Για να εκτυπώσετε το Θέμα πατήστε "Εκτύπωση"!
| Τύπος Σχολείου: | Γενικό Λύκειο | Πηγή: Ι.Ε.Π. | Αναγνώσθηκε: 2293 φορές Επικοινωνία | |
|---|---|---|---|---|
| Μάθημα: | Χημεία | Τάξη: | Α' Λυκείου | |
| Κωδικός Θέματος: | 38889 | Θέμα: | 2 | |
| Τελευταία Ενημέρωση: | 13-Δεκ-2025 | Ύλη: | 1.3.3 Ατομικός αριθμός - Μαζικός αριθμός 2.1.2 Κατανομή ηλεκτρονίων σε στιβάδες 2.2 Κατάταξη των στοιχείων (Περιοδικός Πίνακας). Χρησιμότητα του Περιοδικού Πίνακα. 2.3.4 Ατομική ακτίνα 2.4.4 Αριθμός οξείδωσης 2.4.6 Ονοματολογία ανόργανων χημικών ενώσεων 3.5.1 Πώς συμβολίζονται οι χημικές αντιδράσεις 3.5.4 Μεταθετικές αντιδράσεις 4.1.1 Σχετική ατομική μάζα - Σχετική μοριακή μάζα | |
| Το θέμα προέρχεται και αντλήθηκε από την πλατφόρμα της Τράπεζας Θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας που αναπτύχθηκε (MIS5070818-Tράπεζα θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Γενικό Λύκειο-ΕΠΑΛ) και είναι διαδικτυακά στο δικτυακό τόπο του Ινστιτούτου Εκπαιδευτικής Πολιτικής (Ι.Ε.Π.) στη διεύθυνση (http://iep.edu.gr/el/trapeza-thematon-arxiki-selida) | ||||
| Τύπος Σχολείου: | Γενικό Λύκειο | ||
|---|---|---|---|
| Τάξη: | Α' Λυκείου | ||
| Μάθημα: | Χημεία | ||
| Θέμα: | 2 | ||
| Κωδικός Θέματος: | 38889 | ||
| Ύλη: | 1.3.3 Ατομικός αριθμός - Μαζικός αριθμός 2.1.2 Κατανομή ηλεκτρονίων σε στιβάδες 2.2 Κατάταξη των στοιχείων (Περιοδικός Πίνακας). Χρησιμότητα του Περιοδικού Πίνακα. 2.3.4 Ατομική ακτίνα 2.4.4 Αριθμός οξείδωσης 2.4.6 Ονοματολογία ανόργανων χημικών ενώσεων 3.5.1 Πώς συμβολίζονται οι χημικές αντιδράσεις 3.5.4 Μεταθετικές αντιδράσεις 4.1.1 Σχετική ατομική μάζα - Σχετική μοριακή μάζα | ||
| Τελευταία Ενημέρωση: 13-Δεκ-2025 | |||
| Το θέμα προέρχεται και αντλήθηκε από την πλατφόρμα της Τράπεζας Θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας που αναπτύχθηκε (MIS5070818-Tράπεζα θεμάτων Διαβαθμισμένης Δυσκολίας για τη Δευτεροβάθμια Εκπαίδευση, Γενικό Λύκειο-ΕΠΑΛ) και είναι διαδικτυακά στο δικτυακό τόπο του Ινστιτούτου Εκπαιδευτικής Πολιτικής (Ι.Ε.Π.) στη διεύθυνση (http://iep.edu.gr/el/trapeza-thematon-arxiki-selida) | |||
Θέμα 2ο
2.1 Το βόριο \((B)\) είναι το χημικό στοιχείο με ατομικό αριθμό \(5\). Στη φύση απαντάται σε άμορφη και κρυσταλλική μορφή. Το κρυσταλλικό βόριο χρησιμοποιείται ως πρόσμειξη του πυριτίου \((Si)\) για την κατασκευή p-τύπου ημιαγωγών στα μικροτσίπ. Το άμορφο βόριο χρησιμοποιείται στην κατασκευή υλικών για πυροτεχνήματα εξαιτίας της χαρακτηριστικής πράσινης-γαλάζιας φλόγας που δίνει κατά την καύση του.
