МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ИСПОЛЬЗОВАНИЮ УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОГО ПОСОБИЯ

Для выполнения заданий необходимо:

– получить у преподавателя номера заданий и варианта, необходимые для выполнения;

– используя рекомендуемую литературу и лекции, изучить вопросы, поставленные в разделах 1 заданий, чтобы уметь дать на них ответы при опросе на практических занятиях, при выполнении письменных домашних и аудиторных контрольных заданий и тестов, а также на зачетах и экзаменах;

– выполнить письменные задания, приведенные в разделах 2, для контроля усвоения тем;

– выполнить тестовые задания А по соответствующим разделам и сверить свои ответы на тесты с ответами, приведенными в разделе 4;

– свои ответы на тестовые задания обосновать в соответствии с вопросами, которые приведены в расширенном задании Б к каждому тесту.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

[1] Н.Л. Глинка. Общая химия. - М.: Интеграл-пресс, 2005 и др. годы изд.

[2] Н.В. Коровин. Общая химия. - М.: Высшая школа, 2006 и др. годы изд.

[3] Н.Л. Глинка. Задачи и упражнения по общей химии. - Л.: Химия, 2000 и др. годы изд.

[4] В.В. Денисов, Т.И. Дрововозова, И.Н. Лозановская и др. Химия. -М., Ростов-на-Дону: Издат. центр. "Март Т", 2003 и др. годы изд.

ЗАДАНИЯ

Задание 1. Строение атома и периодическая система элементов(по разделу стандарта: химия и периодическая система элементов)

Рекомендуемая литература: [1], § 2.1-2.6, 3.1-3.4; [2], § 1.1-1.5; [3], гл. III; [4], гл. 3; лекции.

1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:

1.1. Определение атома и молекулы.

1.2. Определение химического элемента.

1.3. Какие вещества называются простыми, и какие – сложными.

1.4. Из каких частиц состоят атомы химических элементов; какой условный заряд и относительную массу имеет каждая из них.

1.5. Определение изотопов; как найти число нейтронов в ядре атома.

1.6. Почему любой атом электронейтрален (не имеет заряда); каково соотношение между числом электронов и протонов в атоме любого элемента. Как можно определить массу атома, зная количество составляющих его элементарных частиц.

1.7. Каковы физический смысл и возможные значения главного квантового числа n; на что указывает величина этого числа.

1.8. Что представляют собой энергетические подуровни и каких видов они бывают; каковы физический смысл и возможные значения орбитального квантового числа l, на что указывает величина этого числа.

1.9. Каковы физический смысл и возможные значения магнитного (m_l) и спинового (m_s) квантовых чисел; на что указывает величина магнитного квантового числа.

1.10. Что называется атомной орбиталью; какова геометрическая форма атомных орбиталей различного вида (s-, p- и d-орбиталей). Сколько атомных орбиталей каждого вида может находиться на соответствующем энергетическом подуровне, и каково их расположение в пространстве относительно оси координат.

1.11. Какой электрон в составе любого атома называют формирующим; какие электронные семейства элементов существуют в зависимости от типа формирующего электрона; как определяется принадлежность элемента к тому или иному электронному семейству.

1.12. Каковы основные принципы формирования электронных оболочек атомов (принцип наименьшей энергии с использованием двух правил Клечковского, принцип Паули, правило Гунда).

1.13. В чем состоит сущность и различия известных способов изображения электронных оболочек атомов (в виде электронных структур, электронных формул, электронно-графических схем).

1.14. Чем различаются нормальное и возбужденное состояния атомов. Каковы условия и правила перехода атомов в возбужденное состояние; чем определяется возможность атомов многих элементов находиться в нескольких возбужденных состояниях.

1.15. Какие электроны называют валентными, и что представляет собой валентность; каким образом определяются валентные электроны (их число, расположение в атоме, вид орбиталей), а также возможные значения валентности атома любого элемента.

1.16. Что представляет собой степень окисления и в чем ее сходство с валентностью; каковы принципиальные различия между этими понятиями. Каким образом прогнозируют возможные степени окисления атомов, находящихся в нормальном и возбужденном состояниях.

1.17. Какую степень окисления имеет любой свободный атом элемента (не входящий в состав какой-либо молекулы); на что указывает знак (положительный или отрицательный) степени окисления.

1.18. Какова структура Периодической системы Д.И. Менделеева.

1.19. На что указывает номер периода и номер группы в Периодической системе.

1.20. Какие элементы называются электронными аналогами (уметь привести примеры); на чем основано деление групп на главные и побочные подгруппы, и на что указывает положение элемента в главной или побочной подгруппах.

2. Письменное задание для контроля усвоения темы:

Даны химические элементы (табл. 3.1).

