Kleksa

Matura 2027 · chemia, poziom rozszerzony

Wiązania chemiczne, hybrydyzacja i kształt cząsteczek (VSEPR)

Podstawa programowa wymaga, żebyś określał rodzaj wiązania i jego polaryzację na podstawie elektroujemności, pisał wzory elektronowe z wolnymi parami, rozpoznawał hybrydyzację sp, sp² i sp³ atomu centralnego, określał typ wiązania (σ i π) oraz przewidywał kształt drobin metodą VSEPR. Tak przygotujesz się do tej części matury z chemii na poziomie rozszerzonym.

Na maturze 2023–2026: w 3 z 4 sesji – 2023 (zadania 4 i 27.1), 2025 (zadanie 5.2), 2026 (zadania 3, 4 i 19.2).

W skrócie

najważniejsze w kilku zdaniach
  • Rodzaj wiązania wynika z elektroujemności atomów: im większa różnica wartości w skali Paulinga, tym bardziej spolaryzowane wiązanie, aż do jonowego.
  • W wiązaniu koordynacyjnym oba elektrony wiążące pochodzą od jednego atomu; w jonie NHX4X+\ce{NH4+} tak utworzone wiązanie nie różni się od pozostałych wiązań N–H.
  • Wiązanie pojedyncze to jedno wiązanie σ, podwójne to σ i π, a potrójne to σ i dwa wiązania π.
  • Liczba zhybrydyzowanych orbitali atomu centralnego jest równa liczbie jego wiązań σ plus liczbie wolnych par: 2 to sp, 3 to sp², 4 to sp³.
  • Metoda VSEPR: kształt drobiny wyznacza liczba przestrzenna Lp=x+yL_{\mathrm{p}} = x + y, czyli podstawniki plus wolne pary atomu centralnego.

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.

Rodzaj wiązania i jego polaryzacja

W wiązaniu jonowym elektrony przechodzą od atomu o małej elektroujemności do atomu o dużej, więc powstają jony, a ich przyciąganie elektrostatyczne tworzy wiązanie. W wiązaniu kowalencyjnym atomy uwspólniają pary elektronowe. Gdy oba elektrony wiążące pochodzą od jednego atomu, mówisz o wiązaniu koordynacyjnym. W wiązaniu metalicznym kationy metalu są związane przez swobodnie poruszające się elektrony.

Polaryzację wiązania kowalencyjnego oceniasz, porównując elektroujemności według Paulinga z tablic CKE. Gdy różnica jest zerowa, wiązanie jest niespolaryzowane. W wiązaniu spolaryzowanym cząstkowy ładunek dodatni jest na atomie o mniejszej elektroujemności, a ujemny na atomie o większej. Im większa różnica, tym wiązanie bliższe jonowemu.

WiązanieRóżnica elektroujemnościRodzaj wiązania
Cl–Cl0,0kowalencyjne niespolaryzowane
C–H0,4kowalencyjne, słabo spolaryzowane
H–Cl1,0kowalencyjne spolaryzowane
Na–Cl2,3jonowe

Wzory elektronowe, wiązania σ i π

We wzorze elektronowym kreską zaznaczasz każdą parę wiążącą, a przy atomach także wolne pary, które nie tworzą wiązań. Aby go napisać, policz elektrony walencyjne drobiny: dla cząsteczki sumujesz je z atomów, dla jonu odejmujesz ładunek kationu albo dodajesz ładunek anionu. W cząsteczce COX2\ce{CO2} jest ich 4+2⋅6=164 + 2 \cdot 6 = 16: cztery pary wiążące i cztery wolne pary, po dwie na każdym atomie tlenu.

Wiązanie pojedyncze jest jednym wiązaniem σ (jego para elektronowa leży na osi łączącej jądra), podwójne składa się z σ i π, potrójne z σ i dwóch wiązań π. Cząsteczka etynu HC≡CH\ce{HC#CH} ma więc 2+1=32 + 1 = 3 wiązania σ i 2 wiązania π. Jon NHX4X+\ce{NH4+} ma 5+4−1=85 + 4 - 1 = 8 elektronów walencyjnych, czyli cztery pary wiążące. Jedną z nich utworzyła para elektronowa azotu i proton, ale w gotowym jonie to wiązanie nie różni się od pozostałych.

