Zadanie 1, zbiór cke 2023, chemia rozszerzona

Z pierwszej informacji wnioskujemy, że pierwiastek X leży w grupie 12 lub w bloku p, w piątym okresie układu okresowego: 20 elektronów opisanych poboczną liczbą kwantową l = 2 sugeruje całkowite zapełnienie podpowłok 3d (10 elektronów) oraz 4d (10 elektronów). Pierwiastkiem X mogą więc być: Cd, In, Sn, Sb, Te, I, Xe.

Z drugiej informacji wnioskujemy, że elektrony walencyjne atomu X zajmują podpowłokę s (l = 0) i p (l = 1), tak więc pierwiastek ten musi leżeć w bloku p układu okresowego. Skoro liczba elektronów zajmujących podpowłokę p jest większa od liczby elektronów zajmujących podpowłokę s (jest większa od 2), to pierwiastkiem X może być Sb, Te, I lub Xe.

Trzecia informacja pozwala na jednoznaczną identyfikację pierwiastka X: spośród nich tylko atom jodu (konfiguracja walencyjna 5s²5p⁵) ma dokładnie jeden niesparowany elektron.

Wzór ogólny związku pierwiastka X z chlorem można zapisać jako ICl_n. Z zawartości procentowej chloru: $\%\,\ce{Cl} = \frac{n \cdot 35{,}5}{126{,}9 + n \cdot 35{,}5} = 0{,}456$, stąd n = 3, czyli związek ma wzór ICl₃.

Uwzględniając fakt, że atom chloru ma 7 elektronów walencyjnych, rysujemy wzór elektronowy cząsteczki ICl₃: atom jodu tworzy 3 wiązania sigma z atomami chloru i ma 2 wolne pary elektronowe. Liczba przestrzenna = L_σ + L_wolne pary = 3 + 2 = 5.

Model poprawnie przedstawiający budowę przestrzenną cząsteczki ICl₃ (kształt litery T wynikający z bipiramidy trygonalnej z dwiema wolnymi parami w pozycjach ekwatorialnych): model 5.