2.1. Дайте характеристику элемента в Вашем варианте, заполнив таблицу 3.2. При ответе используйте современную теорию строения атома и Периодическую систему элементов.

2.2. Приведите значения квантовых чисел для валентных электронов данного атома.

2.3. Сформулируйте принципы формирования электронных оболочек атомов и используйте их далее для ответов по п.п. 2.4 и 2.5.

2.4. Представьте полную электронную формулу атома данного элемента и подчеркните в ней валентные электроны.

2.5. Составьте электронно-графическую схему атома данного элемента в нормальном и возбужденном состояниях (при этом все возможные возбужденные состояния атома данного элемента изобразите только для его валентных электронов).

2.6. Укажите, что называется степенью окисления и валентностью элемента; как находятся максимальная и минимальная степени окисления и максимальная валентность, исходя из положения элемента в Периодической системе?

2.7. Определите все возможные значения валентности и степени окисления данного элемента на основе ответов на п.п. 2.4 и 2.5.

2.8. Укажите, к какому электронному семейству относится данный элемент, и по какому признаку Вы это определили.

2.9. Укажите, какие элементы называются электронными аналогами и перечислите их для данного элемента.

Таблица 3.1

Вари-ант Хим. элемент Вари-ант Хим. элемент Вари-ант Хим. элемент Вари-ант Хим. элемент Вари-ант Хим. элемент

N P Cr F Na

Fe Mn Ge Sr Sb

C Si Ti Sc Zr

In Co Al K Ga

Ni Se Y Sn I

Mg As Tc Br Te

S Cl V Ca Mo

Таблица 3.2

№№ п/п Характеристики атомов элемента (укажите его символ)

Характеризуемая величина Численное значение Показатель в Периодической системе, по которому определено значение данной величины

Заряд ядра

Число протонов

Число нейтронов (приведите расчет)

Число электронов

Количество энергетических уровней

Общее число валентных электронов

На каких энергетических уровнях находятся валентные электроны

Задание 2. Химическая связь и строение молекул(по разделу стандарта: химическая связь)

Рекомендуемая литература: [1], § 4.1-4.6; [2], § 2.1-2.5, 3.1, 3.2; [3], гл. IV; [4], гл.4; лекции.

1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:

1.1. Что является причиной образования химической связи между атомами химических элементов.

1.2. Какие разновидности химических связей существуют.

1.3. Каковы современные представления о механизме образования ковалентной связи (с точки зрения метода валентных связей и метода молекулярных орбиталей). В чем различие между обменным и донорно-акцепторным механизмами образования ковалентных связей.

1.4. Какова сущность каждой из основных характеристик ковалентной связи (энергия связи, длина, валентный угол, кратность связи, насыщаемость, полярность, поляризуемость, направленность).

1.5. Какова сущность понятия "электроотрицательность атома". В каких случаях ковалентная связь является полярной, а в каких – неполярной; Что характеризуют дипольный момент связи и его вектор; как математически выражается электрический момент диполя.

1.6. Какие атомные орбитали и каким образом перекрываются при образовании s- и p- связей; какая из этих двух типов связи является более прочной и почему.

1.7. Какую связь называют ионной; каковы ее особенности по сравнению с ковалентной связью.

1.8. При каких значениях разности относительных электроотрицательностей двух связанных атомов связь является полярной ковалентной, а при каких ее относят к ионной связи.

1.9. Что собой представляет гибридизация атомных орбиталей, почему и в каких случаях она имеет место.

1.10. Какие виды атомных орбиталей могут подвергаться гибридизации; каковы сущность и схемы гибридизации s- и p-орбиталей атома при sp-, sp²-, sp³-гибридизациях. Какова геометрическая форма и пространственная направленность таких гибридных орбиталей.

1.11. Какова взаимосвязь между типом гибридизации орбиталей центрального атома молекулы (Э) и геометрической формой молекулы общего вида Э(Х)₂, Э(Х)₃, Э(Х)₄.

1.12. Как оценивается полярность молекулы.

1.13. В каких случаях молекулы типа Э(Х)₃и Э(Х)₂, имеют пирамидальную или соответственно угловую форму и почему.

1.14. В каких случаях и как образуется водородная связь. Каким образом она вдияет на свойства веществ (Т_пл, Т_кип и др.).

1.15. В чем особенность кристаллического строения вещества, какие типы связи возникают между химическими частицами, образующими ионные, молекулярные и атомные типы решеток (уметь привести примеры).

1.17. Как образуется металлическая связь, и каково ее влияние на свойства веществ.

1.18. Что представляют собой межмолекулярные связи и их разновидности.

