Kleksa

Matura 2027 · chemia, poziom rozszerzony

Układ okresowy pierwiastków: bloki, elektroujemność i energia jonizacji

Podstawa programowa wymaga, żebyś przypisywał pierwiastki do bloków s, p i d na podstawie konfiguracji elektronowej oraz łączył budowę atomu z jego położeniem w układzie okresowym, promieniem atomowym, energią jonizacji i właściwościami chemicznymi. Opisujesz też zmienność tych cech w okresach i podobieństwa w grupach. Tak przygotujesz się do tej części matury z chemii na poziomie rozszerzonym.

Na maturze 2023–2026: w każdej z 4 sesji, zadań: 4.

W skrócie

najważniejsze w kilku zdaniach
  • Numer okresu to największa główna liczba kwantowa elektronów walencyjnych; numer grupy wynika z liczby elektronów walencyjnych.
  • Blok to symbol podpowłoki, na którą trafia ostatni elektron: s (grupy 1.–2. i hel), p (grupy 13.–18. bez helu) albo d (grupy 3.–12.).
  • W okresie od lewej do prawej rosną elektroujemność i energia jonizacji, a maleje promień atomowy.
  • W grupie od góry do dołu maleje elektroujemność i energia jonizacji, a rośnie promień atomowy.
  • Energia jonizacji w okresie rośnie nieregularnie: beryl ma wyższą niż bor, a azot wyższą niż tlen.

Egzamin maturalny z chemii na poziomie rozszerzonym trwa 180 minut; za cały arkusz można uzyskać 60 punktów. W arkuszu jest około 45 poleceń: zadania zamknięte (wielokrotnego wyboru, prawda–fałsz, na dobieranie) i otwarte (z luką, krótkiej i rozszerzonej odpowiedzi), w tym co najmniej jedno zadanie problemowe za 4–5 punktów. Podczas egzaminu możesz korzystać z „Wybranych wzorów i stałych fizykochemicznych”, linijki i kalkulatora naukowego.

Blok, okres i grupa z konfiguracji elektronowej

Położenie pierwiastka odczytujesz z konfiguracji. Numer okresu jest równy największej głównej liczbie kwantowej zajętych podpowłok. Blok określa podpowłoka, na którą trafił ostatni elektron: dla bloku s liczba elektronów walencyjnych to numer grupy, dla bloku p numer grupy to 10 plus suma elektronów s i p najwyższej powłoki, a dla bloku d numer grupy to suma elektronów podpowłoki d i podpowłoki s najwyższej powłoki.

Pierwiastki jednej grupy mają podobne konfiguracje walencyjne, więc podobne właściwości chemiczne. Zwróć uwagę, że w okresie konfiguracja walencyjna zmienia się od pierwiastka do pierwiastka o jeden elektron, więc zmieniają się także właściwości: od metali o małej elektroujemności po niemetale.

PierwiastekKonfiguracja walencyjnaOkresGrupaBlok
Al3s23p13s^2 3p^1313p
Ca4s24s^242s
Fe3d64s23d^6 4s^248d
Se4s24p44s^2 4p^4416p

Elektroujemność w okresie i w grupie

Elektroujemność według Paulinga opisuje zdolność atomu do przyciągania elektronów w wiązaniu. W okresie rośnie od lewej do prawej, bo rośnie ładunek jądra, a elektrony walencyjne pozostają na tej samej powłoce. W grupie maleje od góry do dołu, bo przybywa powłok i elektrony walencyjne są dalej od jądra.

Metale mają małe elektroujemności, niemetale duże; fluor jest najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem. Wartości, których używasz na egzaminie, odczytujesz z układu okresowego w tablicach CKE, w skali Paulinga, więc ich nie zapamiętujesz, ale porównujesz.

