Глава ii общая и неорганическая химия. индивидуальные задания (курс вуза)

ДЕПАРТАМЕНТ КАДРОВОЙ ПОЛИТИКИ и ОБРАЗОВАНИЯ

При МСХ РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БУРЯТСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ имени В.Р.ФИЛИППОВА»

Кафедра неорганической и аналитической химии

А.В.Бардымова, О.К.Царева, В.В.Малтугуев, Т.Ц.Жамсуева,

Е.А. Малыгина, Л.П.Ильина.

МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО НЕОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ.

Улан — Удэ

Издательство ФГОУ ВПО БГСХА

УДК 631.4

У 181

Печатается по решению Методического совета

Бурятской государственной сельскохозяйственной академии

Рецензенты:

д.г.-м.н., проф. Д.И.Царев

д.б.н., проф. Т.П.Анцупова

У 181. Учебное пособие для самостоятельной работы по общей и неорганической химии для студентов очного обучения биологических специальностей / Составители А.В.Бардымова, О.К.Царева, В.В.Малтугуев, Т.Ц.Жамсуева, Е.А.Малыгина, Л.П.Ильина. – Улан – Удэ: Изд-во Бурятской государственной сельскохозяйственной академии, 2004. - 127 с.

Данное пособие составлено согласно типовым учебным программам по дисциплине «Общая и неорганическая химия». Оно состоит из 2-х частей, в которые включены основные разделы по теоретическим и практическим вопросам химии средней (I часть) и высшей (II часть) шкалы. В приложении приводятся справочные данные, используемые для решения задач.

© А.В.Бардымова, О.К.Царева, В.В.Малтугуев,

Т.Ц.Жамсуева, Е.А.Малыгина, Л.П.Ильина, 2004

© Бурятская государственная сельхозакадемия, 2004

Предисловие

Настоящее учебное пособие по самостоятельной работе студентов предназначено для повторения ими основных разделов химии по курсу средней школы, и для последующего закрепления знаний по общей химии согласно программе ВУЗа. Оно состоит из двух частей.

Часть I включает раздел химии, знание которых необходимо для овладения вузовской программой.

1. Основные понятия и законы химии.

2. Основные классы неорганических соединений.

3. Периодический закон и периодическая система Д.И.Менделеева.

4. Электролитическая диссоциация.

Студент после повторения теоретического материала по данному разделу получает индивидуальное домашнее задание. Оно состоит из 5 вопросов по каждой теме, содержащих задачи и упражнения по проработанному разделу. Выполнения задания студентом проверяет преподаватель, при необходимости проводится собеседование по данной теме. Этим достигается ликвидация пробелов знаний основных разделов химии по программе средней школы.

Часть II составлена в соответствии с изучаемыми разделами курса общей химии в ВУЗе и состоит из 14 тем.

В начале каждой темы даются вопросы для самопроверки. Эти вопросы являются общими для всех и отражают теоретическое содержание всей темы. Изучив теоретический материал, студент выполняет индивидуальное задание во внеучебное время. Выполненное задание своевременно подается для проверки преподавателю и учитывается при сдаче модулей в виде определенной суммы баллов рейтинга студентов.

В конце пособия приводятся справочные данные, необходимые для решения задач. Там же приводится список рекомендуемой литературы.

ГЛАВА II ОБЩАЯ И НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ. ИНДИВИДУАЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ (КУРС ВУЗА).

Тема 1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ХИМИИ

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Как формулируется закон сохранения массы веществ? Когда и кем он был открыт?

2. О чем гласит закон постоянства состава?

3.Какую зависимость показывает уравнение Менделеева-Клапейрона?

4.Что показывает относительная плотность? Как через нее можно находить молекулярную массу газа?

5.Как формулируется закон Авогадро? Что показывает мольный объем и число Авогадро? Их числовые значения.

6.Чем истинная формула соединения отличается от простейшей?

ЛИТЕРАТУРА

Глава I

Глава I

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

1. Сколько оксида углерода (VI) выделилось при разложении 2,21 г малахита (СuОН)₂СО₃, если при этом образовалось 1,59 г оксида меди и 0,18 г воды?

2. Сколько кислорода выделилось при разложении бертолетовой соли КСIO₃, если при этом образовалось 2,48 г хлорида калия KCI?

3. В результате ряда превращений сера, содержащаяся в сульфиде железа FeS₂ образовала 0,906 г сульфата бария ВаSО₄. Сколько было сульфида железа?

4. Некоторое количество оксида свинца (II) нагревалось в токе водорода. После того, как нагревание было прекращено, количество образовавшегося свинца составляло 15,07 г. Сколько воды образовалось при этом?

5. Одинаковое ли количество воды образуется при восстановлении водородом 10 г оксида меди (I) и 10 г оксида меди (II)? Ответ подтвердите расчетом.