2. Письменное задание для контроля усвоения темы:

2.1. Для элемента, данного Вам в таблице 3.1 (см. задание 1), и с учетом Вашего ответа на задание 1:

– если дан s- или p-элемент: составьте формулы его высшего оксида и соединения с водородом;

– если дан d-элемент: составьте формулы его высшего оксида и соединения с галогеном.

2.2. Дайте характеристику этих веществ, заполнив таблицу 3.3 (ответы дайте на вопросы в каждой графе).

Таблица 3.3

№ п/п Характеристики элемента и его соединений

Символ элемента (из табл. 3.1)

Брутто-формулы высшего оксида и соединения с водородом или галогеном

Электронные формулы веществ

Структурные формулы веществ и направления смещения электронной плотности по каждой связи

Типы химических связей в соединении с водородом или галогеном (ковалентная полярная или неполярная; ионная)

Тип гибридизации атомных орбиталей элемента в его соединении с водородом или галогеном (если гибридизация имеется)

Геометрическая форма и полярность молекулы соединения с водородом или галогеном (с изображением схем перекрывания электронных облаков)

2.3. Дайте обоснование своих ответов на вопросы по п.п. 5-7.

2.4. Что представляет собой гибридизация атомных орбиталей и почему она имеет (или не имеет) место в рассматриваемой Вами молекуле (п. 6).

2.5. Как прогнозируются полярности отдельных связей и молекулы в целом. Подтвердите это ответами на вопросы по п.п. 5 и 7.

2.6. Укажите характер высшего оксида (кислотный, основный, амфотерный) и соединения с водородом (гидрид или элементоводородное соединение) и обоснуйте свой ответ.

2.7. Приведите брутто-формулы других возможных оксидов данного элемента и укажите их характер (с обоснованием).

Задание 3. Прогнозирование свойств элементов и их соединений на основе положения элементов в Периодической системе Д.И.Менделеева (по разделам стандарта: химия и периодическая система элементов)

Рекомендуемая литература: [1], гл. 3; [2], § 1.4, 1.5; [3], гл. XI; [4], гл. 3; лекции.

1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:

1.1. Как формулируется Периодический закон в современной трактовке.

1.2. Что представляют собой и как изменяются в периодах и группах радиусы атомов элементов и почему (уметь привести примеры).1.4. Как теория строения атома объясняет деление элементов: а) на металлы и неметаллы; б) на электронные семейства. Где в Периодической системе располагаются металлы, и где – неметаллы.

1.3. Что представляют собой энергия ионизации и энергия сродства к электрону, и как они изменяются в периодах и группах и почему (уметь привести примеры).

1.4. Что представляет собой относительная электроотрицательность атомов; как она изменяется в периодах и группах и почему (уметь привести примеры).

1.5. Как теория строения атома объясняет деление элементов: а) на металлы и неметаллы; б) на электронные семейства.

1.6. Где в Периодической системе располагаются s-, p-, d- и f-элементы.

1.7. Как изменяются в периодах и группах электроотрицательность, металлические и неметаллические, окислительные и восстановительные свойства элементов, а также кислотно-основные свойства оксидов элементов и почему.

1.8. Как изменяются в периодах и группах кислотно-основные свойства оксидов элементов и характер их соединений с водородом и почему.

1.9. Почему свойства элементов и их соединений периодически повторяются, и как это согласуется со строением атома и Периодическим законом.

2. Письменное задание для контроля усвоения темы:

Даны ряды элементов (табл. 3.4).

2.1. Для приведенного в Вашем варианте в таблице 3.4 ряда заполните таблицу 3.5, указав в ней, как от первого к третьему элементу изменяются (усиливаются или ослабляются) рассматриваемые характеристики атомов элементов.

Таблица 3.4

Вари-ант Хим. элементы Вари-ант Хим. элементы Вари-ант Хим. элементы Вари-ант Хим. элементы Вари-ант Хим. элементы

Li, B, N Li, Na, K C, Ge, Sn In, Sb, Te As, Sb, Br

Na, K, Rb Mg, Si, S K, As, Br Zr, Mo, Cd Si, Ge, Pb

Be, C, O Ga, In, Tl Ca, Sr, Ba Cr, Mo, W O, S, Se

Na, Al, P K, Ge, Se Na, Si, Cl Ge, Se, Br S, Te, Po

Mg, Sr, Ba Pb, Bi, Po Be, Ba, Ra P, As, Sb Al, Ga, Tl

B, N, F B, Ga, In F, Cl, Br Sn, Te, In Na, Al, Cl

Sn, Sb, I Ca, As, Br Rb, Sr, Sn F, Br, I K, Rb, Cs

Таблица 3.5

Ряды эле-ментов Последовательность изменения характеристик

Радиус атома Энер- гия иони- зации Энергия сродства к элект-рону Относительная электроотрица-тель-ность Металличес-кие свой-ства Неметаллические свой-ства Окислительные свойства Восстановитель- ные свой- ства

2.2. Дайте определение сущности всех указанных в таблице характеристик атомов элементов.

