Tentamen i Materia, 7,5 hp, CBGAM0

Transkript

1 Fakulteten för teknik- och naturvetenskap Tentamen i Materia, 7,5 hp, CBGAM0 Tid Måndag den 9 januari Lärare Gunilla Carlsson tele: 1194, rum: 9D Krister Svensson tele: 1226, rum: 21F209 Tillåtna hjälpmedel: Physics Handbook, Tefyma, Mathematics Handbook (Beta) och miniräknare samt gymnasietabell. Tentamen består av 6 numrerade uppgifter. De är inte ordnade i svårighetsgrad läs igenom hela tentamen innan du börjar med att lösa uppgifterna! Varje uppgift kan ge maximalt 10 poäng. Deluppgiftens poäng och inbördes ordning speglar inte nödvändigtvis svårighetsgraden. Uppgifterna måste lösas så fullständigt att arbetsgången lätt kan följas. Formler och data kan hämtas ur de tillåtna hjälpmedlen. Förklara och motivera införda formler och beräkningar. Beräkningarna skall utföras så exakt som möjligt och svar anges med ett rimligt antal gällande siffror. Glöm inte enheter! Varje uppgift skall lösas på separata ark. Omslag och lösningsark tillhandahålls av tentamensvakt. Skriv namn och personnummer på alla lösningsark och på omslaget. Numrera alla inlämnade lösningsark. LYCKA TILL! Maximalt poängantal 60 p Väl godkänt Betyget 5 48 p Godkänt Betyget 4 36 p Betyget 3 24 p Gunilla och Krister

2 Tillåtna hjälpmedel: Physics Handbook, Tefyma, Mathematics Handbook (Beta) och miniräknare. Poäng på varje deluppgift anges vid uppgiften. Inbördes ordning på frågorna reflekterar ej svårighetsgraden. 1) a) Skissa och motivera vågfunktionerna för en partikel i första (E=1eV), andra (E=2eV) och tredje (E=3eV) tillståndet i följande potential: x x 0 U(x) = 2 (med U(x) i ev och x i Å) (3p) x < 0 b) Förklara hur kvantmekanisk tunnling kan ske genom en klassiskt förbjuden barriär, och skissa vågfunktionen vid tunnling. (3p) c) Beräkna sannolikheten för en elektron att tunnla mellan två kopparytor som hålls på samma potential och som är separerade med ett avstånd på 2Å. (4p) 2a) Beskriv och motivera de urvalsregler som gäller vid optiska övergångar hos atomer. (2p) b) Skissa ett energinivå diagram för väteatomen. Vilka optiska absorptions övergångar är möjliga ifrån grundtillståndet? Vilken är den längsta våglängden som kan absorberas? (2p) c) Vilken absorptionsövergång hos en väteatom kan ske vid en våglängd på nm? (2p) d) Skissa en energinivå diagram för boratomen. Vilka optiska absorptions övergångar är möjliga ifrån grundtillståndet? (2p) e) Vad är det för egenskaper som avgör om en gas är en växthus-gas eller inte? (2p) 3a) Komplettera följande kärnreaktion: 2 1 H+ 9 4 Be X+ 4 2 He Beräkna även hur mycket energi som frigörs vid reaktionen eller som behövs för att reaktionen skall ske. (4p) b) Rubidium 87 är inte stabilt, ta fram sönderfallskedjan och dess stabila slutprodukter. Om man antar att det fanns 29.2% av Rubidium isotopen 87 (och resterande var Rubidium 85) då vårat solsystem bildades, hur gammalt är solsystemet i så fall? (6p)

3 4. (10p) a) Rita upp Lewisstrukturerna för och. Ange också eventuella resonansstrukturer och formella laddningar. b) Bestäm med hjälp av VSEPR vilken geometri molekylerna i a) har. c) Bestäm geometrin runt de centralatomer som finns i molekylen: d) Bestäm hybridiseringen för kolatomerna i molekylen som visas i c). e) Hur många σ-bindningar och π-bindningar finns i molekylen som visas i c)? 5. (10p) a) Bestäm elektronkonfiguration och bindningstal för, och. Förklara vad svaren innebär för de olika molekylerna. b) Förklara hur π-bindningar uppstår enligt LCAO-MO modellen. c) Förklara vad det innebär om en molekyl är en dipol. d) Förklara den teoretiska skillnaden mellan kovalent bindning och jonbindning. e) Förklara kortfattat vad som menas med grupper och perioder i periodiska systemet. f) Ange hur atomradien ändras när man går åt höger i periodiska systemet samt när man går nedåt i periodiska systemet. g) Hur påverkas storleken när en alkalimetall bildar en jon? 6. (10p) a) Beräkna hur många gram som bildas då en lösning som innehåller 3,50 g blandas med en lösning som innehåller 6,40 g. Den kemiska reaktionen sker enligt: b) Om det vid reaktionen i a) istället hade bildats 2,54 g vilket hade det verkliga utbytet blivit? c) Balansera reaktionen när glukos,, oxideras. Vid reaktionen förbrukas syrgas,, och bildas koldioxid,, och vatten,. Glukos är i fast form, syrgas och koldioxid är i gasfas och vattnet är i vätskefas. d) Förklara kortfattat vad begreppet mol innebär.

4 Periodic table

5

6 Molekylo1 b.italer föt~ ho.monttldeära diat.omära molekyle1 n " och F 2

7