Toets 01 Algemene en Anorganische Chemie 30 september 2015

Toets 01 Algemene en Anorganische Chemie
30 september 2015
Naam:……………………………………………………
Studentnummer Universiteit Leiden: ……………………
Dit is de enige originele versie van jouw tentamen. Het bevat
dit voorblad, enkele pagina’s met informatie en vervolgens de
opgaven.
Gebruik kladpapier om je antwoord uit te werken. Neem
daarna de berekening, tekening of ander antwoord over op dit
origineel. Lever slechts dit origineel in.
SUCCES!
Resultaten:
Opgave 1 Opgave 2
/34
/33
Totaal:
/100
Cijfer:
Opgave 3
/33
Opgave 1(34 punten) Elementen, atomaire structuur, chemische berekeningen,
naamgeving, verkorte elektron configuratie, orbitalen
a) (8 punten) Vul onderstaande tabel in.
Symbool
Protonen
63
Cu
29
53
Neutronen
51
Elektronen
40
Netto lading
2+
13
14
54
10
0
Massagetal
127
b) (3 punten) In de natuur komen vooral twee isotopen van het atoomtype Sb voor, nl. 121Sb en
123
Sb. De isotoopmassa’s zijn respectievelijk 120.9038157 en 122.9042140 amu. Bereken op basis
van de gemiddelde atoommassa uit het Periodiek Systeem de percentages waarmee deze twee
isotopen voorkomen. Gebruik hier de juiste significantie.
c) (8 punten) Vul onderstaande tabel in.
Chemische formule
Naam
K2SO3
Nitraat ion
Lithiumwaterstoffosfaat
PtCr2O7
Ba(CH3COO)2
Koper(I)oxide
N2O5
Natriumperoxide
d) (4 punten) Hoeveel gram van de drie producten ontstaan als 5.00 kg Zn(HCO3)2 wordt verhit
tot een temperatuur waarbij door decompositie o.a. H2O en CO2 ontstaan? Geef ook de
stoichiometrisch correcte reactievergelijking.
e) (6 punten) Vul onderstaande tabel in.
Atoom/ion
Verkorte elektronconfiguratie
I
Cu
Ag+
f) (5 punten) Teken hieronder de vijf d orbitalen, ieder in een apart assenstelsel en geef de namen
van de orbitalen.
Opgave 2 (33 punten) VSEPR, Valence Bond en MO theorie
Het polymeer polyvinylchloride (PVC) wordt gemaakt uit de stof chlooretheen, C2H3Cl.
a) (3 punten) Geef de volledige elektronconfiguraties van de drie verschillende elementen in
deze verbinding.
C:
H:
Cl:
b) (1 punten) Wat is het totale aantal valentie elektronen in chlooretheen?
c) (5 punten) Wat is de enige correcte Lewisstructuur voor chlooretheen? Geef de grootte van
de bindingshoeken aan in jouw structuur. Gebruik eventueel “>” en “<”om afwijkingen van de
ideale bindingshoeken weer te geven.
d) (1 punt) Wat is de hybridisatie van de koolstofatomen in chlooretheen?
e) (1 punt) Wat is de meest logische hybridisatie op het chlooratoom, ervanuit gaande dat het als
gehybridiseerd wordt beschreven?
f) (12 punten) Maak hieronder een duidelijke 3-dimensionele schets van chlooretheen met alle
(gehybridiseerde) atomaire orbitalen die betrokken zijn bij het vormen van de bindingen in het
molecuul en de orbitalen waarin vrije elektronenparen zitten. Alleen de twee C atomen zijn al in
het vlak weergegeven. Laat duidelijke zien of andere atomen ook in het vlak liggen. Geef voor
ieder (hybride) orbitaal in de schets aan wat voor type het is (s, px, sp, sp2, enz.). Geef tot slot
voor iedere binding aan of het een σ- of een π-binding is.
C
C
g) (8 punten) Teken het volledige MO diagram voor het molecuul diboor, B2, op basis van de
atomaire orbitalen van twee B atomen. Label alle moleculaire orbitalen als een σ of π met de
gebruikelijk aanduiding of het bindend of antibindend is.
B
B2
h) (1 punt) Wat is de bindingsorde van dit molecuul?
i) (1 punt) Is dit molecuul para- of diamagnetisch?
B
Opgave 3 (33 punten) Thermochemie, Born-Haber cyclus, atoommodel van Bohr
a) (2 punten) Beschrijf in eigen woorden wat een toestandsfunctie is.
b) (4 punten) Kruis aan welke van de onderstaande grootheden toestandsfuncties zijn.
Toestandsfunctie
JA
NEE
Afgelegde afstand van punt A naar B
Afstand hemelsbreed van A naar B
Standaard vormingsenthalpie
Afgegeven warmte bij een reactie
c) (10 punten) Bereken de roosterenthalpie, ∆HL, van MgF2(s) aan de hand van een tekening van
de Born-Habercyclus. Vermeld in de tekening telkens welke energieën bij de overgangen
betrokken zijn en geef duidelijk aan in welke fase de stoffen zich bevinden. Gebruik de gegevens in
het tabellenboekje en ∆Hf0 (MgF2(s)) = -1124.2 kJ/mol.
d) (2 punten) De derde ionisatie energie van magnesium, 3eIE(Mg) = 7733 kJ/mol. Hoe komt het
dat deze zoveel groter is dan de 1ste en 2de ionisatie energieën? Bereken relevante waarden voor
de verschillende elektronen als dit je antwoord duidelijker maakt.
e) (2 punten) De eerste ionisatie-energie voor atomair waterstof is 13.6 eV. Hoe zou je dit
proces met een reactievergelijking weergeven? Gebruik toestandsaanduidingen.
f) (4 punten) Reken deze hoeveelheid energie om naar de eenheden J en kJ/mol.
g) (2 punten) Wat is de golflengte van elektromagnetische straling die atomair waterstof kan
ioniseren?
h) (1 punt) In welk deel van het elektromagnetisch spectrum ligt dit?
i) (1 punt) Hoe heet de serie van lijnen in het atomair waterstof spectrum waar deze overgang
van n=1 naar n=∞ toe behoort?
j) (2 punten) Wat is een chemische reactievergelijking voor de 2e ionisatie-energie voor He?
k) (3 punten) Hoe groot is Zeff voor het elektron en wat is deze 2e ionisatie-energie voor He in
de eenheid eV?
2

e 4 me  Zeff
HINT: De Rydberg-vergelijking geeft de energie van een elektron in baan n: E = − 2 2  2 
8ε 0 h  n 
Zeff =
2e ionisatie-energie He =