2.3. Укажите, где в Периодической системе (в одном периоде или в группе, в подгруппе) находятся данные элементы.

2.4. Объясните, почему у данных Вам элементов указанные характеристики их атомов изменяются в приведенной Вами последовательности.

2.5. Укажите:

– какой элемент в Периодической системе имеет самую высокую электроотрицательность и является самым активным неметаллом и почему;

– какой элемент в Периодической системе имеет самую низкую электроотрицательность и является самым активным металлом и почему.

2.6. Напишите формулы всех возможных оксидов данных элементов, определите степени окисления их атомов, укажите и обоснуйте тип (характер) оксидов исходя из строения и характеристик центрального элемента, изобразите формулы гидроксидов, соответствующих этим оксидам, и укажите их тип (характер).

2.7. Напишите формулы соединений данных элементов с водородом, определите степени окисления атомов всех элементов, укажите тип соединения с водородом (элементоводород или гидрид). Обоснуйте свой ответ.

Задание 4. Классы и типичные реакции обменного разложения неорганических соединений(по разделам стандарта: реакционная способность веществ; классы неорганических соединений; химия элементов и их соединений)

Рекомендуемая литература: [1], гл. 1, § 1.4; [2], § 8.3; [3], гл. II; [4], гл. II, § 2; лекции.

1. Вопросы, которые необходимо изучить и уметь дать на них ответ:

1.1. Что представляют собой реакции обменного разложения, по каким признакам они выявляются и классифицируются (уметь привести примеры).

1.2. По каким признакам химические соединения подразделяются на органические и неорганические.

1.3. Чем различаются между собой простые и сложные химические соединения; как подразделяются сложные соединения по числу составляющих их атомов.

1.4. Каков химический состав и строение следующих классов соединений: соединения элементов с водородом; нитриды, фосфиды, сульфиды, карбиды, галиды; оксиды, гидроксиды; пероксиды; соли (средние, кислые, основные), истинные комплексные соединения.

1.5. Как определить тип (характер): соединений элементов с водородом (гидрид или элементоводород), оксидов и гидроксидов (основные, кислотные, амфотерные) на основании строения атомов элементов и с использованием значений электроотрицательности и степеней окисления атомов.

1.6. Как определить кислоту и основание с точки зрения протонной теории и с позиций электронной теории Льюиса.

1.7. Как изменяются кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов в периодах и подгруппах и почему.

1.8. Как с помощью реакций кислотно-основного взаимодействия доказывается тип (характер) оксидов и гидроксидов: основный, кислотный, амфотерный, безразличный (несолеобразующий) (уметь написать молекулярные уравнения этих реакций, используя в качестве вторых реагентов оксид, кислоту или основание).

1.9. Как подразделяются и называются по числу атомов водорода кислоты и по числу гидроксильных групп – основания.

1.10. Какие по составу кислоты могут образовать кислые соли, а какие основания – основные соли; какие общие названия носят такие кислоты и соответственно – основания.

1.11. Какие вещества по своей растворимости, агрегатному состоянию или силе электролита должны образовываться, чтобы в растворах прошли следующие реакции: а) соли с солью, б) соли с кислотой, в) соли с основанием (уметь написать молекулярные уравнения этих реакций и дать конкретные названия всех реагентов и продуктов).

1.12. Что представляют собой реакции нейтрализации и между какими различными классами веществ они возможны (уметь написать молекулярные уравнения реакций между кислотой и основанием, кислой солью и основанием, основной солью и кислотой и дать конкретные названия всех реагентов и продуктов).

1.13. Дать определение солей разного типа: средних, кислых, основных.

1.14. Как осуществить взаимные превращения средних, кислых и основных солей (уметь написать молекулярные уравнения таких реакций и дать конкретные названия всех реагентов и продуктов).

1.15. Что представляют собой по составу и строению истинные комплексные соединения, каковы типы химической связи между комплексообразователей и лигандами, к каким классам могут относиться комплексные соединения (уметь привести примеры и структурные формулы комплексных частиц и соединений).

2. Письменное задание для контроля усвоения темы:

2.1. В таблице 3.6 даны три исходных вещества (графа 2) и реагент (графа 3).

Выполните следующие задания по Вашему варианту:

2.1.1. Определите классы всех четырех данных веществ и характер (тип) оксидов, гидроксидов, солей, соединений элементов с водородом с обоснованием ответа (по п. 2.1.2).

