Строение вещества. Систематика химических элементов
Вопросы к экзамену по дисциплине
Химия
Основные понятия и законы химии.
1.1 Понятия атом, молекула, химический элемент, простое вещество, сложное веществ, моль, молярная масса
1.2 Понятие эквивалент, моль эквивалентов. Определение фактора эквивалентности химического элемента, кислоты, основания, средней, кислой и основной соли, оксидов, проявляющих основные и кислотные свойства. Расчет молярные массы эквивалентов простых и сложных веществ.
1.3 Закон эквивалентов. Закон Авогадро, молярный объем газа. Закон объемных отношений.
Задачи
1. При окислении аммиака в присутствии катализатора продуктами реакции являются оксид азота (II) и водяной пар. В каких объемных отношениях взаимодействуют аммиак и кислород и каково отношение между объемами получившихся газообразных продуктов?
2. Сколько молей содержится в 1 м3 любого газа при нормальных условиях? Сколько м3 кислорода потребуется для полного сгорания 5 м3 этана?
3. Выразите в молях: а) 6,02×1022 молекул С2Н2; б) 1,80×1024 атомов азота; 3,01×1023 молекул NH3. Какова молярная масса указанных веществ?
4. Молярная масса эквивалента металла равна 56,2 г/моль. Определить массовую долю металла в его оксиде.
5. При восстановлении водородом 1,34 г оксида металла до металла образовалось 0,324 г воды. Вычислите молярную массу эквивалента металла. Какой объем водорода был затрачен для восстановления оксида металла?
6. Вычислить эквивалент и молярную массу эквивалента диоксида углерода в реакциях взаимодействия его с раствором гидроксида натрия с образованием: а) гидрокарбоната натрия; б) карбоната натрия.
7. В какой массе гидроксида натрия содержится столько же эквивалентов, сколько в 140 г гидроксида калия?
8. При окислении 16,74 г двухвалентного металла образовалось 21,54 г оксида. Вычислите молярные массы эквивалентов металла и его оксида. Чему равны молярная и атомная масса металла?
9. Напишите уравнения реакций гидроксида железа (III) с хлороводородной кислотой, при которых образуются: а) хлорид дигидроксожелеза; б) дихлорид гидроксожелеза; в) трихлорид железа. Вычислите эквивалент и молярную массу эквивалентов гидроксида железа (III) в каждой из этих реакций.
10. Избытком гидроксида калия подействовали на растворы: а) гидрофосфата калия; б) нитрата дигидроксовисмута (III). Напишите уравнения реакций этих веществ с гидроксидом калия и определите их эквиваленты и молярные массы эквивалентов
11. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты (H3PO3) израсходовано 1,291 г гидроксида калия. Вычислите эквивалент, молярную массу эквивалента и основность кислоты. На основании расчета напишите уравнение реакции.
12. При взаимодействии 3,24 г трехвалентного металла с кислотой выделяется 4,03 л водорода (н.у.). Вычислите молярную массу эквивалента, молярную и атомную массы металла.
Строение вещества. Систематика химических элементов
2.1 Современные представления о строении атома. Какие элементарные частицы входят в состав ядра? Каков физический смысл порядкового номера элемента? Как определить число протонов, нейтронов и электронов в атоме? Что называют изотопами и изобарами?
2.2 Характеристика главного, орбитального, магнитного, спинового квантовых чисел. Какие значения они могут принимать?
2.3 Порядок и принципы заполнения электронных уровней и подуровней атомов элементов: принцип наименьшей энергии, принцип Паули, правило Гунда, правила В.М. Клечковского.
2.4 s-, p-, d-, f-состояния электронов. Атомная валентная зона Основное и возбужденное состояния атомов. Валентность элементов.
2.5 Каким образом изменяются по периоду, в главных подгруппах и по периодической системе свойств химических элементов: энергия ионизации, сродства к электрону, электроотрицательность, металлические свойства? Причина периодичности свойств.
2.6 Как изменяются кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов (оксигидроксидов) по периоду, в главных подгруппах, по периодической системе?
Задачи
1 Найдите в периодической системе элементы, электронная формула которых (n-1)d2ns2. Напишите полную электронную формулу атома одного из этих элементов, диаграмму АВЗ, укажите возможные валентные состояния.
2 Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 26. Распределите электроны этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов? Укажите их возможные валентные состояния.
3 Какие орбитали заполняются электронами раньше: 4d или 5s; 6s или 5p? Почему? напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 43. К какому семейству относится элемент? Укажите возможные валентные состояния
4 Квантовые числа для электронов внешнего энергетического уровня атомов некоторого элемента имеют следующие значения: n=4, l=0, ml=0, ms=±1/2. Напишите электронную формулу атома этого элемента и определите, сколько свободных 3d-орбиталей он содержит?
5 Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 9 и 28. Покажите распределение электронов этих атомов по квантовым ячейкам. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов? Укажите их возможные валентные состояния.
6 Какое максимальное число электронов могут принимать s-, p-, d- и f-орбитали данного энергетического уровня? Почему? Напишите электронную формулу атома элемента с порядковым номером 31. Укажите его валентные электроны.
7 Найдите в периодической системе элементы, электронная формула АВЗ которых (n-1)d5ns2. Напишите их химические символы. Составьте полные электронные формулы для двух из них, укажите возможные валентные состояния.
8 Какие значения может принимать магнитное квантовое число ml при орбитальном числе l=0; l=1; l=2 и l = 3? какие элементы в периодической системе называют s-, p-, d- и f-элементами? Приведите примеры.
9 Напишите электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 15 и 28. Чему равен максимальный спин p-электронов у атомов первого и d-электронов у атома второго элемента?
10 Распределите электроны атома серы по квантовым ячейкам. Сколько неспаренных электронов имеют ее атомы в нормальном и возбужденном состояниях? Укажите ее возможные валентные состояния. Какую высшую и низшую степени окисления способна проявлять сера?
Химическая связь
3.1. Что понимается под степенью окисления элемента? Как определить высшую и низшую степень окисления химического элемента, исходя из его положения в периодической таблице Менделеева? Определите высшую и низшую степени окисления для серы, хрома, ванадия, мышьяка. Составьте формулы гидроксидов этих элементов, отвечающие их высшей степени окисления.
3.2 Определите степень окисления элементов, входящих в состав соединений: NH4NO3, KMnO4, Na2Cr2O7, Li2SO3, HVO2, FeS, Al2(SO4)3, Ca3(PO4)2, HNO2, H2O2, OF2, CaH2.
3.3. Какую химическую связь называют ковалентной? Каков механизм ее образования? Что понимается под полярностью связи? Приведите примеры соединений с полярной и неполярной ковалентной связью.
3.4. Какую химическую связь называют ионной? Каков механизм ее образования. Приведите примеры типичных ионных соединений.
3.5. Охарактеризуйте донорно-акцепторное взаимодействие. Какие химические связи возникают между атомами в ионе NH4+ & Укажите донор и акцептор.
3.6. Какую химическую связь называют водородной? Между молекулами каких веществ она образуется?