6. Сколько граммов воды разложилось при действии электрического тока, если получилось 2 г водорода?

7. Сколько граммов воды разложилось при действии электрического тока, если получилось 2 г кислорода?

8. При восстановлении водородом навесок оксида меди (I) и окси­да свинца Рb₃О₄ в каждом случае получено по 3,6 г паров воды. Какое количества оксидов были взяты для реакции?

9. Сколько нужно взять оксида железа (III) и оксида олова (IV), чтобы при восстановлении углем получить по 10 г металлов?

10. При восстановлении оксидов цинка (II) и меди (II) оксидом углерода (II) при нагревании было получено по 10 г каждого метал­ла. Сколько граммов оксида углерода всего было израсходовано?

11. Сколько граммов воды получится при восстановлении 240 г оксида ртути HgO в металлическую ртуть?

12.При нагревании оксида ртути (П) с углем получается газ, неподдерживающий дыхание, от которого мутится известковая вода. Какое еще вещество при этом получается? Сколько нужно взять исходных веществ, чтобы получить 11 г этого газа?

13.Какое количество оксида меди (II), воды и оксида углерода(IV) должно получиться при разложении 111 г малахита (СuОН)₂С0₃?

14.Сколько граммов гидроксида натрия потребуется для превращения 100 сульфата меди и гпдроксид меди (II)?

15. Сколько граммов гидроксида калия потребуется для превра­щения 70 г серной кислоты в кислую соль?

16. Может ли при образовании воды 1,68 г кислорода вступать в реакцию с 0,25 г водорода? Ответ поясните.

17. Соединение содержит 46,15 % углерода, остальное азот. Моле­кулярная масса его равна 52. Найти формулу данного соединения.

18. Некоторое соединение содержит 75,76 % мышьяка и 24,24 % кислорода. Плотность его пара по воздуху составляет 13,65. Какова истинная формула соединения?

19. Каково процентное содержание азота в нитрате аммония?

20. При анализе одного образца руды в нем было найдено 2,8г железа. Какому количеству оксида железа (III) это соответствует?

21. Составить формулы оксидов перечисленных ниже элементов, исходя из следующих данных: в первом О - 50 %, S - 50 % и во втором С - 42,8 %, О -57,2 %.

22. Одинаковое ли процентное содержание железа в Fе₂О₃ и Fe₃O₄ Ответ подтвердите расчетами.

23. Найти формулу гидроксида, имеющего следующий состав: Мn- 61,7 %, О - 36 %, Н - 2,3 %.

24. Вывести формулу вещества, в состав которого входят водород, углерод, кислород и азот в весовом отношении соответственно1:3:4:7.

25. Вещество содержит 75 % углерода и 25 % водорода. Молеку­лярная масса его 16. Найти истинную формулу вещества.

26. Имеется 800 г оксида железа (III). Сколько железа приходит­ся на это количество оксида?

27. Рассчитать процентное содержание кальция в карбонате.

28. Вещество содержит 85,7 % углерода, 14,3 % водорода. Моле­кулярная масса его 28. Вывести истинную формулу вещества.

29. Найти формулу гидроксида олова по следующим данным: Sn- 77,7 %, О-21,0 %, H - 1,3 %.

30. Соединение бора с водородом (содержит 78,18 % бора. Плотность по водороду 13,71. Найти истинную формулу соединения.

31. Вычислить молекулярную массу газа, 50 мл которого при 17^о С и 103,91 кПа (780 мм.рт.ст.) имеют массу 0,222 г.

32. Вычислить молекулярную массу газа, 300 мл которого при -9°С и 160,18 кПа (1,64 атм) имеют массу 1 кг.

33. Один грамм газообразного вещества при давлении 102,7 кПа (770 мм.рт.ст.) и температуре 27°С занимает объем 760 мл. Определить его молекулярную массу.

34. Какова молекулярная масса ацетона, если масса 500 мл его паров при

87°С и 96 кПа (720 мм.рт.ст.) равна 0,93 г.

35. 0,111 г некоторого газа заняли 25 мл при температуре 17°С и 103,91 кПа (780 мм.рт.ст.). Вычислить молекулярную массу газа.

36. При взвешивании ацетилена найдено, что масса 500 мл его при нормальных условиях равна 0,580 г. Определить молекулярную массу ацетилена и его плотность по водороду.

37. Плотность паров фосфора по воздуху равна 4,28. Из скольких атомов состоит молекула парообразного фосфора.

38. Газометр емкостью 20 л наполнен светильным газом. Плот­ность светильного газа по воздуху 0,4, давление 103,9 кПа 1,025атм), температура 17^оС. Вычислить массу светильного газа зная, что молекулярная масса воздуха равна 29,

39. Газообразное вещество при 102,7 кПа (770 мм.рт.ст.) и 27^оС занимает объем 380 мл и имеет массу 0,5 г. Определить его молекулярную массу.

