Строение атома и периодическая система Д.И. Менделеева
ПЕРЕЧЕНЬ
вопросов, знание которых является обязательным для студентов, сдающих экзамен по курсу «Общая и неорганическая химия»
| № | Знания | Умения |
| Основные понятия и законы химии. | Умение рассчитывать абсолютные массы атомов и молекул, решать задачи, используя понятия количества вещества (моль), расчеты по химическим уравнениям, закон Авогадро;. | |
| Строение атома. Физический смысл квантовых чисел. Характеристика состояния электрона в атоме системой квантовых чисел. Принцип Паули, принцип наименьшей энергии, правила Клечковского и правило Хунда. Понятие об орбиталях. | Умение характеризовать квантовыми числами электроны атомов элементов I-III периодов периодической системы. Иметь представление о форме электронных облаков s-, p- и d-электронов. | |
| Современная формулировка периодического закона. Структура периодической системы элементов. Заполнение электронных слоев и оболочек атомов в периодической системе. Понятие о валентности и степени окисления. | Умение составить электронные формулы атомов и ионов s-, p-, и d-элементов (в основном и возбужденном состояниях). Умение объяснить изменение кислотно-основных и окислительно-восстановительных свойств элементов по группам и периодам периодической системы в зависимости от электронной конфигурации и размера атома или иона. | |
| Химические системы и процессы. Виды процессов, параметры процессов. Энергетические эффекты и термохимические расчеты. Общее понятие об энтальпии и ее изменении в различных процессах. Закон Гесса и следствия из этого закона. Энтропия, физический смысл энтропии. Понятие об абсолютных энтропиях веществ и изменении энтропии в различных процессах. Энергия Гиббса и направленность процесса. Связь энергии Гиббса с энтальпией и энтропией. | Умение решать задачи с использованием следствий из закона Гесса на нахождение тепловых эффектов процессов с использованием справочных данных. Умение рассчитывать изменение энтропии So для различных процессов по данным о So298. Умение рассчитывать Go процессов с использованием данных о Go298 образования и по уравнению G = G + ТS. Умение решить вопрос о возможности самопроизвольного протекания процесса на основании значения G процесса. | |
| Понятие о химической кинетике. Закон действия масс (ЗДМ) и факторы, влияющие на скорость процесса (природа веществ, концентрация, температура, давление, присутствие катализатора и т.д.). Энергия активации. Понятие о гомогенном и гетерогенном катализе. Химическое равновесие и принцип смещения равновесия (принцип Ле Шателье). | Знание влияния различных факторов на скорость химической реакции. Умение записывать выражение для ЗДМ, проводить расчеты по изменению скорости реакции с использованием ЗДМ и правила Вант-Гоффа. Умение привести примеры различных каталитических процессов. Умение записывать выражение для константы химического равновесия и решать задачи с ее использованием. Умение использовать принцип Ле-Шателье для установления влияния различных факторов на химическое равновесие. | |
| Окислительно-восстановительные реакции и их классификация. Понятие о степени окисления, типичные окислители и восстановители. | Умение рассчитывать степени окисления элементов в соединениях. Умение объяснять окислительно-восстановительные свойства веществ с точки зрения электронного строения элементов, входящих в эти соединения. Умение составлять простейшие уравнения окислительно-восстановительные реакции с расстановкой коэффициентов с использованием метода электронного баланса. | |
| Растворы и их классификация. Способы выражения концентрации растворов. Методы количественного анализа растворов (денсиметрия, титриметрия). | Умение решать задачи на нахождение массовой доли вещества в растворе, молярной, нормальной, моляльной концентрации и титра раствора. | |
| Электролитическая диссоциация. Сильные и слабые электролиты. Степень и константа диссоциации слабого электролита. Закон разведения Оствальда Состояние сильных электролитов в растворах. | Умение привести примеры сильных и слабых электролитов. Умение записывать уравнения диссоциации электролитов различных типов и вычислять концентрации ионов в разбавленных растворах сильных и слабых электролитов. | |
