1 Hasonlítsd össze a gyémánt és a grafit szerkezetét!

Hasonlóságok:
Szilárd halmazállapotúak.
Mindkettőt szénatomok építik fel. A szénatomok atomrácsba rendeződnek, mert közöttük kovalens kötés van. Ez erős kémiai kötés, ezért mindkettő olvadáspontja magas.
A gyémánt és a grafit rácsban a rácspontokon szénatomok helyezkedek el.

Különbségek:
A grafit fekete színű, a gyémánt színtelen, áttetsző.
A grafit puha, kenhető, törékeny (megmunkálható), a gyémánt nagyon kemény (a legkeményebb természetes anyag).
A grafit vezeti az áramot, a gyémánt elektromos szigetelő.
Szerkezeti különbségek:
A grafit rácsban egy szénatomhoz három másik szénatom kapcsolódik síkban egyszeres kovalens kötéssel, a kovalens kötésből kimaradt egy-egy elektron a síkok között könnyen elmozduló elektronfelhőt alkot (delokalizált - nem helyhez kötött).
A gyémánt rácsban egy szénatomhoz négy másik szénatom kapcsolódik egyszeres kovalens kötéssel, tetraéderes elrendeződésben (szabályos háromszög alapú piramis).

2 Milyen összefüggés van a grafit szerkezete, tulajdonságai és felhasználása között?
A grafit szerkezetét az 1-es pontban írtam. A grafit rács síkjai közötti delokalizált elektronfelhő miatt a grafit jól vezeti az elektromos áramot, ezért elektródákat készítenek belőle.
Mivel kenhető a grafit, ezért a papíron nyomot hagy: ceruza bél készül belőle. Kenőanyagnak is használják emiatt olaj helyett.

3 Mit jelent a 3 C és a 0,5 SiO₂ jelölés?

3 C jelent:
- 3 darab szénatomot,
- 3 mól szénatomot,
- 3* 6*10²³ darab = 18*10²³ darab szénatomot,
- 3*12=36 gramm szenet.

0,5 SiO₂ jelent:
- 0,5 mól szilícium-dioxidot,
- 0,5* 6*10²³ darab = 3*10²³ darab szilícium atomot és
2*0,5* 6*10²³ darab = 6*10²³ darab oxigén atomot,
- 0,5*(28+2*16) =30 gramm szilícium-dioxidot.

4 Hasonlítsd össze a hidrogén-klorid és az ammónia tulajdonságait!
Mindkettő színtelen, szúrós szagú gáz.
A sósav nehezebb a levegőnél, ezért a felfogó edényt szájával felfelé kell tartani.
Az ammónia könnyebb a levegőnél, ezért a felfogó edényt szájával lefelé kell tartani.
Vízben mindkettő nagyon jól oldódik, a hidrogén-klorid vizes oldata a sósav, kémhatása savas, ezért az univerzális indikátor piros színű lesz benne.

sósav szökőkút kísérlet: https://www.youtube.com/watch?v=Bp3O3r0RcrA

Az ammónia vizes oldata a szalmiákszesz (ammónium-hidroxid), kémhatása lúgos, ezért az univerzális indikátor kék színű lesz benne.

ammónia szökőkút kísérlet: https://www.youtube.com/watch?v=YB-JQj954sI

5 A légszennyező kén-dioxid a légkörben csak rövid ideig marad meg. Mi lehet ennek az oka?
A kén-dioxid oldódik vízben, ezért a levegőben lévő vízcseppekben (felhőben) feloldódik, majd savas esőként a földre hull.

6 Miért szublimál a szárazjég? Indokold meg a kristályszerkezete alapján!
A szárazjég a szén-dioxid gáz szilárd, fagyott állapota.
Mivel a szén-dioxid apoláris molekulákból áll (mert a szerkezete szimmetrikus és az atomok egy vonalban helyezkednek el), ezért alacsony a fagyáspontja is (kb -40 C) és légköri nyomáson nem tud megolvadni, hanem a folyékony halmazállapot kihagyásával rögtön újra gázzá alakul (ez a halmazállapot változás a szublimáció).

7 Mit nevezünk amorf anyagnak? Mondj rá példát.
Az amorf anyag kristályszerkezete szabálytalan és rendezetlen. Ilyen például az amorf kén, ami a kristályos kénhez képest nem sárga színű és nem szilárd, hanem sötét barna és gumi szerűen nyúlós anyag,

amorf kén előállítása: https://www.youtube.com/watch?v=dB77BbRveSU

8 Milyen típusú kölcsönhatás alakulhat ki hidrogénatomok, illetve hidrogénmolekulák között? Mi az alapvető különbség ezek között?

Hidrogén atomok között két elektronból egyszeres kovalens kötés jön létre. Ez erős, elsőrendű kémiai kötés.
Hidrogénmolekulák között már csak gyenge, másodrendű kölcsönhatás lép fel, emiatt a hidrogén szobahőmérsékleten gáz halmazállapotú.

9 Magyarázd meg, miért poláris a víz molekula!
A vízmolekulában egy oxigén atomhoz két hidrogén atom kapcsolódik egyszeres kovalens kötéssel. Az oxigénatomnak két nemkötő elektronpárja van, ezért a hidrogén és oxigénatomok nem egy vonalban helyezkednek el, hanem V alakban.
Mivel a hidrogén-oxigén kötés nem szimmetrikus (aszimmetrikus), és az oxigén atom elektron vonzó képessége nagyobb, mint a hidrogén atomoké, ezért a kötés az oxigén felé tolódik el.
Emiatt a vízmolekula dipólusos molekula lesz (poláris molekula), a hidrogének felől részlegesen pozitív, az oxigén felől részlegesen negatív töltéssel.
Ez a magyarázata annak, hogy a víz szobahőmérsékleten folyékony halmazállapotú. (bár a moláris tömege 18 g/mol viszonylag kicsi például a szén-dioxid 44 g/mol-jához képest. A szén-dioxid szobahőmérsékleten gáz halmazállapotú és apoláris molekulákból áll.)

10 A klór-vagy a nitrogénmolekulában erősebb a kovalens kötés? Miért?
A klór a periódusos rendszer VII. főcsoportjában található, ezért a klóratomnak 7 külső elektronja van. Egy párosítatlan és 3 párosított elektronnal.
Két klóratom ezért egy-egy közös elektronnal egyszeres kovalens kötést alakít ki, így mindkét klóratomnak lesz (a nemesgáz elektron szerkezet kialakulásához szükséges) 8 elektronja.

A nitrogén a periódusos rendszer V. főcsoportjában található, ezért a nitrogénatomnak 5 külső elektronja van. Három párosítatlan és 1 párosított elektronnal.
Két nitrogénatom ezért három-három közös elektronnal hármas kovalens kötést alakít ki, így mindkét nitrogénatomnak lesz (a nemesgáz elektron szerkezet kialakulásához szükséges) 8 elektronja.

A hármas kovalens kötés miatt a nitrogén sokkal kevésbé reakcióképes, mint a klór, sokkal nehezebb a hármas kötést felszakítani, mint az egyszerest.
A természetben a levegőben 78% nitrogén gáz van. A tapasztalat szerint a nitrogén csak a villámlás magas hőmérsékletén képes (több millió C fokon) a környezetével kémiai reakcióba lépni.

A klór pedig már a néhány 100 fokra felhevített nátriummal is reagál :
https://www.youtube.com/watch?v=kTGO99B8YxU