állította fel az első, hidrogénre vonatkoztatott relatív atomtömegtáblázatot? Véleményed szerint a viszonyítási szempont logikus volt vagy nem? Válaszodat indokold meg. (1,0 p)
f) Kinek az atommodelljében szerepel először az a megállapítás, hogy az elektronok nem csak kör alakú pályákon keringenek? Milyen más alakú pályákat „engedett meg”? Kinek az atommodelljét fejlesztette ez által tovább? (0,75 p)
g) Van egy atommodell, amely a „mazsolás puding-modell” néven vált ismertté. Mi a jelentősége ennek a modellnek? Ki alkotta meg, mikor és milyen Nobel-díjat kapott érte?
(1,0 p)
h) Az egyik atommodell megalkotójának neve az előző válaszokban már szerepelt. Ő hosszú ideig a magfizika vezető egyénisége volt. Kiről van szó? Minek a tervezésében vett részt fiával együtt? Mikor és milyen Nobel-díjat kapott atommodell elméletéért? (1,0 p)
i) Ki fedezte fel a protont? Mikor, miért és milyen Nobel-díjat kapott? (1,0 p)
3. a) Add meg az alábbi, IUPAC (Tiszta és Alkalmazott Kémia Nemzetközi Uniója) szabályok szerint elnevezett vegyületek képletét, valamint a hagyományos elnevezéseket. (6,55 p)
Szám |
IUPAC elnevezés |
Hagyományos elnevezés |
Képlet |
(1) |
hidrogén-monooxo-klorát(I) |
(0,25 p) |
(0,15 p) |
(2) |
hidrogén-dioxo-klorát(III) |
(0,25 p) |
(0,15 p) |
(3) |
hidrogén-trioxo-klorát(V) |
(0,25 p) |
(0,15 p) |
(4) |
hidrogén-tetroxo-klorát(VII) |
(0,25 p) |
(0,15 p) |
(5) |
hidrogén-dioxo-nitrát (III) |
(0,25 p) |
(0,15 p) |
(6) |
hidrogén-trioxo-nitrát (V) |
(0,25 p) |
(0,10 p) |
(7) |
dihidrogén-trioxo-szulfát(IV) |
(0,25 p) |
(0,15 p) |
(8) |
dihidrogén-tetroxo-szulfát(VI) |
(0,25 p) |
(0,10 p) |
(9) |
trihidrogén-trioxo-foszfát(III) |
(0,25 p) |
(0,15 p) |
(10) |
trihidrogén-tetroxo-foszfát(V) |
(0,25 p) |
(0,10 p) |
(11) |
nátrium-hidrogén-trioxo-szulfát(IV) |
(0,25 p) |
(0,20 p) |
(12) |
kálium-tetroxo-foszfát(V) |
(0,25 p) |
(0,15 p) |
(13) |
kálium-hidrogén-tetroxo-szulfát(VI) |
(0,25 p) |
(0,20 p) |
(14) |
kalcium-trioxo-nitrát(V) |
(0,25 p) |
(0,15 p) |
(15) |
nátrium-dihidrogén-trioxo-foszfát(III) |
(0,25 p) |
(0,20 p) |
(16) |
nitrónium-trioxo-nitrát(III) |
(0,25 p) |
(0,25 p) |
b) Mit jelölnek a zárójelben levő római számok? (0,6 p)
4. Véglegesítették a Z = 112 rendszámú elem nevét.
a) Hogyan jelölték ezt a már felfedezett elemet a „névadás” előtt és mit jelentett ez a jelölés? (0,5 p)
b) Kiről nevezték el a Z=112 elemet? Mikor élt és a tudományok melyik területén tevékenykedett és vált ismertté? (1,0 p)
c) Mikor jelentették be először ennek az elemnek az előállítását? Mikor tudtak bizonyítható eredményt felmutatni az elem előállítására? „Mennyi elemet” állítottak elő és miből? (1,25 p)
d) Mi a ma elfogadott vegyjele ennek az elemnek? Volt-e más javasolt vegyjel is? Ha igen, mi volt az és miért nem fogadták el? Keress magyarázatot arra, hogy miért kaphatta éppen ezt a két betűt a vegyjel? (1,5 p)
e) Ki(k) és mikor javasoltak nevet és jelölést az új elemnek, és mikor fogadták el azt hivatalosan? (0,75 p)
f) Írd fel az új elem elektronkonfigurációját! (0,75 p)
g) Milyen izotópjait mutatták ki eddig és ezek közül melyik a legstabilabb? (0,75 p)
5. Milyen átalakulás várható, ha az ólom(II)-acetát és nátriumszulfát azonos anyagmennyiségeket tartalmazó vizes oldatait összeöntjük? Válaszodat magyarázd meg!
(Segítséget találsz az I. feladatlapon, illetve megoldásban.) (2,0 p)