Okres 3ElektroujemnośćGrupa 17Elektroujemność
Na0,9F4,0
Mg1,3Cl3,2
Al1,6Br3,0
Si1,9I2,7
P2,2––
S2,6––
Cl3,2––

Promień atomowy i energia jonizacji

Promień atomowy w okresie maleje od lewej do prawej: rośnie ładunek jądra, a elektrony walencyjne zajmują tę samą powłokę i są mocniej przyciągane. W grupie promień rośnie z góry na dół, bo przybywa powłok.

Energia jonizacji to energia potrzebna do oderwania najsłabiej związanego elektronu od atomu w stanie gazowym. Im mniejszy promień i silniejsze przyciąganie, tym jest większa, więc w okresie rośnie, a w grupie maleje. Wykres pokazuje dwa wyjątki w okresie 2.: beryl ma wyższą energię jonizacji niż bor, bo w borze odrywasz elektron z podpowłoki 2p, o wyższej energii niż 2s. Azot ma wyższą niż tlen, bo w tlenie odrywasz elektron z orbitalu 2p zajętego przez dwa elektrony, które się odpychają.

5101520250LiBeBCNOFNeE, eV

Zmienność właściwości chemicznych w grupach i okresach

Charakter metaliczny i aktywność metali rosną w dół grupy, bo atomy łatwiej oddają elektrony walencyjne. Dlatego metale 1. grupy reagują z wodą tym energiczniej, im dalej w dół grupy leży pierwiastek. W okresie od lewej do prawej charakter metaliczny maleje, a niemetaliczny rośnie.

Aktywność niemetali jest odwrócona: fluorowce reagują tym chętniej, im wyżej w grupie leżą, bo mają większą elektroujemność. Podobnie zmienia się charakter tlenków pierwiastków 3. okresu: tlenki z lewej strony okresu mają charakter zasadowy, a z prawej kwasowy.

Doświadczenie

obserwacje i wniosek
Doświadczenie z tego działu tak, jak opisuje je CKE: cel, odczynniki, obserwacje, równanie reakcji i wniosek.
Cel doświadczenia
Porównanie zachowania sodu i magnezu, pierwiastków 3. okresu, wobec wody.
Odczynniki
woda z dodatkiem fenoloftaleiny, sód, magnez (wiórki)
Obserwacje
Sód reaguje z wodą od razu: kawałek metalu przesuwa się po powierzchni wody, wydziela się gaz, a roztwór zabarwia się na malinowo. W probówce z magnezem w temperaturze pokojowej nie widać zmian; po ogrzaniu pojawiają się pęcherzyki gazu i roztwór różowieje słabo.
Równanie reakcji
sód: 2 Na+2 HX2O→2 NaX++2 OHX−+HX2\ce{2Na + 2H2O -> 2Na+ + 2OH- + H2}; magnez (po ogrzaniu): Mg+2 HX2O→Mg(OH)X2+HX2\ce{Mg + 2H2O -> Mg(OH)2 + H2}
Wniosek
Sód reaguje z wodą energiczniej niż magnez, więc aktywność metali wobec wody maleje od 1. grupy do 2. grupy w 3. okresie.
Uwaga
Probówkę z magnezem ogrzewasz po stwierdzeniu, że w temperaturze pokojowej nic się nie dzieje.

W minimalnym zestawie doświadczeń podstawy programowej:

  • 3.badanie wybranych właściwości chemicznych (np. zachowania wobec wody) pierwiastków należących do jednej grupy/okresu

Pojęcia

blok konfiguracyjny
Zbiór pierwiastków, których ostatni elektron trafia na podpowłokę tego samego typu: s, p albo d.
promień atomowy
Miara rozmiaru atomu; w okresie maleje wraz ze wzrostem liczby atomowej, a w grupie rośnie.
energia jonizacji
Energia potrzebna do oderwania najsłabiej związanego elektronu od atomu w stanie gazowym.
grupa układu okresowego
Pionowa kolumna pierwiastków o podobnej konfiguracji walencyjnej, a więc o podobnych właściwościach chemicznych.
okres układu okresowego
Pozioma seria pierwiastków o jednakowej największej głównej liczbie kwantowej elektronów walencyjnych.