| Ионное произведение воды и водородный показатель (рН). Кислотно-основные индикаторы. | Умение вычислять концентрации ионов Н+ и ОН-, рН разбавленных растворов сильных и слабых кислот и оснований. | |
| Понятие о гидролизе солей. Различные случаи гидролиза. Константа и степень гидролиза. Необратимый гидролиз. Способы усиления и подавления гидролиза. | Умение составлять уравнения гидролиза солей по катиону, по аниону и по катиону и аниону, проводить расчеты значений рН в растворах солей. | |
| Дисперсные системы, их классификация. Коллоидные растворы, их свойства. Понятие о золях, гелях. Строение коллоидной частицы (мицеллы). Коагуляция, седиментация, пептизация, синерезис. Способы получения и разрушения золей. | Умение классифицировать дисперсные системы по размерам частиц (взвеси: суспензии, эмульсии; коллоидные растворы; истинные растворы). Умение записать строение мицеллы при избытке указанного реагента. | |
| Электрохимические процессы и системы. Механизм возникновения электродного потенциала и его измерение. Устройство водородного электрода. Стандартные и равновесные значения электродных потенциалов. Уравнение Нернста. | Умение вычислять значение электродного потенциала в равновесных условиях на основании уравнения Нернста. | |
| Гальванический элемент: обозначение, электродные процессы. Типы гальванических элементов. Кинетика электродных процессов. | Умение записывать схему гальванического элемента и электродные процессы, происходящие в нем, рассчитывать напряжение гальванического элемента в стандартных и равновесных условиях. | |
| Электролизер. Последовательность процессов на электродах в электролизере. Закон Фарадея. | Умение записывать последовательность процессов электролиза, происходящих на электродах, и рассчитывать количества веществ, выделившихся на электродах, с использованием законов Фарадея. | |
| Химическая и электрохимическая коррозия металлов и зашита от коррозии. | Знание природы химических и электрохимических процессов, вызывающих коррозию. Умение обозначить коррозионный гальванический элемент и записывать процессы, происходящие в нем с учетом кислотности среды. Знание основных способов защиты металлов от коррозии. Умение привести примеры анодных и катодных покрытий. |
П Р О Г Р А М М А
курса химии для студентов первого курса МТФ НГТУ
(группы ТХ-801, 802; КП-801, МЭ-801), 2008 г.
Основные понятия и законы химии.
1. Предмет и задачи химии. Основные методы исследования в химии. Практическое значение химии.
2. Основные химические законы и понятия (закон сохранения массы веществ, расчет по химическим уравнениям; специфическое понятие химии – моль; закон Авогадро и его следствия, понятие о молярном объеме).
3. Основные классы химических соединений. Основы химической номенклатуры.
Примерные задачи к разделу «Основные понятия и законы химии».
1. Определите, какое число молекул содержат 680 г NH3. Какому количеству вещества это соответствует? Какому объему? Вычислите массу в г одной молекулы аммиака.
2. Какой объем оксида серы(IV) (н.у.) необходим для реакции с 11,2 л кислорода, если в результате получено 80 г оксида серы(VI)?
В сосуде находится 2,4.1024 молекул сернистого газа. Какой объем при нормальных условиях они занимают? Какова их масса? Вычислите массу в г одной молекулы сернистого газа.
Строение атома и периодическая система Д.И. Менделеева.
1. Современная квантово-механическая модель атома. Двойственная природа электрона. Принцип неопределенности Гейзенберга. Уравнение Шредингера.
2. Характеристика состояния электрона в атоме набором квантовых чисел. Атомные орбитали. Возможные величины квантовых чисел, обозначения квантовых чисел, конфигурации (форма) электронных облаков.
3. Принцип построения электронных структур атомов. Электронные формулы атомов и ионов. Принцип наименьшей энергии. Правила Клечковского. Принцип Паули. Правило Хунда. Емкость энергетических уровней.
4. Периодический закон Д.И. Менделеева – основной закон химии. Периодическая система элементов как классификация элементов по строению электронных оболочек.