2.1.2. Для каждого вещества укажите особенности строения, характерные для класса соединений, к которому оно принадлежит; объясните, по каким признакам строения атомов, молекул и характеристик атомов элементов проведено определение по п. 2.1.1.

2.1.3. Дайте конкретные химические названия всех веществ.

2.1.4. Выберите из графы 2 два исходных вещества, с которыми вступает в реакцию реагент из графы 3. Напишите молекулярные уравнения этих двух реакций и определите классы и конкретные названия продуктов реакции.

2.1.5. Укажите названия разновидностей этих реакций (по соотношению числа реагентов и продуктов в них) и объясните, почему они оказываются возможными.

2.1.6. Укажите одно из исходных веществ (графа 2), которое не может вступить в реакцию с данным реагентом (графа 3), и объясните почему.

2.1.7. Для веществ, которые в рассматриваемых реакциях проявляют кислотные или основные свойства, обоснуйте эти свойства с позиций протонной теории и электронной теории кислот и оснований Льюиса.

Таблица 3.6

Вари-ант Исходные вещества Реа- гент Вари- ант Исходные вещества Реа- гент

1 2 3 1 2 3

N₂O₅, Pb(NO₃)₂, MgOHNO₃ Ca(OH)₂ BeO, NaOH, CO₂ CaO

MgO, H₂CrO₄, Ba(HSO₄)₂ Ba(OH)₂ NO, NH₃, N₂O₅ H₂O

Продолжение таблицы 3.6

Вари-ант Исходные вещества Реа- гент Вари- ант Исходные вещества Реа- гент

1 2 3 1 2 3

FeO, CuCl₂, Zn(OH)₂ LiOH MnOHBr, Br₂O₅, MnO HBr

CaCO₃, CO₂, CaOHCl HCl Al(OH)₃, Al(NO₃)₃, AlOHSO₄ KOH

NH₃, ZnO, CO HCl Cl₂O₇, NiCl₂, MnO NaOH

Zn(HSO₄)₂, (ZnOH)₂SO₄, Na₂SO₃ H₂SO₄ SO₂, CaOHNO₃, Na₂SiO₃ HNO₃

SnO, MnOHCl, HMnO₄ Na₂O ZnCl₂, NaHCO₃, MgO NaOH

Al₂O₃, AlCl₃, Mg(OH)₂ KOH KHCO₃, CuOHCl, SiO₂ HCl

K₂O, NaHS, Mg(HSO₄)₂ H₂SO₄ HCN, Mg(HSO₄)₂, NH₄OH NaOH

H₃PO₄, P₂O₅, K₃PO₄ KOH Li₂O, Mg(NO₃)₂, Pb(NO₃)₂ KI

AlOHSO₄, Cr(OH)₃, NaHCrO₄ NaOH (CaOH)₂SO₄, CaSO₃, SO H₂SO₄

Ca(HCO₃)₂, N₂O, PbO Ca(OH)₂ Cr₂O₃, CaCl₂, CrO₃ KOH

MgOHCl, Cl₂O, Mg(HCO₃) HCl HClO₄, NiCl₂, Со(OH)₂ NaOH

H₂O₂, N₂O₃, KCl NaOH Ba(HCO₃)₂, CO, HMnO₄ Ba(OH)₂

SnO₂, AlOHBr₂, SiO₂ HBr Al(OH)₂NO₃, Al₂O₃, Mn₂O₇ HNO₃

FeOHCl, CO, Fe(OH)₂ HCl CaCl₂, H₃PO₄, NaOH Na₃PO₄

Zn(OH)₂, NaHS, BaCl₂ NaOH K₂SO₄, KNO₃, SO₃ Ba(OH)₂

CuO, SO₃, MgCl₂ H₂O Na₂CO₃, MnOHCl, Mn₂O₅ HCl

2.2. В таблице 3.7 даны пары кислот и оснований.

По Вашему варианту:

2.2.1. Напишите молекулярные уравнения реакций образования из данных соединений всех возможных солей.

2.2.2. Укажите типы и химические названия образующихся солей. Дайте определения средней, кислой и основной солей исходя из их строения.

2.2.3. Изобразите структурные формулы исходных веществ (кислоты и основания) и образующихся солей.

