Pytania i tematy egzaminacyjne COiN

Zasady zielonej chemii. Czego dotyczą i na czym polegają? Główne zadania chemii – (Poznawanie budowy i właściwości materii oraz zależności między nimi, projektowanie i otrzymywanie nowych substancji i materiałów, cel przeprowadzania reakcji) Niektóre postulaty Daltona są nieaktualne. Czego dotyczą i dlaczego nie są prawdziwe? Definicje podstawowe: pierwiastek, atom, mol, nuklid, izotop, masa atomowa, unit, związek chemiczny, cząsteczka, jon, .. Podstawowe prawa chemiczne - Stosowanie oraz zrozumienie, z czego wynikają i jakie są tego prawa konsekwencje: prawo zachowania masy (materii) prawo stałości składu prawo stałych stosunków masowych prawo Avogadro prawo stosunków stałych prawo stałych stosunków wielokrotnych

Podstawowe pojęcia związane z reakcjami chemicznymi: substrat, produkt, równanie szkieletowe, równanie zbilansowane, pełne i skrócone równania jonowe, współczynnik stechiometryczny Klasyfikacja związków nieorganicznych Rodzaje, nazwy i charakterystyka tlenków Rodzaje, nazwy i charakterystyka wodorków Rodzaje, nazwy i charakterystyka kwasów Rodzaje, nazwy i charakterystyka soli Pisownia wzorów związków nieorganicznych: związki jonowe proste i złożone (sole kwasów tlenowych), związki kompleksowe wyjątki (amidki, azydki, cyjanki, cyjaniany, izocyjaniany, tiocyjaniany, …..)

Budowa atomu – jądro atomowe Jakie są relacje (zależności) pomiędzy liczbą atomową , liczbą masową a liczbami cząstek elementarnych danego atomu. Jak się kształtuje stosunek liczby neutronów do liczby protonów w trwałych izotopach pierwiastków? Jak obliczamy energię wiązania jądra atomowego i skąd się ona bierze?) Jak się zmienia trwałość jąder atomowych pierwiastków mierzona energią przypadającą na jeden nukleon? Na czym polegają główne naturalne przemiany (reakcje jądrowe) stabilizujące jądra nietrwałe, takie jak rozpad na kilka lżejszych izotopów, przemiany α, β, emisja neutronu, pozytonu, wychwyt K. Skąd się bierze energia jądrowa? Na czym polega datowanie metodą węgla 14C? Jakie są ograniczenia tej metody?

Sfera elektronowa w atomach - Orbitale atomowe Jaki jest związek między funkcja falową a orbitalem atomowym? Jaki kształt mają orbitale s, p i d? Ile jest orbitali poszczególnych typów? Jakie zależności występują pomiędzy liczbami kwantowymi? Ile liczb kwantowych i które z nich określają jednoznacznie powłokę elektronową, orbital i elektron? Czy następujące zestawy 3 liczb kwantowych (n,l,m) opisują orbital? [0, 0, 1], [-1, 0, 1], [2, 1, 2], 3,2,-1], [2, 1, 1], [5, 1, 0] Jakie reguły obowiązują przy przewidywaniu kolejności obsadzania orbitali przez elektrony? Jaka jest kolejność poziomów energetycznych orbitali na 3, 4 i 5 powłoce, decydująca o konfiguracji elektronowej? Jaki jest związek pomiędzy konfiguracją elektronową a miejscem pierwiastka w układzie okresowym? Jakie są konfiguracje elektronowe bloków s, p, d?

Układ okresowy Dlaczego miejsce pierwiastka w układzie okresowym decyduje o jego właściwościach? Wyjaśnij brak monotoniczności zmian właściwości fizycznych atomów w okresach Wymień główne zalety i wady układu okresowego pierwiastków w wersji zaproponowanej przez Mendelejewa Od czego zależy i o czym decyduje wielkość energii jonizacji? Co to jest efektywna liczba atomowa? Jak się określa elektroujemność i do czego ona służy? Dlaczego elektroujemność na ogół maleje dla kolejnych pierwiastków danej grupy układu okresowego a rośnie dla kolejnych pierwiastków bloków s i p w danym okresie? Od czego zależy wielkość atomów i jak się zmienia w grupach (rodzinach) i okresach?