OCONHHHH+

Hybrydyzacja sp, sp² i sp³

Model hybrydyzacji wyjaśnia równocenność wiązań atomu centralnego: orbitale walencyjne s i p mieszają się i tworzą tyle jednakowych orbitali zhybrydyzowanych, ile jest wiązań σ i wolnych par atomu. Ich liczba wyznacza typ: dwa to sp, trzy to sp², cztery to sp³. Orbitale ułożone są możliwie daleko od siebie.

Typ hybrydyzacji atomu węgla w związku organicznym odczytujesz z jego wiązań: cztery wiązania σ to sp³, trzy wiązania σ i jedno π to sp², dwa wiązania σ i dwa π to sp. W cząsteczce propenu CHX2=CH−CHX3\ce{CH2=CH-CH3} dwa pierwsze atomy węgla są sp², a trzeci sp³. Jeśli przy atomie jest wolna para, liczysz ją tak jak wiązanie σ.

TypOrbitaleKątUkładPrzykład
sps + p180°liniowyCOX2\ce{CO2}, HC≡CH\ce{HC#CH}
sp²s + 2p120°trygonalnyBFX3\ce{BF3}, CHX2=CHX2\ce{CH2=CH2}
sp³s + 3pokoło 109,5°tetraedrycznyCHX4\ce{CH4}, NHX3\ce{NH3}, HX2O\ce{H2O}

Kształt cząsteczki metodą VSEPR

Metoda VSEPR zakłada, że pary elektronowe atomu centralnego odpychają się i ustawiają jak najdalej od siebie. Liczba przestrzenna to suma liczby podstawników xx i liczby wolnych par yy atomu centralnego: Lp=x+yL_{\mathrm{p}} = x + y. Podwójne i potrójne wiązanie liczysz jako jeden podstawnik. Z liczby LpL_{\mathrm{p}} wynika typ hybrydyzacji, a z xx i yy – kształt samej drobiny.

Wolne pary zajmują miejsca w przestrzeni wokół atomu centralnego tak samo jak pary wiążące, ale w nazwie kształtu ich nie uwzględniasz. Kształt opisujesz tylko położeniem atomów: cząsteczka o Lp=4L_{\mathrm{p}} = 4 z jedną wolną parą jest piramidalna, a z dwiema – V-kształtna.

LpL_{\mathrm{p}}xxyyKształtPrzykład
220liniowy (digonalny)COX2\ce{CO2}
330trygonalnyBFX3\ce{BF3}
321V-kształtnySOX2\ce{SO2}
440tetraedrycznyCHX4\ce{CH4}
431piramidalnyNHX3\ce{NH3}
422V-kształtnyHX2O\ce{H2O}

Pojęcia

wiązanie jonowe
Wiązanie między jonami, powstałe po przeniesieniu elektronów od atomu o małej do atomu o dużej elektroujemności.
wiązanie kowalencyjne
Wiązanie, w którym atomy uwspólniają pary elektronowe; może być niespolaryzowane albo spolaryzowane.
wiązanie koordynacyjne
Wiązanie kowalencyjne, w którym oba elektrony wiążące pochodzą od jednego atomu (donora).
wiązanie metaliczne
Wiązanie kationów metalu z uwspólnionymi, swobodnymi elektronami.
wiązanie σ
Wiązanie powstające przez czołowe nakładanie się orbitali wzdłuż osi łączącej jądra; każde wiązanie kowalencyjne zawiera dokładnie jedno takie wiązanie.
wiązanie π
Wiązanie powstające przez boczne nakładanie się orbitali p; występuje obok wiązania σ w wiązaniach podwójnych i potrójnych.
polaryzacja wiązania
Nierównomierny rozkład ładunku w wiązaniu kowalencyjnym, wynikający z różnicy elektroujemności atomów.
wolna para elektronowa
Para elektronów walencyjnych atomu, która nie tworzy wiązania; rysujesz ją jako kreskę przy symbolu.
hybrydyzacja
Model mieszania orbitali walencyjnych atomu w jednakowe orbitale zhybrydyzowane o określonym ułożeniu w przestrzeni.
orbital zhybrydyzowany
Orbital powstały z połączenia orbitali s i p; jest ich tyle, ile wiązań σ i wolnych par atomu.
atom centralny
Atom w cząsteczce, z którym związane są pozostałe atomy (podstawniki); to jego orbitale i wolne pary wyznaczają kształt.
metoda VSEPR
Metoda przewidywania kształtu drobiny oparta na wzajemnym odpychaniu się par elektronowych powłoki walencyjnej atomu centralnego; układ par wynika z liczby przestrzennej.