Таблица 3.7

Вариант Кислота и основание Вариант Кислота и основание

H₂SO₄, Ca(OH)₂ H₂TeO₃, Ca(OH)₂

H₃PO₄, NaOH H₂SnO₂, NaOH

Продолжение таблицы 3.7

Вариант Кислота и основание Вариант Кислота и основание

H₂S, KOH H₂AsO₃, KOH

H₂SO₃, Ba(OH)₂ H₂PbO₃, Ba(OH)₂

HCl, Mg(OH)₂ H₂MoO₄, NaOH

H₂SiO₃, NaOH Al(OH)₃, NaOH

HBr, Zn(OH)₂ H₂S, Sr(OH)₂

H₂CrO₄, LiOH Pb(OH)₂, KOH

HAlO₂, Ba(OH)₂ Zn(OH)₂, NaOH

HClO₄, Ca(OH)₂ H₂BeO₂, Ca(OH)₂

H₂ZnO₂, KOH H₃AsO₄, KOH

HNO₃, Cu(OH)₂ HCN, Ca(OH)₂

H₂CO₃, Ca(OH)₂ H₂PbO₂, Ba(OH)₂

HI, Zn(OH)₂ HF, Ca(OH)₂

HMnO₄, Mg(OH)₂ H₃AsO₃, Pb(OH)₂

Be(OH)₂, NaOH H₂ClO₂, Ba(OH)₂

H₂SeO₄, Ca(OH)₂ HCrO₂, Sr(OH)₂

HAsO₃, Ba(OH)₂ HMnO₃, Ca(OH)₂

Комплексное тестовое задание 1 по темам заданий 1-4 "Строение атома; химическая связь и строение молекул; периодический закон и периодическая система; периодичность изменения строения и свойств элементов и их соединений; классы и реакции неорганических соединений; химия элементов"

Правильные ответы на вопросы по п. А тестовых заданий приведены в конце пособия в таблице 4.1.

Вопрос 1.

А. Выберите правильный ответ (1, 2 или 3), указывающий электронную формулу конфигурации валентных электронов атома элемента (порядковый номер элемента в периодической системе дан в табл. 3.8), и приведите выбранную конфигурацию.

Б. Дайте определение валентных электронов и объясните, почему для данного элемента, с учетом его положения в Периодической системе, приведенные электроны являются валентными.

Укажите, к какому электронному семейству относится данный элемент и почему.

Перечислите электронные аналоги данного элемента и объясните, какой общий признак строения атомов их объединяет.

Составьте полную электронную формулу данного атома, укажите названия и значения квантовых чисел всех атомных орбиталей в каждом энергетическом уровне этого атома.

Таблица 3.8 – Тестовое задание 1 (Т-1)

Вариант Порядковый номер элемента Валентные электроны (набор ответов)

№ 3 3s²3p¹ 2s² 2s¹

№ 51 5s²4d³ 5s²5p⁵ 5s²5p³

№ 19 4s²3d¹ 4s²4p¹ 4s¹

№ 13 3s² 3s²3p¹ 4s²3d¹

№ 22 4s²4р² 4s²3d² 4s²4p¹

№ 37 5s² 5s²5p¹ 5s¹

№ 23 4s²4p¹ 4s²4p³ 4s²3d³

№ 50 3s² 5s²5p³ 5s²5p²

№ 26 4s²4p⁶ 4s²3d⁵ 4s²3d⁶

№ 28 4s²3d⁸ 4s²3d⁷ 4s²3d⁹

№ 81 6s² 6s²5d¹ 6s²6p¹

№ 42 5s¹4d⁵ 5s²5p⁴ 5s²4d⁵

№ 83 6s²6p³ 6s²5d³ 6s²6p⁵

№ 82 5s²5p² 6s²5d² 6s²6p²

№ 4 2s²2p² 4s²3d² 2s²

№ 20 4s²4p¹ 4s² 4s¹

№ 84 6s²6p² 6s²5d⁴ 6s²6p⁴

№ 30 4s² 4s²3d¹⁰ 4s¹3d¹⁰

№ 38 4s² 5s² 5s²5p¹

№ 21 4s² 4s²4p¹ 4s²3d¹

№ 31 4s²3d¹ 4s²3d³ 4s²4p¹

№ 56 4s² 6s²6p¹ 6s²

№ 55 4s² 6s² 6s¹

№ 25 4s²4p⁵ 4s²3d⁵ 4s²3d⁴

№ 27 4s²3d⁸ 4s²3d⁷ 4s²4p¹

№ 39 5s²5p⁵ 5s²4d¹ 5s²4d⁷

№ 43 5s²4d³ 5s²4d⁵ 5s²4d⁶

№ 47 5s¹ 5s¹4d¹ 5s²

№ 32 4s²4р³ 5s²4d² 4s²4р²

№ 33 4s²4р³ 4s²3d³ 4s²4р⁵

№ 40 5s²4d² 5s²4p² 5s²

№ 16 3s²3p⁵ 3s²3p⁴ 4s²3d⁴

№ 34 4s²4p⁴ 4s²3d⁴ 4s²4p⁵

№ 52 5s²4d⁴ 5s²5p⁴ 5s²5p³

№ 74 6s²5d⁴ 5s²4d⁴ 6s²6p⁶

Вопрос 2.

