Рассмотрите валентные возможности атомов хлора и фтора с точки зрения метода валентных связей.
ХИМИЯ
Исполнитель:
студент группы З2Б6С1 Гареев З.З. 31.01.2017
Руководитель:
преподаватель Абрамова П.В.
Томск - 2016
| 4, 25, 40, 55, 75, 90, 110, 125, 152, 160, 173, 189, 198, 213, 228, 243, 258, 283, 298, 313. |
4. Сколько атомов в молекуле серы при 5000С и при 11600С, если плотность паров серы по воздуху при этих температурах соответственно равна 6,55 и 2,2?
Решение:
t1 = 500 0C
t2 = 1160 0C
D1 = 6,55
D2 = 2,2
Nt1=? Nt2=?
При температуре 500 0С:
M(SN) = DN2M(N2);
M(SN) = 6,5528 = 183,4 г/моль
При температуре 1160 0С:
M(SN) = DN2M(N2);
M(SN) = 2,228 = 61,6 г/моль
Ответ: S6 и S2
25. Составьте уравнения реакций взаимодействия с водой следующих оксидов: Na2O, SO3, CaO, P2O5. К какому классу соединений относятся полученные вещества? Назовите их.
Решение:
Na2O + H2O 2NaOH (гидроксид натрия, класс – основания)
SO3 + H2O Н2SO4 (серная кислота, класс – кислоты)
CaO + H2O Сa(OH)2 (гидроксид кальция, класс – основания)
P2O5 + 3H2O 2H3PO4 (фосфорная кислота, класс – кислоты)
40. Напишите уравнения реакций, с помощью которых можно осуществить следующие превращения:
Ba BaO Ba(OH)2
Ba(OH)2 BaO
Решение:
2Ba + O2 2BaO
BaO + H2O Ba(OH)2
Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2
Ba(OH)2 BaO + H2O (Реакция протекает при температуре 780-800 0C)
55. Назовите элементы, имеющие по одному электрону на подуровне: а) 3d; б) 4p; в) 2s. Напишите электронные формулы атомов этих элементов, укажите их порядковые номера.
Решение:
a) Скандий
21Sc 1s22s22p63s23p63d14s2
б) Галлий
31Ga 1s22s22p63s23p63d104s24p1
в) Литий
3Li 1s22s1
75. Составьте электронные формулы атомов в указанных состояниях и графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей: Ca+2, C+4
Решение:
20Ca0 1s22s22p63s23p64s2
Ca2+ 1s22s22p63s23p6
(ушли 2 внешних электрона – 18е, конфигурация инертного газа аргона)
Са2+
С4+ 1s2 
90. Элементы подгрупп 1 группы резко различаются по химическим свойствам. Чем это можно объяснить?
Решение:
Первая группа состоит из главной (щелочные металлы) и побочной (подгруппа меди) подгрупп, резко различающихся по свойствам входящих в них элементов.
Подгруппа меди характеризуется наличием переменной валентности у элементов вследствие незаполненности d-оболочки: так, например, медь обычно двухвалентна (реже- одновалентна), серебро – одновалентно (реже – двухвалентно) и золото – трехвалентно (реже одновалентно). Заметно различаются и ионные радиусы элементов этой группы. Так, для однозарядных ионов характерны следующие величины:
Элемент Cu+ Ag+ Au+
Ионный радиус 0,98 1,13 1,37
Малый радиус атомов объясняет также более высокие значения энергии ионизации металлов этой подгруппы, чем щелочных металлов. Это приводит к большим различиям в химических свойствах металлов обеих подгрупп. Элементы подгруппы меди - малоактивные металлы. Они с трудом окисляются, и, наоборот, их ионы легко восстанавливаются они не разлагают воду, гидроксиды их являются сравнительно слабыми основаниями, в ряду напряжений они стоят после водорода.
Иначе обстоит дело со щелочными металлами. Элементы подгруппы щелочных металлов, включающей литий, натрий, калий, рубидий и цезий (франций встречается лишь в продуктах ядерных реакций и в обычных химических процессах редко сопровождает остальные элементы рассматриваемой группы) в водных растворах практически всех неорганических соединений присутствуют в форме однозарядных катионов. Их ионные радиусы закономерно и в заметной степени возрастают по мере увеличения порядкового номера элемента.
Строение внешних электронных оболочек атомов щелочных металлов ns1. Поэтому они имеют низкие энергии ионизации, уменьшающиеся при переходе по подгруппе элементов сверху вниз. При этом ослабление связн электрона с ядром вызывается ростом радиуса атома (обусловленного увеличением главного квантового числа внешнего электрона) и экранированием заряда ядра предшествующими внешнему электрону оболочками. Поэтому данные элементы легко образуют катионы Э+, имеющие конфигурацию атомов благородного газа.
Рассмотрите валентные возможности атомов хлора и фтора с точки зрения метода валентных связей.
Решение:
Оба элемента F и Cl расположены в VIIА группе, являются электронными аналогами и имеют строение внешнего энергетического уровня ns2np5. Но у атома фтора внешним является второй энергетический уровень, имеющий только 2 подуровня: s- и p-, в то время как внешние электроны атома хлора занимают третий энергетический уровень, содержащий подуровень d-:
Валентность обоих элементов, определяемая числом неспаренных электронов, в невозбужденных атомах равна 1. Но при возбуждении электроны атома хлора могут переходить на свободные 3d-орбитали, и соответственно валентность данного элемента может быть равна 3,5,7:
125. Определите пространственную конфигурацию и тип гибридизации атомных орбиталей центрального атома в молекулах BeBr2 и POCl3. Ответ поясните.
Решение:
Для объяснения формы молекул в методе ВС необходимо определить тип гибридизации АО центрального атома. При переходе атома Be из основного состояния в возбужденное электрон с 2s- АО перемещается на незанятую 2p-АО:
В возбужденном состоянии атом бериллия имеет два неспаренных электрона, с которыми атомы фтора образуют две связи по обменному механизму. Гибридизации подвергается АО валентного уровня центрального атома (то есть атома Be), имеющие электроны. У атома бериллия это одна s-АО и одна p-АО, поэтому тип гибридизации – sp.Этому типу гибридизации соответствует валентный угол 1800С, вследствие чего молекула BeBr2 линейна.
В молекуле POCl3 (оксихлорида) центральным атомом является атом фосфора P, электронная конфигурация которого в основном состоянии такова: [Ne]3s23p3. его 5 электронов внешнего уровня занимают 4 орбитали, гибридизация sp3, все 4 орбитали примут участие в образовании химической связи (4 вал. пары). Поэтому у POCl3 тетраэдральная форма молекулы.
Структура POCl3 – искаженный тетраэдр.
152. Газообразный этиловый спирт С2Н5ОН можно получить при взаимодействии газообразного этилена С2Н4 и водяных паров. Напишите термохимическое уравнение реакции.
Решение:
C2H4(г) + H2O(г) = C2H5OH(г)
По следствию из закона Гесса:
H0х.р. = H0продni - H0исхni
H0х.р. = H0(C2H5OH(г)) - [H0(C2H4(г)) + H0(H2O(г)) = -235,31 – (52,28 – 241,83) = - 46,06 кДж
Ответ: Термохимическое уравнение: C2H4(г) + H2O(г) = C2H5OH(г); H0= - 46,06кДж