5. Структура периодической системы. Положение элементов в периодах, рядах, группах, подгруппах, семействах как результат энергетического состояния и числа валентных электронов.
6. Периодичность в изменении свойств атомов элементов (радиусы атомов и ионов, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность) как следствие периодичности электронных структур. Периодичность в изменении химических свойств элементов (металличность – неметалличность, кислотно-основные свойства, окислительно-восстановительные свойства, формулы соединений с кислородом и водородом).
Примерные задачи к разделу
«Строение атома и периодический закон Д.И. Менделеева».
1. Объясните, пользуясь правилом Клечковского, какие атомные орбитали заполняются раньше: а) 3d или 4р; б) 4f или 5p; в) 5p или 6s; г) 4d или 4f.
2. Какие значения могут принимать квантовые числа n, l , ml и ms, характеризующие состояние электронов в атоме алюминия.
3. Квантовые числа для электронов внешнего энергетического уровня атома некоторого элемента имеют следующие значения: n = 5, l = 0, ml= 0, ms = + 1/2. Сколько свободных 4d-орбиталей содержит атом данного элемента. Напишите электронную и электронно-графическую формулу данного атома?
4. Какое максимальное число электронов находится на s-, p-, d-, f-подуровнях?
5. Какие из приведенных электронных формул неверны и объясните причину: а) 1s12s22p6; б) 1s22s22p63s23p54s1; в) 1s22s22p63s1; г) 1s22s22p63s23p63d4; д) 1s22s22p3; е) 1s22s3.
6. Какая формула правильно соответствует указанному элементу:
а) 1s22s22p63s23p64s23d6 Kr; б) 1s22s22p63s23p64s23d104p4 Se; в) 1s22s22p63s23p64s2 Ar.
Запишите значения квантовых чисел для валентных электронов данного элемента.
7. Электронная конфигурация 1s22s22p63s23p64s2 соответствует
а) основному состоянию атома кальция
б) возбужденному состоянию атома кальция в) основному состоянию атома скандия
г) атому изотопа 
.
Запишите значения квантовых чисел для валентных электронов.
8. Химический элемент расположен в IV периоде, I A группе. Распределению электронов в атоме этого элемента соответствует ряд чисел:
а) 2, 8, 8, 2; б) 2, 8, 18, 1; в) 2, 8, 8, 1; г) 2, 8, 18, 2.
9. Электронную конфигурацию внешнего энергетического уровня 4s24p5 имеет атом:
а) As; б) Mn; в) Cl; г) Br.
10. Укажите порядковый номер элемента у которого: а) заканчивается заполнение электронами 3d-орбитали; б) заканчивается заполнение электронами 4s-орбитали; в) начинается заполнение электронами 4p-орбитали; г) начинается заполнение электронами 4f-орбитали.
11. Установите соответствие между знаком химического элемента и строением внешнего энергетического уровня его атома:
1) Na a) 3s23p4
2) Ca б) 3d54s1
3) Cr в) 4s2
4) S г) 3s1
12. Электронную конфигурацию инертного газа имеет:
а) Fe3+; б) Cl-; в) Cu2+; г) СО32-
13. Химическому элементу соответствует высший оксид состава RO3. Электронная конфигурация внешнего энергетического уровня атома этого элемента:
а) ns2np4; б) ns2np3; в) ns2np2; г) ns2np6
14. Валентные электроны атома фосфора, находящегося в основном состоянии, расположены на орбиталях так:
а) 5s25p3; б) 3s23p5; в) 3s23p3; г) 5s25p3.
15. В основном состоянии наибольшее число неспаренных электронов – в атоме:
а) серы; б) кремния; в) хлора; г) фосфора
16. Максимальная валентность азота равна:
а) II б) III в) IV г) V
17. Какую электронную конфигурацию имеет атом наиболее активного металла?
а) 1s22s22p1; б) 1s22s22p63s1; в) 1s22s2; г) 1s22s22p63s23p1
18. Какие из перечисленных обозначений орбиталей не верны:
а) 2s, 4p; б) 2p, 3d; в) 1p, 2d; г) 4f, 5d.