Zadanie z matury

źródło: CKE
Prawdziwe zadanie z arkusza CKE, słowo w słowo, z materiałem źródłowym. Rozwiąż je, zanim zajrzysz do wyjaśnienia.
Zadanie z arkusza CKEmatura

Matura 2024, chemia (poziom rozszerzony), zadanie 1.1

Zadanie 1.1. (0–2)

Pierwiastki A i X leżą w sąsiednich okresach. Wiadomo, że: • elektrony w atomie A w stanie podstawowym są rozmieszczone w pięciu podpowłokach • w atomie X w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane i rozmieszczone na powłokach opisanych różnymi wartościami głównej liczby kwantowej nn. Cząsteczka tlenku pierwiastka A na najwyższym stopniu utlenienia składa się z czternastu atomów, a jej wzór rzeczywisty nie jest wzorem elementarnym. Ten tlenek w reakcji z wodą – przebiegającej bez zmiany stopni utlenienia – tworzy trójprotonowy kwas tlenowy. Liczba atomów wchodzących w skład cząsteczki wodorku pierwiastka A jest równa liczbie atomów wchodzących w skład cząsteczki tlenku pierwiastka X na najwyższym stopniu utlenienia. Uzupełnij tabelę. Napisz symbole pierwiastków A i X – oraz dla każdego z nich – najwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznych i liczbę elektronów niesparowanych w atomie w stanie podstawowym.
Symbol pierwiastkaNajwyższy stopień utlenienia w związkach chemicznychLiczba elektronów niesparowanych w atomie
Pierwiastek A
Pierwiastek X

Źródło: CKE, egzamin maturalny 2024, chemia, poziom rozszerzony (arkusz MCHP-⁠R0-⁠100-⁠2405), zadanie 1.1. Rozwiązanie — według zasad oceniania CKE. · Arkusz na stronie CKE

Sprawdź się

sprawdzisz od razu
Zaznacz lub wpisz odpowiedź i sprawdź ją od razu: pod zadaniem zobaczysz wyjaśnienie. Jak ocenia CKE: w zadaniu obliczeniowym liczy się metoda, wynik z jednostką i poprawne zaokrąglenie — zwykle do trzech cyfr znaczących. Równanie reakcji musi być zapisane w formie, o którą prosi polecenie (cząsteczkowej, jonowej albo jonowej skróconej), z poprawnymi współczynnikami.
zadanie Kleksy

Zadanie 1. (0–1)

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych. Spośród pierwiastków 3. okresu: sodu, magnezu, glinu i krzemu, najmniejszy promień atomowy ma atom

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

zadanie Kleksy

Zadanie 2. (0–1)

Dokończ zdanie. Wybierz odpowiedź A albo B oraz odpowiedź 1. albo 2.
Energia jonizacji pierwiastków 1. grupy wraz ze wzrostem liczby atomowej ponieważ

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

zadanie Kleksy

Zadanie 3. (0–1)

Przyporządkuj pierwiastkom blok konfiguracyjny, do którego należą. Wybierz odpowiedź spośród A–D.

Blok

  1. As
  2. Bp
  3. Cd
  4. Df

Pierwiastek

1. arsen (Z=33Z = 33)
2. nikiel (Z=28Z = 28)
3. magnez (Z=12Z = 12)

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

Więcej zadań: rozwiąż za darmo cały arkusz CKE z maja 2026 roku

Częste pomyłki

tu najłatwiej stracić punkt
  • Przypisywanie pierwiastka do bloku bez sprawdzenia podpowłoki ostatniego elektronu. Grupy 3.–12. to blok d, a nie p: żelazo w grupie 8. należy do bloku d, bo jego ostatnie elektrony wypełniają 3d, a nie 4p.
  • Przekonanie, że energia jonizacji rośnie w okresie bez wyjątków. Beryl ma wyższą od boru, a azot wyższą od tlenu.
  • Mylenie trendów promienia atomowego i elektroujemności: oba zmieniają się w okresie i w grupie w przeciwnych kierunkach – promień maleje wzdłuż okresu, a elektroujemność rośnie.
  • Liczenie numeru okresu z liczby elektronów walencyjnych. Numer okresu to największa główna liczba kwantowa, a liczba elektronów walencyjnych wyznacza grupę.