40. Найти молекулярную массу вещества, если плотность его паров по водороду равна 46.

41. Масса 1 л воздуха при нормальных условиях равна 1,29 г, а масса 250 мл неизвестного газа 0,321 г. Определить молекулярную массу газа, исходя из его плотности по воздуху.

42. Какова плотность но воздуху фосгена CoCI₂? Какова масса 1 л этого газа при нормальных условиях?

43. Плотность газа по водороду равна 17. Какова его плотность по воздуху?

44. При некоторой температуре плотность паров серы по оксиду углерода (IV) равна 5,82. Из скольких атомом состоит молекула серы при этой температуре?

45. Объем, занимаемый 80 г некоторого газа при 17°С и 155 кПа (1,5 атм), равен 39,6 л. Какова молекулярная масса газа?

46. Сколько молей газа при нормальных условиях содержится в 33,6 л? Чему равна масса оксида серы (IV) и в этом объеме?

47. Kaкой объем занимают при нормальных условиях 9·10²¹ молекул газа?

48. Во сколько раз объем 8 г водорода больше объема такого же количества углекислого газа, находящегося при тех же условиях?

49. Сколько молекул содержится в чайной ложке воды (5 г)?

50. Вычислить массу молекулы хлора.

51. Масса 500 мл газа при нормальных условиях составляет 1,581 г. Определить молекулярную массу и его плотность по азоту.

52. Какой объем займут при нормальных условиях 0,2 моля водорода и 0,2 моля кислорода?

53. Масса 1 л газа при нормальных условиях составляет 1,25 г. Вычислить молекулярную массу газа и массу молекулы газа.

54. Какой объем займет водород, выделившийся при растворении 3,25 г цинка в соляной кислоте (условия нормальные)?

55. Какой объем хлора потребуется для реакции с 8 г железа? Реакция идет с образованием хлорида железа (III) FеС1₃.

56. Сколько атомов содержится в 1 г водорода?

57. Какой объем занимают при нормальных условиях 22 кг оксида углерода (IV)?

58. Какой объем занимают при нормальных условиях 4 г метана?

59. Какую массу имеет при нормальных условиях 1 л оксида угле­рода (II)?

60.Масса 200 мл ацетилена при нормальных условиях равна 0,232г. Определить молекулярную массу ацетилена и его плотность по воздуху.

ТЕМА 2. ЭКВИВАЛЕНТ. ЗАКОН ЭКВИВАЛЕНТОВ

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1.Что называется эквивалентом и эквивалентной массой?

2.Какова сущность закона эквивалентов и его математическое выражение?

3.Как определяется эквивалент элемента в соединениях?

4.Чему равны эквиваленты кислот, основании, солей и оксидов в pеакциях обмена?

5.Как рассчитывается эквивалентный объем газообразных веществ?

ЛИТЕРАТУРА

Глава I. Глава I.

Глава I. Глава I,

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

1. Некоторый элемент образует гидрид, содержащий 8,87 % водорода. Вычислить эквивалент этого элемента.

2. Некоторый элемент образует кислородное соединение, содержащее 31,58 % кислорода. Вычислить эквивалент этого элемента.

3. 0,432 г металла образовали 0,574 г его хлористого соединения. Вычислить эквивалент металла, приняв эквивалент хлора равным 35,5.

4. Некоторый металл образует хлористое соединение, содержащее 35,45 % хлора. Вычислить эквивалент металла, приняв эквивалент хлора равным 35,5.

5. В оксиде некоторого элемента содержится 34,78 % кислорода. Определить эквивалент этого элемента.

6. Определить эквивалент металла, если 3,24 г его образует 3,72 г сульфида. Эквивалент серы равен 16.

7. При сгорании 5,4 г металла получено 10,2 г оксида. Вычислить эквивалент металла.

8. Определись эквивалент углерода в соединении, если известно, что 0,15 г его взаимодействует с 0,2 г кислорода.

9. При нагревании 0,954 г металла в кислороде было получено 1,194 г его оксида. Найти эквивалент металла

10. Элемент образует с водородом соединение, содержащее 25 % водорода. Чему равен эквивалент элемента'⁵

11. Сколько граммов кислорода расходуется на сгорание 42 г магния, эквивалент которого равен 12.

12. Определить эквивалент хлорида железа, зная, что, 2,71 г его без остатка взаимодействует с 2 г гидроксида натрия, эквивалент которого равен 40.

13. Определить эквивалент металла, если 3,24 г его образует 3,48 г оксида.

14. Определить эквивалент и эквивалентные массы элементов в соединениях HJ, H₂S, PH₃.