19. Какие из перечисленных обозначений не верны:
а) 2s32d1; б) 2s22p3; в) 3d54s1; г) 3s23p6.
20. «Проскок» электрона наблюдается в электронной формуле атома:
а) 22Ti; б) 11Na; в) 29Cu; г) 25Mn.
21. На каком основании хром и сера находятся в одной группе периодической системы? Почему их помещают в разных подгруппах?
22. В чем сходство и различие атомов: а) F и Cl; б) N и P.
23. Согласно современным представлениям, периодическое изменение свойств химических элементов зависит от:
а) массы ядра атомов; б) массы атома; в) заряда атома; г) заряда ядра атома
24. Химические элементы расположены в порядке возрастания их атомного радиуса в ряду:
а) Be, B, C, N; б) O, S, Se, Te; в) Rb, K, Na, Li; г) Mg, Al, Si, P
25. Неметаллические свойства у элементов главных подгрупп усиливаются:
а) слева направо и в группах снизу вверх;
б) справа налево и в группах сверху вниз;
в) справа налево и в группах снизу вверх;
г) слева направо и в группах сверху вниз.
26. В ряду водородных соединений РН3 – Н2S – HCl – (слева направо) свойства:
а) основные ослабевают, кислотные усиливаются;
б) основные усиливаются, кислотные ослабевают;
в) основные и кислотные ослабевают;
г) основные и кислотные усиливаются.
27. Кислотные свойства наиболее ярко выражены у вещества, формула которого:
а) H3N; б) H2S; в) HCl; г) HF
28. Наиболее выражены металлические свойства у атома:
а) лития; б) натрия; в) калия; г) кальция
29. Наиболее выражены кислотные свойства:
а) HF; б) HCl; в) HBr; г) HI
30. В ряду химических элементов Mg → Ca → Sr → Ba металлические свойства
а) убывают б) возрастают в) изменяются периодически г) не изменяются
31. Из приведенных ниже металлов наиболее активным является:
а) бериллий; б) магний; в) кальций; г) барий
32. Среди перечисленных элементов пятой группы типичным неметаллом является:
а) фосфор; б) мышьяк; в) сурьма; г) висмут
33. Молекулы какого из перечисленных веществ имеют наименьшую энергию связи?
а) HI; б) HCl; в) HF; г) HBr
34. Какой ряд элементов отвечает уменьшению радиусов и атомов:
а) Li, Be, B, C, N, O, F; б) F, O, N, C, B, Be, Li;
в) С, N, O, F, Be, Li, B
35. B ряду: Na ® Mg ® Al ®Si
а) увеличивается число энергетических уровней в атомах;
б) усиливаются металлические свойства элементов;
в) уменьшается высшая степень окисления элементов;
г) ослабевают металлические свойства элементов
36. Из перечисленных ниже характеристик элементов периодически изменяются:
а) заряд ядра атома;
б) число энергетических уровней в атоме;
в) число электронов на внешнем энергетическом уровне
37. Атомы элементов, имеющие одинаковое число электронных уровней, расположены:
а) в одной группе периодической системы;
б) в одном периоде периодической системы;
в) в одной подгруппе периодической системы.
38. Атомы элементов, имеющие одинаковое число валентных электронов, расположены:
а) в одной группе периодической системы;
б) в одном периоде периодической системы;
в) в одной подгруппе периодической системы.
39. Атомы элементов, имеющие сходное электронное строение последнего уровня, расположены:
а) в одной группе периодической системы;
б) в одном периоде периодической системы;
в) в одной подгруппе периодической системы.
40. Внутри периода увеличение порядкового номера элемента обычно сопровождается:
а) уменьшением атомного радиуса и возрастанием электроотрицательности атома;
б) возрастанием атомного радиуса и уменьшением электроотрицательности атома;
в) неизменными значениями атомного радиуса и уменьшением электроотрицательности;