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, m_l=0, m_s=±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 m_l 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?