Ионная связь. Теория поляризации
3.22. Исходя из представлений о природе ионной связи объясните, почему при обычных условиях ионные соединения существуют в виде ионных кристаллов, а не в виде отдельных молекул.
3.23. Как объяснить высокие координационные числа в ионных соединениях (например, натрия в решетке NaCl – 6, цезия в решетке CsCl – 8)?
3.24. Почему элементы в высоких степенях окисления не образуют ионных соединений?
3.25.Ниже приведены значения положительного эфективного заряда Zэфф на атома металла для ряда соединений в твердом состоянии:
Zэфф Zэфф Zэфф Zэфф
NaF 0,97 KCl 0,98 MgO 1,48 ZnO 1,20
NaCl 0,90 KBr 0,96 MgS 1,16 ZnS 0,84
NaBr 0,86 KI 0,92 CaO 1,62 FeS 0,60
Какова зависимость между степенью ионности связи и разностью электроотрицательности элементов в данном случае? Принципиально ли утверждение, что степень ионности связей нигде не достигает 100%?
3.26.Как изменяется поляризуемость ионов в рядах:
1) O2-, S2-, Se2-, Te2-; 2) Mg2+, Na+, F-, O2-?
3.27.Как изменяется поляризующее действие ионов в рядах:
1) Be2+, Mg2+, Ca2+, Sr2+, Ba2+; 2) Al3+, Sc3+, Y3+, La3+?
3.28.Учитывая поляризующее действие катионов, объясните различие в степени ионности связей в FeCl2 и FeCl3; FeCl2 и MgCl2; CaCl2 и HgCl2.
3.29.Объясните различие в термической устойчивости следующих пар соединений: а)LiBH4 и NaBH4; б) Li2O2 и Cs2O2; в) СaCO3 и BaCO3;
г) Na2CO3 и СaCO3; д) NaHCO3 и Na2CO3.
3.30.Температура плавления CaCl2 7800C, СdCl2 – 5600C; радиус иона Ca2+ равен 0,104 нм, иона Cd2+ - 0,099 нм. Объясните различие температур плавления.
3.31.Объясните, почему гидроксиды свинца (IV) и ртути (II) – неустойчивы, а оксиды свинца (IV) и ртути (II) – устойчивы при нормальных условиях.
3.32.Как изменяется температура плавления при переходе от CsF к CsI? Объясните с помощью теории поляризации.
3.33.Почему гидроксиды натрия и калия устойчивы, а гидроксиды меди (I) и серебра (I) – неустойчивы?
3.34.Используя теорию поляризации, сравните термическую устойчивость AuCl3 и AuCl; PbCl4 и PbCl2.
3.35.K2CO3 плавится при 8900С без разложения, Ag2CO3 разлагается уже при 2200С. Объясните указанное различие.
3.32. BaCl2 в водных растворах полностью диссоциирует, а HgCl2 почти не диссоциирует. Объясните это различие в свойствах солей.
3.33. Используя теорию поляризации, объясните:
а) почему оксид ванадия (V) – кирпично-оранжевого цвета, а оксида тантала и ниобия (V) – бесцветны;
б) почему хлорид свинца (II) – белый, а иодид свинца (II) – желтый;
в) почему ортованадат-ион бесцветен, а перманганат- ион – малинового цвета.
3.34. С позиций теории поляризации объясните изменение кислотно-основных свойств в рядах следующих гидроксидов:
1) NaOH, Mg(OH)2, Al(OH)3, H4SiO4, H3PO4, H2SO4, HClO4
2) H2CO3, H2SiO3, GeO(OH)2, SnO(OH)2
3) Be(OH)2, Mg(OH)2, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2
4) H2SO4 и H2SeO4
5) Ca(OH)2 и Zn(OH)2.
3.35. С позиций теории поляризации объясните, почему в водном растворе не существует ионов Ti4+, V5+, Cr6+, но могут существовать ионы TiO2+, VO2+, CrO22+.
3.36. Как изменяется концентрация ионов водорода в ряду одномолярных растворов следующих солей:
1) BeСl2, MgCl2, CaCl2
2) KCl, CaCl2, GaCl3, GeCl4 ?
3.37. Сравните кислотные свойства:
а) H2SO3 и H2SO4; б) HClO, HСlO2, HСlO3 и HClO4.
С помощью теории поляризации объясните установленную вами закономерность.
Водородная связь. Межмолекулярное взаимодействие
3.38. Температура кипения в ряду простых веществ благородных газов монотонно увеличивается с возрастанием порядкового номера от 4,3 К (He) до 211,2 (Rn). Объясните эту закономерность.
3.39. Какого типа решетку: атомную, молекулярную или ионную имеют в твердом состоянии криптон, диоксид углерода, тетрахлорид углерода, кремний, карбид кремния, фторид калия, нитрид бора?
3.40. За счет каких связей может осуществляться взаимодействие между молекулами H2 и O2; H2 и H2O; H2O и NH3; NH3 и NF3; NF3 и BF3; HCl и HCl; HF и HF?
3.41. Какие из перечисленных веществ при переходе из газообразного в конденсированное состояние сохраняют молекулярную структуру: O2, Na2, C2, B2, NaCl, N2O5, PCl5? Какие изменения в структуре претерпевают при этом остальные вещества?
3.42. Объясните, почему при нормальных условиях простые вещества фтор и хлор – газы, бром – жидкость, а иод – твердое тело?
3.43. Температуры кипения BF3, BCl3, BBr3, BI3 соответственно равны 172, 286, 364, 483 К. Объясните наблюдаемую закономерность.
3.44. Температуры кипения NF3, PF3, AsF3 соответственно равны 144, 178, 336 К. Объясните наблюдаемую закономерность.
3.45. Ниже приведены температуры кипения Ткип и дипольные моменты m в некоторых рядах сходных соединений:
Ткип, К m, D
HF 292,7 1,91
HCl 188,1 1,03
HBr 206,4 0,79
HI 237,8 0,42
H2O 373,0 1,84
H2S 212,8 0,93
H2Se 231,7 0,24
H2Te 271 -
NH3 239,7 1,48
PH3 185,7 0,55
AsH3 210,7 0,03
SbH3 255 -
Объясните, почему в каждом ряду соединений при монотонном изменении полярности молекул Ткип изменяется немонотонно.