15. Этан содержит 80 % углерода и 20 % водорода. Чему ранен эквивалент углерода в этане?

16. В задачах 16-30 определить а) эквиваленты предложенных соединении; б) эквиваленты элементов Al, Fe, Mn, CI, N, S, С в указанных соединениях

a) HN0₃, Ba(OH)₂, AI₂O₃ б) NaAlO₂

17. a) HCN, Са(ОН)₂, BaSO₄ б) Fe₂O₃

18. a) H₂SiF₆, NaOH, CrPO₄ б) FeCl₂

19. а) Н₃А1О₃, КОН, FeSO₄ б) MnCl₂

20. а) Н₄Р₂О₇, LiOH, Mg₂P₂O₇ б) MnO₂

21. а) Н₃А₃O₄ NH₄OH, (NH₄)₂SO₄ б) K₂MnO₄

22. a) HCl, Mg(OH)₂, AI₂(SO₄)₃ б) HMnO₄

23. a) H₂SO₄ Cu(OH)₂, Са₃(РО₄)₂ б) NaCl

24. a) H₂SO₃, Fe(OH)₃, CaCO₃ б) KClO₄

25. а) Н₂СO₃, А1(ОН)₃, Сг₂О₃ б) HClO₃

26. a) Н₃РО₄ Fe(OH)₂, K₂SO₄ б) N₂O

27. a) H₃AsO₃, Mn(OH)₂, MgO б) HNO₂

28. a) HAlO₂, Mg(OH)₂, Nа₃РО₄ б) NH₃

29. a) H₃BO₃, Ni(OH)₂ NaCN б) Na₂SO₃

30.a) H₂SO₄ Sn(OH)₂ Na₂CO₃ б) CO

В задачах 31-38 определить, сколько эквивалентов соответствуют указанным объемам при нормальных условиях.

31. 5,6 л кислорода 32. 5,6 л водорода

33. 11,2 л кислорода 34. 11,2 л водорода

35. 22,4 л кислорода 36. 22,4 л водорода

37. 44,8 л кислорода 38. 44,8 л водорода

39. Какой объем займет эквивалентная масса кислорода при нормальных условиях?

40. Чему равна эквивалентная масса гидроксида натрия?

41. Какой объем при нормальных условиях соответствует 1 эквивалентной массе кислорода, 1 эквивалентной массе водорода?

42. Чему равна эквивалентная масса азотной кислоты?

43. Какой объем займет 1 эквивалентная масса оксида углерода (IV) при нормальных условиях?

44. При нормальных условиях в реакции металла с кислотой выделилось 56 л водорода. Какому количеству эквивалентной массы это соответствует?

45. Для горения магния потребовалось 1,4 л кислорода при нормальных условиях. Какому количеству эквивалентной массы это соответствует?

46. Эквивалент элемента равен 8, атомная масса 16. Чему равна валентность элемента?

47. При какой валентности эквивалент хлора равен 11,8?

48. Чему раина атомная масса элемента, еcли его эквивалент равен 18, а валентность 3?

49.1 г некоторого двухвалентного металла соединяется с 0,27 г кислорода. Вычислить атомную массу металла.

50. При растворении 0,09 г трехвалентного металла в кислоте выделилось 112 мл водорода при нормальных условиях. Найти эквивалентную массу, атомную массу металла и составить формулу его оксида.

51. Определить эквивалент и название двухвалентного металла, 1 г которого вытесняет из раствора медной соли 2,61 г меди. Эквивалент меди равен 31,8.

52. При сжигании 3 г металла было получено 4,2 г его оксида. Определить атомную массу металла, зная, что его валентность равна двум. Составить формулу оксида.

53. При сжигании 2 г металла было получено 2,8 с его оксида. Определить атомную массу металла, зная, что его валентность равна двум. Составить формулу оксида.

54. При соединении 1,5 г трехвалентного металла с серой образовалось 4,17 г сернистого металла. Эквивалент серы равен 16. Определить название металла.

55. На нейтрализацию 9,8 г H,SO₄ израсходовано 8 г едкой щелочи. Эквивалент H₂SO₄ равен 49. Определить эквивалент и название щелочи.

56. Рассчитайте эквивалентную массу металла, если при растворении 0,6 г его в кислоте выделилось 56 мл водорода, измеренного при нормальных условиях. Определить какой это металл.

57.При нагревании 0,954 г металла в кислороде было получено 1,194 г его оксида. Найти атомную массу металла, если его валентность равна 2.

58.При растворении 1,17 г металла в кислоте выделилось 400 мл водорода при нормальных условиях. Определить атомную массу металла, если он двухвалентен.

59.На нейтрализацию 1г гидроксида натрия пошло 0,91 г сильной минеральном кислоты. Определить эквивалент и название кислоты. Эквивалент гидроксида натрия ранен 40.