А. Выберите правильный ответ (1, 2 или 3), указывающий интервал возможных степеней окисления элемента (порядковый номер элемента дан в табл. 3.9), и приведите выбранный интервал.

Б. Составьте электронно-графические формулы конфигурации валентных электронов данного элемента в основном и во всех возможных возбужденных состояниях. В выбранном из таблицы 3.9 интервале степеней окисления укажите наиболее характерные степени окисления; объясните, почему именно эти значения являются наиболее характерными для данного элемента.

Охарактеризуйте смысл понятия «степень окисления». Укажите, от каких характеристик атома зависит степень окисления его элемента.

Объясните, на какие свойства соединения (при его взаимодействии с другими соединениями) указывают степени окисления составляющих его атомов.

Таблица 3.9 – Тестовое задание 2 (Т-2)

Вариант Порядковый номер элемента Степени окисления (набор ответов)

№ 83 от 0 до +3 от –1 до +1 от 0 до +5

№ 12 от 0 до +2 от -2 до +4 от 0 до +4

№ 23 от 0 до +5 от 0 до +3 от -3 до +5

№ 26 от 0 до +8 от 0 до +6 от -2 до +6

№ 82 от –4 до +4 от 0 до +4 от 0 до +2

№ 51 от –2 до +3 от 0 до +5 от 0 до +3

№ 19 от 0 до +3 от –1 до +1 от 0 до +1

№ 4 от –1 до +1 от 0 до +2 от 0 до +1

№ 13 от –2 до +3 от 0 до +1 от 0 до +3

№ 50 от 0 до +4 от –2 до +2 от 0 до +2

№ 30 от 0 до +3 от 0 до +2 от 0 до +4

№ 38 от 0 до +2 от 0 до +3 от 0 до +1

№ 28 от 0 до +8 от 0 до +2 от 0 до +4

№ 22 от 0 до +2 от -2 до +4 от 0 до +4

№ 37 от -1 до +1 от 0 до +1 от 0 до +3

№ 31 от 0 до +3 от 0 до +1 от -1 до +3

№ 32 от 0 до +2 от -2 до +4 от 0 до +4

№ 35 от -1 до +7 от -1 до +5 от 0 до +7

№ 56 от 0 до +1 от –2 до +2 от 0 до +2

№ 42 от –2 до +6 от 0 до +4 от 0 до +6

№ 55 от –1 до +1 от 0 до +2 от 0 до +1

№ 20 от –4 до +4 от 0 до +4 от 0 до +2

№ 29 от 0 до +3 от 0 до +2 от 0 до +4

№ 21 от 0 до +1 от 0 до +5 от 0 до +3

№ 39 от –3 до +3 от 0 до +3 от 0 до +5

№ 47 от –1 до +1 от 0 до +2 от 0 до +1

№ 25 от –1 до +7 от 0 до +7 от 0 до +3

№ 24 от 0 до +6 от 0 до +4 от -2 до +6

№ 27 от 0 до +8 от 0 до +3 от 0 до +5

№ 43 от –1 до +7 от 0 до +5 от 0 до +7

№ 41 от 0 до +3 от 0 до +5 от 0 до +4

№ 33 от -4 до +2 от -3 до +5 от 0 до +6

№ 8 от -2 до +2 от -2 до +6 от -2 до +4

№ 16 от -6 до +6 от -2 до +2 от -2 до +6

№ 34 от -4 до +2 от -2 до +6 от 0 до +6

Вопрос 3.

А. Выберите правильный ответ (1, 2 или 3), отражающий последовательность изменения указанных свойств или параметров атомов элементов в данном ряду слева направо (табл. 3.10), и приведите выбранный ответ.

Б. Охарактеризуйте сущность рассматриваемого параметра или свойства; поясните, как они связаны со строением атома и его другими характеристиками и соответственно, с положением элемента в периодической системе. Обоснуйте свой ответ по п. А.

Таблица 3.10 – Тестовое задание 3 (Т-3)

Вариант Свойства или параметр Ряд элементов Набор ответов

Металлические свойства Be, Sr, Ba Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Энергия ионизации Li, K, Fr Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Металлические свойства Sc, V, Fe Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Восстановительные свойства Na, Mg, Si Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Энергия ионизации K, Ca, As Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Электроотрицательность O, Se, Po Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Радиус атома Te, S, O Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Энергия сродства к электрону S, Te, Po Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Энергия ионизации Cs, Rb, Na Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Окислительные свойства N, P, Sb Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Радиус атома Mg, Ca, Sr Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Неметаллические свойства S, Te, Po Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Энергия сродства к электрону As, Sb, Bi Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Электроотрицательность F, Cl, I Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Радиус атомов Li, B, F Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Окислительные свойства Br, Cl, F Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Радиус атомов Ca, Se, Br Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Продолжение таблицы 3.10 – Тестовое задание 3 (Т-3)

