IX

IX. osztály, III. forduló, megoldás

2014 / 2015 –ös tanév, XX. évfolyam

1. (4,25 p)

S. sz.	„Érdekes”/„furcsa” név	Képlet	Kémiai (szisztematikus) név (vagy az összetételre vonatkozó más név)
1	musszívarany	SnS₂ _(0,3p)	óndiszulfid;ón(II)-szulfid_{(0,2 p)}
2	krómsárga	PbCrO₄ _(0,3p)	ólom(II)-kromát _{(0,2 p)}
3	ólomsavanhidrid	PbO₂ _(0,3p)	ólomdioxid;ólom(IV)-oxid _{(0,2 p)}
4	aranysó	NaAuCl₄●2H₂O _(0,3p)	nátrium-arany(III)-klorid _{(0,2 p)}
5	„fém-klorür” (min.3)	PbCl₂; Hg₂Cl₂; CuCl _(0,6p)	ólom(II)-klorid; higany(I)-klorid; réz(I).klorid _(0,6p)
6	kalgon	₍NaPO₃)₆ _(0,3p)	hexanétrium-hexametafoszfát; hexa(n-trium-metafoszfát) _{(0,2 p)}
7	uránsárga	Na₂U₂O₇ _(0,3p)	nátrium-uranát; nátrium-urán(VI)-oxid _{(0,25 p)}

2. a) (2,5 p)

szám	toldalék	jel	szám	toldalék	jel	szám	toldalék	jel	szám	toldalék	jel
0	nil	n	3	tri	t	6	hex	h	8	oct	o
1	un	u	4	quad	q	7	sept	s	9	enn	e
2	bi	b	5	pent	p

b) (3,0 p)

Z	ideiglenes név	vegyjel	Z	ideiglenes név	vegyjel
121	unbiunium	Ubu	176	unsepthexium	Ush
132	untribium	Utb	187	unoctseptium	Uos
143	unquadtrium	Uqt	198	unennoctium	Ueo
154	unpentquadium	Upq	199	unennennium	Uee
165	unhexpentium	Uhp	200	binilnilium	Bnn

Megj. Z=166 helyett 199 kellett volna, de természetesen a 166-t pontoztam: unhexhexium; Uhh

3. (32x0,2=6,4 p)

	H₂S	SO₃	CCl₄	CO₂
a) – szerkezet	1.	2.	3.	4.
b) – szigma-elektronok száma	5. 4	6. 6	7. 8	8. 4
c) – pi-elektronok száma	9. 0	10. 6	11. 0	12. 4
d) – nemkötő elektronpárok száma	13. 2	14. 6	15 12	16. 4
e) – központi atom vegyértéke	17. 2	18. 6	19. 4	20. 4
f) – kötésszög értéke	21. 92^o	22. 120^o	23. 109^o28’	24. 180^o
g) – kötések polaritása (poláris/apoláris)	25. poláris	26. poláris	27. poláris	28. poláris
h) – molekula polaritása (poláris/apoláris)	29. poláris	30. apoláris	31. apoláris	32. apoláris

A H₂S molekula nem szimmetrikus, míg a többi 3 molekula szimmetrikus szerkezetű, így ez utóbbiakban a molekulán belüli polaritás kiegyenlítődik és ezért a molekulák apoláris jellegűek. (0,6 p)

4. a)

F₂; gáz; sásrgás-zöld Cl₂; gáz; zöld Br₂; folyékony; vörös-barna I₂; szilárd; acélszürke,

de gőzei lila színűek. (3,25 p)

b) Az asztácium; At; Z = 85. Azért hiányzik, mert minden izotópja radioaktív tulajdonságú.