60. На реакцию полной нейтрализации 2 г КОН израсходовано 1,75г двухосновной кислоты. Определить эквивалент, молекулярную массу и название кислоты. Эквивалент КОН равен 56.

Тема 3. СТРОЕНИЕ АТОМА

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. В чем основное содержание теории строения электронных обо­лочек по Бору?

2. В чем проявляется двойственность природы электрона?

3. Какое уравнение, отражающее связь между массой электрона и длиной его волны, было предложено Луи де-Бройлем? Какие вели­чины можно рассчитать на основе этого уравнения?

4. Какие четыре квантовых числа характеризуют состояние электрона в атоме и каков физический принцип Паули, и какие следствия вытекают из него?

5. В чем сущность принципа Паули, и какие следствия вытекают из него?

6. На какие семейства подразделяются элементы периодической системы Д. И. Менделеева.

7. Каков порядок заполнения электронами энергетических уровней и подуровней в атомах элементов периодической системы?

8. В чем проявляется связь между строением атомов элементов и их положением в периодической системе?

9. Как изменяются размеры атома, энергия ионизации, электроотрицательностъ элементов в пределах периодов и групп?

ЛИТЕРАТУРА

Глава II, III. Глава II

Глава III, IV. Глава III

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ

1. Укажите электронную емкость 1-гo энергетического уровня. Какими значениями квантовых чисел характеризуется этот уровень?

2. Приведите уравнение, позволяющее определить максимально возможное число электронов в N-ом уровне. Сколько электронов может заселять IV-ый уровень?

3. Сколько орбиталей и каких уровнях и подуровнях может быть у атомов элементов III-го периода.

4. Какое максимальное число электронов возможно на s, p, d, f подуровнях?

5. Какие электроны в атомах называются валентными? Укажите, валентные электроны в атомах элементов главной и побочной под­групп V группы элементов периодической системы.

6. Укажите электронную емкость II-го энергетического уровня. Какие подуровни составляют этот уровень?

7. Укажите значения квантовых чисел n, 1, m, характеризующих III-ий энергетический уровень? Какие подуровни застраиваются в атомах элементов III-го периода?

8. В каком порядке происходит застройка 3d и 4s подуровней в атомах элементов IV-гo периода?

9. Напишите общие электронные формулы для элементов главных подгрупп периодической системы (конкретно для каждой группы).

10. Напишите общие электронные формулы для элементов побочных подгрупп периодической системы (конкретно для каждой группы).

11 . Исходя из правил квантования, укажите возможное число орбиталей и электронную емкость IV-го энергетического уровня. Какие подуровни его составляют?

12 Почему застройка 4f - подуровня происходит у элементов VI-го периода? Какое правило определяет этот порядок?

13. Какие элементы относится к s-электронному семейству? Напишите их групповые электронные формулы.

14. Укажите, в каких группаx периодической системы расположены элементы р-семейства. Какие групповые электронные формулы им отвечают?

15. Какие элементы насыпаются электронными аналогами? Приведите примеры.

16. Объясните резкий скачок и величине потенциалов ионизации при переходе от четвертого к пятому потенциалу атома углерода.

17. Пользуясь значениями потенциалом ионизации, расположить элементы и ряд по возрастанию металлических свойств:

Элемент Li Cs Си Аu

E, эв 5,4 3,9 7,7 9,2

18. Расположить элементы галогенов в порядке возрастания неме­таллических свойств, пользуясь энергией сродства к электрону:

Элемент Hi F CI J

Е, эв 3,58 3,58 3,81 3,29

19. У какого элемента Li пли Na радиус атома будет больше и почему?

20. У какого из атомов Be или Ва значение первого ионизационного потенциала будет выше и почему?

21. Как изменятся размеры атомов металлов от калия к галлию? Ответ обосновать.

22. Как изменяются размеры атомов неметаллов от кремния к хлору? Ответ обосновать.

23. Как изменяются размеры атомов металлов от магния к радию? Ответ обосновать.

24. Как изменяется электроотрицательность элементов от лития к фтору ?

25. Как изменяется электроотрицательность элементов от хлора к иоду?

26. Как изменяется электроотрицательность элементов от лития к францию?

27. Как изменяются размеры атомов галогенов от фтора к йоду?

28. Большей или меньшей энергией ионизации обладает атом хло­ра в сравнении с атомом йода? Ответ обосновать.

29.Возбужденный или не возбужденный атом требует большем энергии для ионизации? Ответ обосновать.

30. Почему удалить валентный электрон с 6 s уровня из атома цезия труднее, чем из атома лития, у которого электрон возбужден до уровня 6 s?

31. Укажите ошибку в записи конфигурации:

1s² 2s² 2p⁶ 3s₂ 3р⁶ 3d¹ 4s². Напишите конфигурацию правильно и укажите, какой это элемент.