α) Να γράψετε την ηλεκτρονιακή δομή του βορίου \((_5B)\) και να εξηγήσετε σε ποια ομάδα και σε ποια περίοδο του Περιοδικού Πίνακα ανήκει.
(μονάδες 3)
β) Να συγκρίνετε την ατομική ακτίνα των στοιχείων \(_5B\) και \(_6C\).
(μονάδες 3)
γ) Nα εξηγήσετε ποιο από τα στοιχεία \(_5Β\) και \(_{13}Al\) αποβάλλει ευκολότερα ηλεκτρόνια.
(μονάδες 3)
δ) Να υπολογίσετε πόσα πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια έχει το κατιόν του βορίου \({^{11}_{5}B}^{3+}\)
(μονάδες 3)
Μονάδες 12
2.2 Το \(B_2O_3\) χρησιμοποιείται για να παρασκευαστούν πυρίμαχα γυάλινα σκεύη (πυρέξ). Το \(H_3BO_3\) είναι ένα πολύ ασθενές οξύ (με \(pH ≈ 6\) σε αραιά διαλύματα), που χρησιμοποιείται ως συντηρητικό τροφίμων, ενώ τα υδατικά του διαλύματα χρησιμοποιούνται για εκπλύσεις αλκαλικών εγκαυμάτων και για οφθαλμικές σταγόνες, ως ήπιο αντισηπτικό.
α) Να υπολογίσετε τη σχετική μοριακή μάζα του \(H_3BO_3\), καθώς και τον αριθμό οξείδωσης του \(B\) στην ένωση αυτή. Δίνονται οι σχετικές ατομικές μάζες \(Ar(Η)=1, Ar(Β)=11\) και \(Ar(Ο)=16.\)
(μονάδες 4)
β)
i. Το \(H_3BO_3\) παράγεται, όταν η ένωση \(BCl_3\) αντιδράσει με το νερό. Η Σοφία έγραψε τα αντιδρώντα και τα προϊόντα, αλλά δεν έβαλε τους συντελεστές.
$$BCl_3(s) + H_2O(l) \rightarrow H_3BO_3(aq) + HCl(g)$$
Μπορείτε να συμπληρώσετε τη χημική εξίσωση;
ii. Να γράψετε τη χημική εξίσωση της καύσης του \(B\) προς \(Β_2Ο_3\).
iii. Να ονομάσετε τις ενώσεις \(Β_2Ο_3\) και \(BCl_3\).
(μονάδες 6)
γ) Στις οδηγίες ασφαλείας για το εργαστήριο Χημείας αναφέρεται ότι, σε περίπτωση ατυχήματος με εκτίναξη σταγόνων διαλύματος καυστικού νατρίου \((NaOH)\) στο μάτι, συνιστάται η έκπλυση του οφθαλμού με πολύ αραιό διάλυμα \(H_3BO_3\) \((0,01 Μ)\). Μπορείτε να δώσετε μια εξήγηση γιατί προτείνεται κάτι τέτοιο;
(μονάδες 3)
Μονάδες 13
Το παραπάνω θέμα αναπτύχθηκε στο πλαίσιο του έργου: «Ανάπτυξη Δοκιμασιών Αξιολόγησης Δεξιοτήτων Εγγραμματισμού στα μαθήματα της Νεοελληνικής Γλώσσας και Λογοτεχνίας, της Άλγεβρας, της Φυσικής και της Χημείας Α’ Λυκείου Γενικού Λυκείου» Ανάδοχος: «Ειδικός Λογαριασμός Κονδυλίων Έρευνας (Ε.Λ.Κ.Ε) Πανεπιστημίου Ιωαννίνων» ΑΔΑΜ: 25SYMV016348911 2025-02-20.