(1,0 p)

c) Z = 117; Uus, ununseptium (0,75 p)

d) Vegyértékhéj szerkezet: ns²np⁵;

vegyértékelektronok = utolsó héj elektronjai = 7, vegyérték = 1 (0,5 p)

e) Vegyületeikben – 1 és + 7 között váltakozhat az oxidációs számuk, ill. a vegyértékük

1 – 7 között lehet, de nem mindegyiknek. (0,25 p)

- a F – a legelektronegatívabb kémiai elem, így csak – 1 o.sz. , ill. 1 vegyértékű lehet vegyületeiben: ionos vegyületekben felvesz 1 elektront, kovalens kötés esetén csak negatív pólus lehet. 1s²2s²2p⁵ konfigurációból adódik, hogy mindössze egy hely van üresen az orbitáljaiban. Pl. NaF, MgF₂, HF, stb. (0,5 p)

- a Cl – o.sz. értékei lehetnek: – 1, + 1, + 3, + 4, + 5, + 6 és + 7, ill. vegyértéke: 1, 3, 4, 5, 6, 7 lehet (a +4 és +6 ritkább); (0,25 p)

- a konfigurációból: [Ne]3s²3p⁵3d^o adódik, hogy a 3p alhéj kiegészítésén kívül a 3d alhéjra is fogadhat be elektronokat (0,5 p)

– 1 o.sz. : fémekkel, vagy kisebb elektronegativitású nemfémmel: NaCl, HCl (0,25 p)

+1 o.sz. : nagyobb elektronegativitású nemfémmel: ClF, Cl₂O, HOCl (0,25 p)

+ 3 o.sz. = vegyérték 3: HClO₂ ; + 4 o.sz. = vegyérték 4: ClO₂ ;

+ 5 o.sz. = vegyérték 5: HClO₃ , Cl2O₇; + 6 o.sz. = vegyérték 6 : Cl₂O₆

+ 7 o.sz. = vegyérték 7: Cl₂O₇; HClO₄ (0,5 p)

- a Br és a I a klórhoz hasonló vegyérték állapotban fordulhatnak elő, mivel a konfigurációjuk hasonló: [Ar]4s²3d¹⁰4p⁵4d^o , ill. : [Kr]5s²4d¹⁰5p⁵5d^o (0,5 p)

(mindkét esetben az 1 vegyérték állapot a leggyakoribb, atöbbi ritkább, instabil vagy nem ismert)

Br: – 1 : HBr; + 1 : HBrO, Br₂O; + 3: NaBrO₂; + 5: HBrO₃; + 7: NaBrO₄ (0,5 p)

I: – 1 : HI; + 1 : HIO; + 3: NaIO₂; + 5: HIO₃ , NaIO₃ ; + 7: NaIO₄ (0,5 p)

f) A nemfém atomok között kovalens kötés alakul ki. Vegyértékből következik: itt egyszeres kovalens kötés van, amely apoláris, mivel azonos atomok kapcsolódnak össze. (0,75 p)

g) A kötéstávolság = kapcsolódó atomok magjai közti távolság. Így a kisebb térfogatú atomok közötti kötéstávolság is kisebb; az a)-válasz alapján: F₂, Cl₂, Br₂, I₂ sorrendben nő (142 pm, 199 pm, 228 pm, 267 pm). (0,5 p)

h) (1,2 p)

S.sz.	+/–	S.sz.	+/–	S.sz.	+/–	S.sz.	+/–	S.sz.	+/–	S.sz.	+/–
1	+	2	+	3	+	4	–	5	+	6	+
7	–	8	–	9	+	10	–	11	–	12	–

A F® Cl ® Br ® I sorrendben csökken a reakciókészség, illetve az elektronfelvevő képesség. A reakcióképesebb halogén elem kiűzi (=helyettesíti) a kevésbé reakcióképes halogént (halogenid ion formájában) vegyületeiből. (0,8 p)

i) Az o.p. = szilárd állapot ® cseppfolyós állapot átalakulás. A jód standard körülményeken szilárd állapotú, ezért o.p.-ja > 0^o C. (0,25 p)

j) A f.p. = cseppfolyós állapot ® gázállapot átalakulás. A bróm cseppfolyós , a jód szilárd állapotú standard körülményeken, így ennek a kettőnek lesz a f.p.-ja > 0^o C (bróm: 59^o C, jód: 184^o C). (0,5 p)

k) Fluor – legelektronegatívabb elem (= az összes kémiai elem közül a legnagyobb a reakcióképessége);