32.Напишите электронно-графические формулы атомов элементов II-го периода в основном и в возбужденном состояниях.

33.Напишите электронно-графические формулы атомов элементов III-го периода в основном и в возбужденном состояниях - 1, 2 и 3 степени.

34.Укажите ошибку в записи конфигурации:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁹ 4s². Напишите конфигурацию правильно, назовите этот элемент.

35. Структура электронной оболочки атома элемента :

2; 8; 18; 18; 4. Напишите электронную конфигурацию этого элемента по уровням и подуровням. Назовите элемент и его порядковый номер.

36. Структура электронной оболочки атома элемента:

2; 8; 18; 6. Напишите электронную конфигурацию этого элемента по уровням и подуровням. Назовите элемент, его порядковый номер, семейство.

37. Укажите ошибку в записи конфигурации:

1s² 2s² 2p⁶ 3s² Зр⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁴ 5s². Напишите ее правильно, назовите этот элемент, его порядковый номер и семейство.

38. Структура электронной оболочки атома элемента: 2; 8; 13; 2, Напишите электронную конфигурацию этого элемента. Укажите уровни достроенные полностью, а какие достраиваются. Назовите эле­мент, его порядковый номер и группу.

39. Укажите ошибку в записи электронной конфигурации атома: 1s 2s² 2р^б 3s² 3р⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶ 4d⁹ 5s². Напишите ее правильно, назовите этот элемент, его порядковый номер и группу.

40. У атома элемента полностью застроены орбитали в 1s 2s 2p 3s 3р 3d 4s подуровнях. Какой это элемент, его порядко­вый номер и группа?

41. У атома элемента полностью застроены орбитали в 1s 2s 2p 3s 3р 3d 4s 4p подуровнях. Какой это элемент, его поряд­ковый номер и группа?

42. У атома элемента полностью застроены орбитали в 1s 2s 2p 3s 3р 3d 4s 4p 4d 5s 5p 6s подуровнях. Назовите этот элемент, его порядковый номер и группу.

43. Структура электронной оболочки атома элемента 2; 8; 18; 15; 1. Напишите электронную конфигурацию этого элемента. Укажите уровни достроенные полностью, и какие достраиваются. Назовите элемент, его номер и группу.

44. Структура электронной оболочки атома элемента

2; 8; 18; 23; 8; 2. Напишите электронную конфигурацию этого элемента. Укажите уровни, застроенные полностью, и какие достра­иваются. Назовите этот элемент, его порядковый номер и группу.

45. Атом элемента имеет полностью застроенные орбитали в 1s 2s 2p 3s Зр 3d 4s 4p 4d 5s подуровнях. Назовите этот элемент, его порядковый номер и группу.

46.Как изменяются атомные радиусы элементов от Li к F? Чем объясняется эта закономерность?

47.Как изменяются атомные радиусы в группах сверху вниз (от Li к Рг, от Be к Ra и т. д.)? Чем объясняется эта закономерность?

48.Какое свойство атомов элементов характеризует понятие «электроотрицательность».

49. Как будет изменяться энергия ионизации атомов (увеличиваться или уменьшаться) при возрастании их электроотрицательности?

50. Как будет изменяться сродство к электрону (увеличиваться или уменьшаться) по мере возрастания электроотрицательности атомов?

51. Почему фтор всегда одновалентен, тогда как другие галогены CJ, Br, J могут быть одно-, трех-, пяти- и семивалентными?

52. Почему кислород во всех соединениях двухвалентен, а тогда как его аналоги - S, Se, Те, Ро могут быть двух-, четырех-, шестивалентными?

53.Что называется энергетическим уровнем электронов в атоме? Какие буквенные обозначения имеют уровни?

54.Что называется энергетическим подуровнем? Какие буквенные обозначения имеют подуровни?

55.Исходя из правила Гунда, представить графические формулы структур электронных оболочек атомов элементов: а) водорода, б) азота, в) скандия, г) марганца.

56.Какому атому и иону: Fe, Fe³, Co, Co², Mn, Mn²⁺ соответствует электронная формула 1s² 2s² 2p⁶ 3s² Зр⁶ 3d⁵ 4s².

57.Представить графические формулы структур электронных оболочек атомов элементов в нормальном и возбужденном состояниях: а) углерода, б) хлора, в) фосфора, г) серы.

58.Представить графически по энергетическим ячейкам структуры электронных оболочек атомов Вe, В и С в нормальном и возбужденном состояниях.

59.Представить графически структуру атома фтора. Сколько неспаренных электронов содержится в оболочке атома? Изменится ли это число при возбуждении атома фтора? Указать причину.

60.Сколько неспаренных элементов содержат невозбужденные атомы: а) В, б) S, в) N, г) СI.