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 2023, chemia (poziom rozszerzony), zadanie 27.1

Zadanie 27.1. (0–2)

Poniżej przedstawiono wzory półstrukturalne (grupowe) dwóch związków zapachowych: geranialu oraz geraniolu.Na podstawie: W. Mizerski, Tablice chemiczne, Warszawa 2013. Uzupełnij tabelę. Wpisz formalny stopień utlenienia oraz typ hybrydyzacji (sp, sp², sp³) orbitali walencyjnych atomu węgla oznaczonego literą a w cząsteczkach geranialu i geraniolu.
CH₃CCHH₂CH₂CCHCH₃CCH₃COHCH₃CCHH₂CH₂CCHCH₃CCH₃CH₂OHaaGeranialGeraniol
Stopień utlenieniaTyp hybrydyzacji
Geranial
Geraniol

Źródło: CKE, egzamin maturalny 2023, chemia, poziom rozszerzony (arkusz MCHP-⁠R0-⁠100-⁠2305), zadanie 27.1. 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.
matura

Informacja do zadań 1.–3.

O dwóch pierwiastkach oznaczonych literami A i Q wiadomo, że: • pierwiastek A jest metalem o liczbie atomowej mniejszej od 36 • pierwiastek Q jest niemetalem, który występuje w postaci dwuatomowych cząsteczek i jest głównym składnikiem powietrza. W atomie pierwiastka A w stanie podstawowym wszystkie elektrony biorące udział w tworzeniu wiązań są niesparowane, a ich liczba jest o jeden większa od liczby elektronów walencyjnych w atomie pierwiastka Q.

Zadanie 3. (0–1)

Uzupełnij tabelę. Dla cząsteczki QX2\ce{Q2} określ i napisz liczbę: • wiązań σ\sigma • wiązań π\pi • wolnych par elektronowych.
Liczba wiązań σ\sigmaLiczba wiązań π\piLiczba wolnych par elektronowych

Zadanie 3 z arkusza CKE MCHP-⁠R0-⁠100-⁠2605 (matura z chemii, poziom rozszerzony, 2026) – objaśnienie Kleksy

zadanie Kleksy

Zadanie 1. (0–1)

Dokończ zdanie. Wybierz właściwą odpowiedź spośród podanych. Cząsteczka propenu CHX2=CH−CHX3\ce{CH2=CH-CH3} zawiera wiązań σ

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

zadanie Kleksy

Zadanie 2. (0–1)

Przyporządkuj cząsteczkom kształt, który metoda VSEPR przewiduje dla ich atomu centralnego. Wybierz odpowiedź spośród A–E.

Kształt

  1. Aliniowy (digonalny)
  2. Btrygonalny
  3. Ctetraedryczny
  4. Dpiramidalny
  5. EV-kształtny

Cząsteczka

1. SiHX4\ce{SiH4}
2. PClX3\ce{PCl3}
3. SClX2\ce{SCl2}

Zadanie przygotowane do tej strony – wyjaśnienie Kleksy.

zadanie Kleksy

Zadanie 3. (0–1)

Napisz wzór drobiny, która powstaje, gdy cząsteczka wody tworzy wiązanie koordynacyjne z protonem.