Bróm – standard körülményeken egyetlen folyékony halmazállapotú nemfém,

Jód – melegítve szublimál. (0,75 p)

l) Cl > F > Br > I (0,19; 0,065; 6x10^–4; 6,1x10^–6). (0,25 p)

m) Mind a 4 halogén mérgező, elsősorban a légzőszervekre és bőrre kifejtett maró hatásuk miatt.

F – rendkívül maró hatású, mivel a legreakcióképesebb elem,

Cl – elsősorban a nyálkahártyát izgatja, jó vízoldhatósága miatt főleg a felső légutakat támadja;

Br – a bőrön súlyos felmaródásokat okoz, gőzei a nyálkahártyát irritálják;

I – emberi és állati szervezet számára kisebb mennyiségben (0,2 mg/nap) nélkülözhetetlen, nagyobb mennyiségben mérgező. (1,25 p)

n) - halogenidek – a halogén o.sz. = – 1; halogenátok – a halogén o.sz. mindig „+”. (0,25 p)

o) F: ¹⁹F; Cl: ³⁵Cl és ³⁷Cl; Br: ⁷⁹Br és ⁸¹Br; I: ¹²⁷I (0,5 p)

p) Nagy reakciókészségük miatt egyik sem fordul elő elemi állapotban a természetben, kivéve a klórt, amely bizonyos vulkánkitörések gázkeverékében felszínre kerül. (0,5 p)

5. A) a) 0,25 dm³ = 250 ml;

- a napi cukoradag / 0,5 liter üdítő = 5x10,5 = 52,5 g cukor = 10,5 db. kockacukor/nap

- 1 hét alatt: 7x10,5 = 73,5 db. kicsi kockacukor (1,25 p)

b) – sok ez a cukoradag a szervezet számára egy egyszerű meggondolás alapján: a 0,5 literes üdítőn kívül még nagyon sok cukortartalmú ételt fogyasztunk a napi étkezések során.

- egészségesebb, ha nem fogyasztjuk ezeket az üdítőket; a nulla cukortartalmúak is sok nem természetes adalékanyagot tartalmaznak.

(Napi cukorszükséglet: nőknek 25 g férfiaknak 37 g). (0,5 p)

B) a) 10 ml permetezőszer + 10000 ml víz = 10010 ml oldat

V/V% = 10x100/10010 = 0,0999 V/V% (0,75 p)

b) V_keverék = V_oldószer = 10 liter = 10000 ml és V_f.a. = 10 ml

V/V% = 10x100/10000 = 0,1 V/V% (0,5 p)

- a koncentráció különbség: = 0,1 – 0,0999 = 10^–4 (0,25 p)

- a hiba% a reális koncentrációhoz viszonyítva = 10^–4 x100/0,0999 = 0,1 % (0,25 p)

6. a1) A kezdeti oldatok színtelenek; a reakció során mindkét esetben színváltozás történik_ első esetben a kiváló brómtól sárgásbarna, a másodikban a kiváló jódtól halványbarnára színeződik az oldat. (1,25 p)

a2) A 4h) feladata (5) és (6)-os reakciói felelnek meg a fenti átalakulásoknak. (0,5 p)

b) Az eredeti halványbarna színű vizes oldatból a CCl₄ kioldja a jódot; két fázis lesz a kémcsőben: alól a lila színű CCl₄ –os jódoldat és felül a víz. A I₂ molekula apoláris és a CCl₄ is apoláris (szimmetrikus szerkezete miatt), míg a víz poláris molekula. A „hasonló szerkezetű anyagok oldódnak egymásban” elv alapján a CCl₄ oldja a jódot, amely lila színű és a kémcső alján fog elhelyezkedni, mert a CCl₄ sűrűsége nagyobb, mint a víz sűrűsége (az oldott anyag elhanyagolható mértékben változtatja meg a sűrűséget). (1,5 p)