Тема 4. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какова природа химической связи?

2. Какие факторы влияют на прочность химической связи?

3. В каких случаях при соединении атомов в молекулу образуется полярная, а в каких - неполярная связь? Какая величина характери­зует меру полярности связи?

4. Каков механизм образования донорно-акцепторной связи?

5. Какие типы гибридизации, существуют и какова связь между типом гибридизации и геометрической формой молекулы?

6. Что определяет насыщаемость и направленность ковалентной я связи?

7. Какие, кроме ковалентной, еще типы химической связи сущес­твуют и в чем их отличие от ковалентной связи?

8. Какие явления, которые не может объяснить теория валентных связей, объясняет теория молекулярных орбиталей?

9. Каковы основные положения теории молекулярных орбиталей?

10. Каков порядок расположения молекулярных орбиталей по их энергетическому состоянию?

ЛИТЕРАТУРА

Глава IV. Глава III.

Глава V Глава IV.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАЧИ И'УПРАЖНЕНИЯ

I. Химической связью называется взаимодействие атомов, обусловленное перекрыванием атомных орбиталей, существенным моментом которого является выделение свободной энергии.

1. Что следует понимать под выражением «взаимодействие атомов»?

2. Что следует понимать под «перекрыванием атомных орбиталей»? Какие виды перекрывания вам известны? Изобразите σ- перекрывание (s-s, s-p, p-p); π - перекрывание (s-p, p-p и др.).

3. Почему в определении подчеркивается, что «выделение свободной энергии» является существенным моментом?

4. Чем обусловлена прочность химической связи? Какая из связей σ- или π – связь прочнее?

5. Какова природа химической связи. Можно ли ее объяснить как электростатическое взаимодействие полей ядер взаимодействующих атомов и электронного поля области перекрывания?

6. Энтальпия образования (_ΔН), т.е. теплота образования, молекулы Н₂ равна – 430 кДж/моль, молекулы О₂ – 780 кДж/моль, N₂ – 934 кДж/моль. Какие вещества из приведенных обладает более прочной химической связью?

7. Почему атмосфера Земли содержит менее 1% Н₂, 21% -О₂ и 72% N₂?

8. Что представляет собой длина связи? От чего она зависит?

9. Как будет меняться размеры ковалентных молекул, образованных галогенами от F к J?

10. Зависит ли прочность связи от ее длины?

11. Геометрическая форма, трехатомных молекул может быть линейной, или угловой. Приведите примеры трехатомных молекул имеющих линейную и угловую форму.

12. Чем обусловлена угловая и другие геометрические формы молекул? Что следует понимать под гибридизацией атомных орбиталей?

13. Назовите важнейшие типы гибридизации и изобразите их в виде схем.

14. Чем обусловлена гибридизация? Что, помимо выигрыша в энергии, она обеспечивает?

15. Какому типу гибридизации отвечает тетраэдрическая геометрия молекул?

16. Какой тип гибридизации имеет место TiCl₄.

17. Какой тип гибридизации в молекуле ВеF₂? Чему равен валентный угол в этой молекуле?

18. Почему валентный угол в молекуле H₂O равен 104,5^o?

19. Какая химическая связь называется ионной? Что представляет собой ионы? Чем обусловлено их взаимодействие?

20. Подчеркните в каких молекулах имеется ионная связь: NH₃, KCI, BeF₂, H₂O, Ns₂SO₄.

21. Чем обусловлен тот или иной положительный заряд ионов? Как называется положительно заряженные ионы?

22. Как возникает отрицательный заряд у атомов химических элементов? Как называется отрицательно заряженные ионы?

23. Приведите примеры простых элементарных ионов (катионов и анионов) и сложных молекул.

24. Чем объясняется хрупкость кристаллов образованных ионными соединениями, например, кристаллического NaCI?

25. Чем объясняется образование молекул H₂, N₂, O₂, F₂, CI₂ из атомов не имеющих никого заряда? Как называется возникающая при этом связь?

26. От чего зависит ковалентность (валентность) атомов элементов периодической системы?

27. Чем можно объяснить, их целый ряд атомов проявляет не одну, а две или более валентности?

28. Почему атомы кислорода во всех соединениях (кроме перекисных) двухвалентны, а его аналоги – сера, селен, теллур, полоний могут быть и 2-х, и 4-х и 6-валентными?

29. Фтор во всех соединениях I-валентен, а остальные галогены – CI, Br, J – с кислородом образуют как I -, так и 3-х, 5-и и 7-валентные соединения. Почему?

30. Чем объясняется образование полярных ковалентных молекул? Дайте объяснение, исходя из представлений об относительной электроотрицательности атомов элементов Периодической Системы.