Вариант Свойства или параметр Ряд элементов Набор ответов

Восстановительные свойства Cl, Br, I Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Металлические свойства Po, Pb, Tl Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Восстановительные свойства N, As, Bi Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Металлические свойства K, Ca, Ge Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Неметаллические свойства Bi, P, N Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Энергия ионизации B, Ga, In Увеличивается Уменьшается Не изме-няется

Восстановительные свойства O, Se, Te Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Энергия ионизации Ti, Mn, Ni Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Металлические свойства B, Ga, In Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Восстановительные свойства Cr, Cu, Zn Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Энергия сродства к электрону Al, Si, S Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Радиус атома Tc, Mo, Y Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Восстановительные свойства Cl, S, Mg Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Радиус атома In, Ga, B Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Электроотрицательность N, P, Sb Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Металлические свойства In, Sn, Sb Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Электроотрицательность I, Te, Sn Увеличивается Уменьшается Не изменяется

Окислительные свойства Po, Bi, Pb Увеличиваются Уменьшаются Не изменяются

Вопрос 4.

А. Укажите, какую геометрическую форму (1, 2, или 3) имеет молекула данного соединения (табл. 3.11) и назовите ее.

Б. Изобразите электронно-графические формулы конфигураций валентных электронов при образовании между ними химических связей в данной молекуле. Изобразите схему перекрывания электронных облаков атомов, образующих химические связи в данной молекуле, изобразите ее структурную формулу. Укажите вид гибридизации (если таковая имеет место) и пространственную направленность орбиталей центрального атома. Оцените и отразите полярность связей и полярность молекулы.

Таблица 3.11 – Тестовое задание 4 (Т-4)

Вариант Соединение Форма молекулы (набор ответов)

Н₂S Пирамидальная Угловая Линейная

Н₂О Угловая Треугольная Тетраэдрическая

SiН₄ Пирамидальная Тетраэдрическая Угловая

CН₄ Пирамидальная Треугольная Тетраэдрическая

GeН₄ Треугольная Пирамидальная Тетраэдрическая

TlI₃ Тетраэдрическая Треугольная Пирамидальная

MgН₂ Линейная Тетраэдрическая Угловая

Н₂Se Тетраэдрическая Угловая Линейная

AlН₃ Пирамидальная Треугольная Тетраэдрическая

Н₂Te Тетраэдрическая Линейная Угловая

AsН₃ Пирамидальная Тетраэдрическая Треугольная

BeН₂ Угловая Тетраэдрическая Линейная

PН₃ Треугольная Пирамидальная Тетраэдрическая

BН₃ Угловая Треугольная Пирамидальная

CН₂Cl₂ Пирамидальная Тетраэдрическая Угловая

CН₃Cl Тетраэдрическая Треугольная Пирамидальная

BaCl₂ Линейная Тетраэдрическая Угловая

NН₃ Треугольная Пирамидальная Тетраэдрическая

CНCl₃ Треугольная Пирамидальная Тетраэдрическая

InН₃ Треугольная Тетраэдрическая Пирамидальная

PCl₃ Пирамидальная Угловая Треугольная

NН₄⁺ Треугольная Тетраэдрическая Пирамидальная

CCl₄ Пирамидальная Треугольная Тетраэдрическая

AlCl₃ Тетраэдрическая Пирамидальная Треугольная

BeCl₂ Линейная Тетраэдрическая Угловая

SnН₄ Треугольная Тетраэдрическая Пирамидальная

GaН₃ Треугольная Пирамидальная Тетраэдрическая

MgBr₂ Угловая Тетраэдрическая Линейная

SbCl₃ Линейная Тетраэдрическая Треугольная

BaF₂ Линейная Угловая Тетраэдрическая

SiCl₄ Треугольная Линейная Тетраэдрическая

GaCl₃ Угловая Треугольная Тетраэдрическая

SnCl₄ Тетраэдрическая Треугольная Линейная

CaCl₂ Пирамидальная Угловая Линейная

PbН₄ Угловая Тетраэдрическая Треугольная

Вопрос 5.

А. Укажите, какое из двух (1 или 2) данных веществ (табл. 3.12) cпособно образовывать водородные связи с молекулами воды, и приведите его формулу.

Б. Объясните, каков механизм образования водородных связей, и отразите это схемой образования Н-связей между молекулами воды и рассматриваемого соединения.

Укажите другие виды возможных межмолекулярных взаимодействий рассматриваемого вещества с водой и объясните, как они возникают. Приведите примеры процессов, в которых играют роль водородные связи, и другие виды межмолекулярных взаимодействий.

Таблица 3.12 – Тестовое задание 5 (Т-5)
⇐ Назад
12