Ενδεικτικές απαντήσεις
2.1
α) Το \(_5B\) έχει \(5\) ηλεκτρόνια, οπότε η ηλεκτρονιακή του δομή είναι \(Κ(2) L(3)\).
To \(B\) έχει τρία ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα, οπότε ανήκει στην 13η ή ΙΙΙΑ ομάδα του Περιοδικού Πίνακα. Επίσης έχει κατανεμημένα τα ηλεκτρόνιά του σε δύο στιβάδες, άρα ανήκει στη 2η περίοδο.
β) Ο ατομικός αριθμός του \(C\) είναι \(6\) και βρίσκεται μία θέση πιο δεξιά από το \(B\) στη 2η περίοδο του Περιοδικού Πίνακα. Κατά μήκος μίας περιόδου η ατομική ακτίνα μειώνεται προς τα δεξιά, συνεπώς μεγαλύτερη ατομική ακτίνα έχει το \(Β\).
γ) Η ηλεκτρονιακή δομή του \(_{13}Al\) είναι \(Κ(2) L(8) Μ(3)\). Το \(Al\) έχει τρία ηλεκτρόνια στην εξωτερική του στιβάδα, γι’ αυτό ανήκει στην 13η ομάδα του Περιοδικού Πίνακα, όπως και το \(Β\). Όμως το \(Al\) βρίσκεται πιο κάτω από το \(Β\), συνεπώς τα ηλεκτρόνια της εξωτερικής στιβάδας στο \(Al\) είναι πιο απομακρυσμένα από τον πυρήνα και έτσι δέχονται πιο ασθενή έλξη, με αποτέλεσμα το \(Al\) να αποβάλλει ευκολότερα τα ηλεκτρόνια.
δ) Το κατιόν του βορίου έχει φορτίο \(+3\). Ο ατομικός αριθμός του ατόμου του βορίου είναι \(5\) και ο μαζικός \(11\). Επομένως θα έχουμε:
πρωτόνια \(= 5\),
νετρόνια \(= 11-5 = 6\).
Τα ηλεκτρόνια σε ένα ουδέτερο άτομο είναι ίσα με τα πρωτόνια, άρα \(5\). Στην περίπτωση του κατιόντος \(Β^{3+}\) έχουμε: \(5-3 =2\).
2.2
α) H σχετική μοριακή μάζα του \(H_3BO_3\) είναι: \(Mr = 3 \cdot 1 + 1 \cdot 11 + 3 \cdot 16 = 62\).
O αριθμός οξείδωσης για το υδρογόνο είναι \(+1\) και για το οξυγόνο είναι \(-2\).
Αν x είναι ο αριθμός οξείδωσης του \(Β\), για το \(H_3BO_3\) ισχύει: \(3 \cdot (+1) + 1 \cdot x + 3 \cdot (-2) = 0 \Rightarrow x = 3\).
β)
i. \(BCl_3(s) + 3 H_2O(l) \rightarrow H_3BO_3(aq) + 3 HCl(g)\).
ii. \(4 B(s) + 3 O_2(g) \rightarrow 2 Β_2Ο_3(s)\).
iii. Οι ονομασίες των ενώσεων είναι:
\(Β_2Ο_3:\) Οξείδιο του βορίου,
\(BCl_3:\) Τριχλωριούχο βόριο.
γ) Προτείνεται έκπλυση του οφθαλμού με πολύ αραιό διάλυμα \(H_3BO_3\) \((0,01 Μ)\) για τους εξής λόγους:
Το διάλυμα \(NaOH\) είναι ισχυρά βασικό και μπορεί να προκαλέσει σοβαρές βλάβες στους ιστούς του ματιού.
Το βορικό οξύ είναι ένα ήπιο ασθενές οξύ, έτσι εξουδετερώνει την περίσσεια βάσης \((NaOH)\) στο μάτι.
Τυχόν περίσσεια βορικού οξέος δεν προκαλεί ερεθισμό ή περαιτέρω βλάβες, αφού το διάλυμα είναι πολύ ήπια όξινο \((pH ≈ 6)\), σύμφωνα με την εκφώνηση.