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
  • Liczenie każdej kreski wzoru jako wiązania σ. Wiązanie podwójne to wiązanie σ plus wiązanie π, a potrójne to σ plus dwa wiązania π.
  • Pomijanie wolnych par przy ustalaniu hybrydyzacji i kształtu. Wolna para zajmuje jeden zhybrydyzowany orbital, więc atom azotu z trzema wiązaniami σ i wolną parą jest sp³, a nie sp².
  • Opisywanie kształtu cząsteczki z wolnymi parami jako tetraedrycznego. Kształt podajesz bez wolnych par: trzy podstawniki i jedna wolna para to piramida, dwa podstawniki i dwie wolne pary to układ V-kształtny.
  • Uznawanie wiązania koordynacyjnego w jonie NHX4X+\ce{NH4+} za inne niż pozostałe. Różni się ono tylko pochodzeniem elektronów; po utworzeniu wszystkie cztery wiązania N–H są jednakowe.

Zapamiętaj

  • Pojedyncze wiązanie: σ; podwójne: σ + π; potrójne: σ + 2π.
  • Hybrydyzacja: wiązania σ plus wolne pary atomu centralnego; 2 to sp, 3 to sp², 4 to sp³.
  • Liczba przestrzenna Lp=x+yL_{\mathrm{p}} = x + y; kształt opisujesz bez wolnych par.
  • Im większa różnica elektroujemności, tym bardziej spolaryzowane wiązanie; atom o większej elektroujemności ma ładunek cząstkowy ujemny.

Pytania i odpowiedzi

  1. 1.Jak policzyć wiązania σ i π w cząsteczce organicznej?+
    Odp.:Policz wszystkie wiązania, także z wodorem: każde połączenie atomów ma jedno wiązanie σ. Wiązanie podwójne dodaje do niego jedno wiązanie π, a potrójne dwa. Na przykład w cząsteczce buta-1,3-dienu CHX2=CH−CH=CHX2\ce{CH2=CH-CH=CH2} jest 9 wiązań σ (sześć C–H i trzy C–C) i 2 wiązania π.
  2. 2.Jak rozpoznać hybrydyzację atomu węgla z samego wzoru?+
    Odp.:Policz, z iloma atomami jest związany. Cztery wiązania pojedyncze to sp³, jedno podwójne i dwa pojedyncze to sp², jedno potrójne i jedno pojedyncze to sp. Taki atom węgla ma odpowiednio 4, 3 albo 2 wiązania σ.
  3. 3.Czym różni się wiązanie koordynacyjne od zwykłego kowalencyjnego?+
    Odp.:Różni się tylko pochodzeniem elektronów: oba elektrony pary wiążącej pochodzą od jednego atomu (donora) i trafiają do wolnego orbitalu drugiego atomu (akceptora). Po utworzeniu wiązanie ma te same właściwości co inne wiązania kowalencyjne, np. w jonie amonowym wszystkie cztery wiązania N–H są takie same.
  4. 4.Dlaczego woda jest V-kształtna, a metan tetraedryczny?+
    Odp.:Obie cząsteczki mają liczbę przestrzenną 4 i hybrydyzację sp³. W metanie wszystkie cztery orbitale tworzą wiązania, więc kształt jest tetraedryczny. W wodzie dwa orbitale zajmują wolne pary, więc kształt cząsteczki, opisany tylko atomami, jest V-kształtny.
  5. 5.Czy wartość różnicy elektroujemności wystarczy, żeby rozstrzygnąć, czy wiązanie jest jonowe?+
    Odp.:Jest to wskazówka, a nie ścisła granica: im większa różnica, tym wiązanie jest bardziej spolaryzowane i bliższe jonowemu. W zadaniu rodzaj wiązania ustalasz, porównując wartości z tablic, np. wiązanie metalu z niemetalem o dużej różnicy, takie jak Na–Cl (2,3), uznajesz za jonowe.

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.