Wiązania chemiczne Które podpowłoki nazywamy wewnętrznymi (w), które zewnętrznymi (z), wysyconymi (w) i niewysyconymi (n)? Czy wszystkie kombinacje (ww,wn, zw, zn) są możliwe? Czym różnią się główne typy wiązań chemicznych? Jak elektroujemność atomów tworzących wiązanie wpływa na charakter (typ) tego wiązania? Na czym polegają zmiany orbitali (elektronów) podpowłok zewnętrznych i wewnętrznych atomu po utworzeniu przez ten atom różnych rodzajów wiązania? Charakterystyka wiązania jonowego i metalicznego. Kierunkowość, energia, wysycenie, właściwości substancji, w której są tylko wiązania jonowe. Charakterystyka i odmiany wiązania kowalencyjnego, najważniejsze właściwości substancji zbudowanej z cząsteczek.

Z czego wynika reguła oktetu i jakie są jej konsekwencje, jeśli chodzi o charakter wiązań tworzonych przez dany atom? Zastosowanie wzorów Lewisa do wyjaśnienia budowy prostych nieorganicznych związków i jonów: H2O, CO, CO2, SO2, O3, N2, NO2, SO42-, NH4+, HCO3-, H2O2. Na czym polega wiązanie wodorowe i pomiędzy jakimi grupami funkcyjnymi może występować? Na czym polega wpływ wiązań wodorowych na temperaturę wrzenia i topnienia substancji molekularnych? Jakie znaczenie mają wiązania wodorowe w białkach, kwasach nukleinowych i polisacharydach? Rodzaje sił van der Waalsa i ich wzajemne relacje. Na jakie właściwości związków wpływają one w największym stpniu? Na czym polegają wiązania kowalencyjne wielokrotne?

Orbitale cząsteczkowe Z jakich orbitali atomowych mogą powstawać orbitale molekularne π i  (pi i sigma)? Napisz konfiguracje elektronowe (obsadę orbitali molekularnych) dla prostych cząsteczek i jonów dwuatomowych, np. N2, O2, O2-, O22-, F2, He2+. Jak określa się rząd wiązania kowalencyjnego? Na czym polega hybrydyzacja orbitali atomowych? Jakie są geometryczne konsekwencje hybrydyzacji sp, sp2, sp3, sp2d, sp3d, sp3d2? Podaj przykłady związków molekularnych, w których atom centralny ma hybrydyzację typu … (Będzie podany jeden z typów wymienionych w pytaniu 18). Na czym polega sprzężenie wiązań kowalencyjnych wielokrotnych? Podaj przykłady. Co to są wiązania (kowalencyjne) zdelokalizowane?

Reakcje chemiczne Jakie znasz rodzaje reakcji chem.? Podaj przykłady. Jak się określa wydajność reakcji? Dlaczego w ogóle zachodzą reakcje chemiczne? Jak się określa rząd reakcji chemicznej? Czym różni się równanie stechiometryczne od kinetycznego? Jak się określa energię aktywacji konkretnej reakcji i czy można ją zmienić? Od czego zależy szybkość reakcji chemicznych? Od czego zależy stała szybkości reakcji? Z czego wynika reguła van’t Hoffa? O czym mówi równanie Arrheniusa? Różnica między kompleksem aktywnym a produktem pośrednim? Na czym polegają reakcje łańcuchowe?

Dlaczego zastosowanie katalizatora może zmienić nie tylko szybkość ale i kierunek reakcji? Podaj przykłady praktycznego zastosowania katalizy w przemyśle nieorganicznym. Jakie są różnice pomiędzy katalizą hetero- i homogeniczną? Co oznacza stwierdzenie, że reakcja osiągnęła stan równowagi (chemicznej)? Czy każda reakcja może taki stan osiągnąć? Jakiego typu reakcje są jednokierunkowe (nieodwracalne)? Jak temperatura wpływa na stan równowagi chemicznej a jak wpływa na szybkość dochodzenia do niej? Jak wykorzystuje się praktycznie prawo działania mas i na czym ono polega? Od czego (i dlaczego) zależy liczba zderzeń (szybkości reakcji) w teorii kinetycznej gazów?

Elektrolity Jakie konsekwencje dla właściwości roztworu ma zjawisko dysocjacji elektrolitycznej? Od czego zależy stopień dysocjacji danej substancji w danym rozpuszczalniku? Od czego zależy moc elektrolitu? Jakie wartości może przyjmować i od czego zależy współczynnik van’t Hoffa? Definicje kwasów i zasad. Czy ta sama substancja albo jon może być zarówno kwasem jak i zasadą? Na czym polega różnica pomiędzy definicjami kwasów i zasad według Brönsteda i Lewisa? Jakiego typu substancje mogą być zarówno kwasami jak i zasadami? Z czego wynika stałość iloczynu jonowego wody?