7. a) (4,0 p)

9 8	1	11 2	5	3	4	55 6	9	7
ET	ZN	OG	E●	OÁ	EE	ET	ÜE	LA
4	5	17 6	71 8	9	7	1	2	23 3
SÓ	●E	K●	LA	TL	● ,	E●	DO	●T
9	7	3	1	2	25 6	4	5	8
NO	KN	AA	IÖ	EN	MT	TZ	LZ	AY
26 3	9	7	2	7 6	1	5	33 8	4
K●	●L	NÉ	GÉ	●E	TŐ	ÜS	BN	EK
6	17 8	4	14 3	5	62 9	7	1	19 2
TM	K●	EÉ	ZL	GA	●E	M●	RH	EM
1	2	44 5	23 4	7	8	3	41 6	9
AÖ	LO	VK	RS	KY	JY	●H	LŐ	LT
11 2	4	9	6	1	25 3	8	7	5
AL	Z●	KC	,K	NZ	KL	Á●	OH	EÁ
5	2 3	1	7	31 8	17 2	9	25 4	6
NN	●T	●B	EG	ÁG	NA	KH	LE	Y,
7	6	73 8	9	4	5	5 2	3	1
E●	EA	UV	É●	V●	Y●	IT	AA	HA

b) Az interhalogenidek azok a szervetlen vegyületek, melyeknek molekulájában két különböző halogénatom található és ezeknek a száma kettő, négy, hat vagy nyolc lehet. (1,0 p)

c) - az At tartalmúak gyakorlatilag nem léteznek, mert ez radioaktív elem; (0,1 p)

- kétatomos interhalogenidek: ClF, BrF, IF, AtF, BrCl, ICl, AtCl, IBr, AtBr, AtI (0,05x10=0,5 p)

- négyatomos interhalogenidek: F₃Cl, F₃Br, F₃I, F₃At, Cl₃F, Cl₃Br, Cl₃I, Cl₃At, Br₃F, Br₃Cl, Br₃I, Br₃At, I₃F, I₃Cl, I₃Br, I₃At, At₃F, At₃Cl, At₃Br, At₃I (0,05x20=1,0 p)

- a fentiek közül a F₃Cl, F₃Br, F₃I és Cl₃I létezhetnek, mert a kisebb térfogatú atomokból több tud kapcsolódni egy nagyobb térfogatú atomhoz, mint fordítva, ahol a térbeli gátlás akadályozza a kapcsolódást. (0,4 p)

- hatatomos interhalogenidek: F₅Cl, F₅Br, F₅I, F₅At, Cl₅F, Cl₅Br, Cl₅I, Cl₅At, Br₅F, Br₅Cl, Br₅I, Br₅At, I₅F, I₅Cl, I₅Br, I₅At, At₅F, At₅Cl, At₅Br, At₅I (0,05x20=1,0 p)

- a fentiek közül F₅Cl, F₅Br, F₅I ás Cl₅I létezhet; magyarázat: előző csoportnál. (0,3 p)

- nyolcatomos interhalogenidek: F₇Cl, F₇Br, F₇I, F₇At, Cl₇F, Cl₇Br, Cl₇I, Cl₇At, Br₇F, Br₇Cl, Br₇I, Br₇At, I₇F, I₇Cl, I₇Br, I₇At, At₇F, At₇Cl, At₇Br, At₇I (0,05x20=1,0 p)

- a fentiek közül a F₇I létezik (a F₇Br-t nem sikerült előállítani) ; magyarázat: előző csoportnál. (0,2 p)