31. Чем является количественной характеристикой степени полярности молекул? Чему равен D (дебай) – ед. дипольного момента.

32. Какие из приведенных молекул будут полярны (подчеркнуть): СО₂, Н₂О, NH₃, BeF₂, CH₄. Почему?

33. Почему в воде плохо растворяется Br₂ и J₂, зато хорошо аммиак, в то время как в бензоле – наоборот.

34. Почему молекулы СО, BF₃, CH₄ неполярны, а молекулы H₂O и NH₃, HF – полярны?

35. Полярны ли молекулы образованные ионной связью? Можно ли считать ионную связь как проявление крайней полярности?

36. Как изменяется степень полярности водородосоединений элементов подгруппы кислорода и галогенов в рядах: 1. H₂O, H₂S, H₂Se, H₂Te, H₂Po

2. HF, HCI, HBr и HJ.

37. В каких соединениях возникает водородная связь? чем характеризуется вещества, молекулы которых образуют водородную связь?

38. Почему вода H₂O и фтороводород HF при обычных условиях - жидкость, а их аналоги (H₂S, H₂Se, H₂Te и HCI, HBr, HJ) – газообразные вещества?

39. Почему связь, образованная по донорно-акцепторному механизму, называется ковалентной?

40. Какие атомы, молекулы или ионы, участвующие в образовании координационной связи, называются «донором» или «акцептором».

41.Укажите координационную связь в молекуле [Сu(NH₃)₄SO₄]. Покажите схемой механизм ее образования.

42. Укажите координационную связь в молекуле K₃[Fe(CN)₆]; укажите какие ионы представляют «донор» и «акцептор».

43. За счет какой связи аммиака NH₃ образует ион NH₄⁺?

44. Покажите наличие донорно-акцепторной (координационной) связи на примере комплексного иона: [Cu(NH₃)₄]²⁺.

45. Приведите схему образования водородной связи на примере воды H₂O.

46. Определите тип гибридизации в ионе [SiF₆]^2-.

47. Определите тип связи и дайте схему электронного строения молекул следующих соединений: а) Br₂; б) NaBr; в) HBr.

48. Определите тип связи и дайте схему электронного строения молекул следующих веществ: а) NaCI; б) CI₂; в) HCI.

49. В каком из перечисленных соединений пятой группы полярность связи наименьшая: а) NH₃ б) PH₃ в) AsH₃?

50. За счет какой связи возложена ассоциация молекул C₂H₅OH? Покажите эту связь на рисунке.

51. Как заселяются электронами орбитали валентного уровня атома хлора, когда его валентность равняется 3.

52. Укажите в каком из следующих соединений химическая связь является ионной: а) NO; б) MgO в) Mg г) H₂ Ответ обоснуйте.

53. Определите тип связи и дайте схему электронного строения молекул следующих соединений: а) Br₂ б) NaBr в) HBr.

54. Укажите, какое из следующих соединений образовано ковалентной неполярной связью: а) H₂O б) KCI в) J₂.

55. Чем обусловлена полярность молекул воды?

56. Покажите распределение электронов в энергетических ячейках валентного уровня атома серы, когда она проявляет валентность, равную 6.

57. Определите тип связи и дайте схему электронного строения молекул следующих веществ: а)NaF б) F₂ в) HF.

58. Как направлен вектор связи в молекулах следующих соединений: а) CS₂ б) HJ в) JCI₃.

59. Дайте схему образования водородной связи на примере ассоциаций молекул муравьиной кислоты H-COOH.

60. За счет какой связи происходит образования комплексного иона гидроксония [H₃O]⁺. Покажите в виде схемы.

Тема 5. ЭНЕРГЕТИКА ХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какие энергетические явления наблюдаются при протекании химических процессов?

2. Что понимают под теплотой образования сложного вещества?

3. Закон Гесса. Как определяется тепловой эффект и теплота образования вещества на основе этого закона?

4. Что общего и в чем различие между теплотой образования вещества и энтальпией ΔН?

5. Что такое энтропия и как она может изменяться в химических процессах?

6. Что такое изобарно-изотермический потенциал и при каких значениях его возможно самопроизвольное протекание химического процесса?

7. Уравнение Гиббса. Какой фактор (энтальпийный и энтропийный) определяет величину и знак ΔG при высоких и низких температурах?

8. Как на основе закона Гесса определяется изменение изобарного потенциала ΔG в той или иной химическом реакции?

9. Как на основе закона Гесса определяется изменение энтропии ΔS в той или иной химической реакции?

10. Какая формула отражает связь между ΔG и константой химического равновесия?

ЛИТЕРАТУРА

Глава VI.

Глава VIII, IX.

Глава V

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И УПРАЖНЕНИЯ

Примечание: При выполнении контрольных задач и упражнений по этой теме руководствоваться данными приложениями.