Co charakteryzuje pH i jak pH zależy od budowy związku? Dlaczego zmierzone pH może znacznie różnić się od obliczonego? Które z nich może być większe? Wyjaśnij związek pomiędzy stałą a stopniem dysocjacji słabego elektrolitu (wzór Ostwalda). Dlaczego kolejne stopnie dysocjacji np. w H2S są coraz mniejsze? Od czego zależy moc kwasów beztlenowych typu H-X? Od czego zależy moc kwasów tlenowych o ogólnym wzorze R[Om(OH)n]? Od czego zależy twardość (i miękkość) kwasów i zasad Lewisa i jakie to ma konsekwencje dla ich właściwości chemicznych? W jakich przypadkach wodorotlenki wykazują właściwości amfoteryczne? Na czym polega hydroliza i jakie związki jej ulegają?

Jakiego typu mieszaniny (w roztworze wodnym) mają zdolność buforowania zmian pH i od czego zależy ilość neutralizowanego kwasu lub zasady? Z czego wynika stałość iloczynu rozpuszczalności? Jak wykorzystano iloczyn rozpuszczalności do utrzymania względnie stałego potencjału w elektrodach wzorcowych? Wyjaśnić na podstawie równania równowagi hydrolizy NH4NO2, NaNO2 lub NH4Cl, jak zmiana pH (po dodaniu kwasu lub zasady) wpływa na stopień hydrolizy soli. Dlaczego aktywność jonów maleje ze wzrostem mocy jonowej roztworu?

Reakcje redoks i potencjał elektrochemiczny Jakie reakcje noszą nazwę reakcji utleniania-redukcji? Czy jest możliwe przeprowadzenie tylko jednej z nich? Jak się oblicza stopień utlenienia atomów i kiedy równa się on ładunkowi formalnemu? Jak przewidzieć zachowanie się danego związku lub jego fragmentu w reakcji redoks? Czy będzie on reduktorem czy utleniaczem? Od czego zależy potencjał danego półogniwa? Jakie są różnice między szeregami napięciowymi metali, pierwiastków i układów redoks? Jak na podstawie szeregu napięciowego przewidzieć przebieg reakcji redoks a jak przewidzieć możliwy wpływ pH na potencjał takiego ogniwa? Czy i jak można wpłynąć (zmienić jej wartość) na siłę elektromotoryczną ogniwa?

Co można policzyć z równania Nernsta? Na jakiej zasadzie działają ogniwa paliwowe? Jakie reakcje zachodzą w akumulatorze ołowiowym (i w bateriach alkalicznych)? W roztworach jakiego typu można prowadzić elektrolizę i jakiego typu substancje poddają się elektrolizie? Jakie związki otrzymuje się metodą elektrolityczną na skale przemysłową? Na czym polega korozja elektrochemiczna i w jakich sytuacjach występuje?

Związki koordynacyjne (kompleksowe) Jak są zbudowane związki kompleksowe i jak się zapisuje ich wzory? Ile równowag może występować w roztworze związku kompleksowego? Jakie charakterystyczne wiązania występują w związkach kompleksowych? Co to jest liczba koordynacyjna i od czego ona zależy? Jakie są zasady nazewnictwa związków kompleksowych? Z jakiego powodu następuje zróżnicowanie energii orbitali d w związkach kompleksowych i od czego ono zależy? Czego dotyczy szereg spektrochemiczny ligandów i z czego wynika kolejność w nim ligandów? Jakie są i na czym polegają główne rodzaje izomerii w związkach kompleksowych? Jakie są główne założenia teorii pola ligandów? Przykłady praktycznego zastosowania związków kompleksowych. Czym charakteryzują się ligandy chelatujące (kleszczowe)? Podaj przykład takich ligandów.

Znaczenie postaci substancji chemicznych Jakie są różnice w prowadzeniu reakcji z użyciem substancji gazowych, ciekłych i stałych? Jakie właściwości są charakterystyczne dla substancji jonowej, metalicznej i cząsteczkowej? Jak dzieli się ciała stałe w zależności od typu wiązań pomiędzy występującymi w nich atomami? Co jest charakterystyczne w budowie i właściwościach ciał stałych krystalicznych? Na czym polega polimorfizm i jaka jest jego relacja do alotropii? Dlaczego związki niestechiometryczne (bertolidy) mogą występować tylko w związkach jonowych i międzymetalicznych? Dlaczego nie istnieją bertolidy z rzeczywistym nadmiarem anionów? Jakie znasz inne typy związków niestechiometrycznych? Do czego można wykorzystać regułę faz Gibasa? Jakie znasz rodzaje układów z rozproszoną fazą stałą w ciekłej i jakie są między nimi różnice? Co decyduje o rozpuszczalności danej substancji w wodzie?