Zadanie 3
Matura z chemii, maj 2023, poziom rozszerzony
Wymaganie: I.4 — wiązania chemiczne, hybrydyzacja, sieci krystaliczne.
Treść zadania
Węgiel tworzy kilka odmian alotropowych, które różnią się strukturą krystaliczną. Są wśród nich diament, grafit i fulereny.
Oceń prawdziwość poniższych zdań. Zaznacz P, jeśli zdanie jest prawdziwe, albo F — jeśli jest fałszywe.
| Nr | Zdanie | P/F |
|---|---|---|
| 1. | Odmienna budowa wewnętrzna diamentu, grafitu i fulerenów jest przyczyną różnic ich właściwości chemicznych, przy zachowaniu identycznych właściwości fizycznych. | P / F |
| 2. | W krysztale diamentu każdy z atomów węgla tworzy kowalencyjne wiązania σ z czterema otaczającymi go atomami. | P / F |
Źródło: arkusz CKE MCHP-R0-100-2305. Otwórz oryginalny PDF
Rozwiązanie
1. F — Odmiany alotropowe różnią się zarówno właściwościami fizycznymi (twardość, przewodnictwo, gęstość), jak i chemicznymi (różna reaktywność z tlenem, halogenami). Diament jest twardy i izolatorem, grafit miękki i przewodzi prąd, fulereny rozpuszczalne w toluenie.
2. P — W diamencie każdy atom węgla ma hybrydyzację sp³, tworząc 4 wiązania σ z 4 sąsiednimi atomami C w geometrii tetraedrycznej (kąty 109,5°). To tworzy trójwymiarową sieć kowalencyjną.
- "Identyczne właściwości fizyczne" — ewidentnie fałsz (diament 10/10 w skali Mohsa, grafit ~1,5; diament izolator, grafit przewodnik).
- W diamencie wszystkie wiązania są σ (sp³), w graficie 3 wiązania σ (sp²) + zdelokalizowane elektrony π (płaskie warstwy).
- Fulereny (C₆₀ itp.) — hybrydyzacja sp² z elementami sp³, struktura kuliście zamknięta.
Strona arkusza CKE z trescia zadania
Klucz: alotropy węgla
| Odmiana | Hybrydyzacja | Struktura | Właściwości |
|---|---|---|---|
| Diament | sp³ | Sieć 3D, tetraedryczna | Twardy, izolator, przezroczysty |
| Grafit | sp² | Warstwy heksagonalne | Miękki, przewodnik (e π), nieprzezroczysty |
| Fulereny | sp² | Sfery (C₆₀) | Rozpuszczalne, półprzewodniki |
| Grafen | sp² | 1 warstwa heksagonalna | Bardzo wytrzymały, przewodnik |
| Nanorurki | sp² | Zwinięty grafen | Wytrzymałe, anizotropowe |
Rozumiesz, jak to rozwiązać?
Przećwicz podobne typy zadań w aplikacji
matury-online.pl ma tysiące zadań pogrupowanych po dziedzinach. Sprawdź, czy temat „odmiany alotropowe węgla, diament, grafit, fulereny, wiązania" zrobisz samodzielnie.
Otwórz matury-online.pl