Zapamiętaj

  • Okres: największa główna liczba kwantowa; blok: typ podpowłoki ostatniego elektronu.
  • W okresie od lewej do prawej: elektroujemność i energia jonizacji rosną, promień atomowy maleje.
  • W grupie od góry do dołu: elektroujemność i energia jonizacji maleją, promień atomowy rośnie.
  • Wyjątki energii jonizacji w okresie 2.: beryl wyżej niż bor, azot wyżej niż tlen.

Pytania i odpowiedzi

  1. 1.Jak z położenia w układzie okresowym odczytać elektrony walencyjne?+
    Odp.:Dla grup 1.–2. liczba elektronów walencyjnych jest równa numerowi grupy, a dla grup 13.–18. numerowi pomniejszonemu o 10 (wyjątkiem jest hel z dwoma elektronami). W bloku d do elektronów walencyjnych zaliczasz elektrony s najwyższej powłoki i elektrony d poprzedniej powłoki, więc ich liczba jest równa numerowi grupy.
  2. 2.Dlaczego fluor jest najbardziej elektroujemnym pierwiastkiem?+
    Odp.:Ma najmniejszy promień wśród fluorowców i duży ładunek jądra w porównaniu z liczbą powłok, więc jądro silnie przyciąga elektrony wiązania. Tablice CKE podają dla niego 4,0 w skali Paulinga, a dla chloru 3,2, bromu 3,0 i jodu 2,7.
  3. 3.Dlaczego energia jonizacji azotu jest większa niż tlenu?+
    Odp.:Atom azotu ma konfigurację 2s22p32s^2 2p^3 z trzema niesparowanymi elektronami 2p, a atom tlenu 2s22p42s^2 2p^4 z jednym orbitalem 2p zajętym przez dwa elektrony. Elektrony sparowane w jednym orbitalu odpychają się, więc w tlenie jeden z nich łatwiej oderwać. Z tego powodu wartość dla tlenu (13,62 eV) jest niższa niż dla azotu (14,53 eV).
  4. 4.Czy aktywność chemiczna zawsze rośnie w dół grupy?+
    Odp.:Nie. Rośnie dla metali, bo ich atomy coraz łatwiej oddają elektrony, na przykład sód reaguje z wodą energiczniej niż lit. Dla niemetali, np. fluorowców, aktywność maleje, bo atomy coraz słabiej przyciągają elektrony. Dlatego fluor jest najaktywniejszym niemetalem w swojej grupie.
  5. 5.Co to jest blok f i czy musisz go znać?+
    Odp.:Blok f to lantanowce i aktynowce, pierwiastki, których ostatni elektron trafia na podpowłokę f. Podstawa programowa wymaga określania przynależności pierwiastków do bloków s, p i d, więc zapisu konfiguracji w blokach f nie musisz ćwiczyć.

Zobacz też

Wszystkie tematy matury z chemii

Źródła

Serwis nie jest związany z Centralną Komisją Egzaminacyjną. Zadania oznaczone „CKE” pochodzą z arkuszy CKE; objaśnienia do nich i pozostałe zadania na stronie napisaliśmy sami.

Strona sprawdzona 31 października 2026.

Zadanie ostatnie.

Rozwiąż za darmo cały arkusz CKE z matury z chemii (poziom rozszerzony) z maja 2026 roku – 180 minut, jak na egzaminie. Po oddaniu zobaczysz wynik i to, w którym dziale tracisz punkty.