Задачи для самостоятельной работы. 1. Написать электронные формулы атомов с порядковыми номерами 7, 16, 24, 25
1. Написать электронные формулы атомов с порядковыми номерами 7, 16, 24, 25. С точки зрения строения атома объяснить понятия «полные», «неполные» аналоги.
2. Написать электронные формулы атомов кремния и титана. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?
3. Как изменяются свойства элементов с увеличением заряда ядра:
а) в пределах периода;
б) в главных подгруппах.
4. Квантовые числа. Как с их помощью характеризуется положение электронов в атоме?
5. Дать определение атомным орбиталям. Сколько атомных орбиталей может быть на третьем и четвертом энергетических уровнях?
6. В чем заключается принцип Паули? Чему равно максимально возможное число электронов на пятом энергетическом уровне?
7. Что называется ионизационным потенциалом? Как изменяется значение ионизационного потенциала в
периодах и подгруппах периодической системы элементов?
8. Что называется сродством к электрону? Как изменяется значение сродства к электрону в периодах и подгруппах Периодической системы элементов?
9. Что такое электроотрицательность? Как изменяется значение электроотрицательности в периодах и подгруппах Периодической системы?
10. Какое максимальное число электронов может нахо- диться на s-, р-, d-, f-энергетических подуровнях атомов?
11. Написать электронные формулы атомов с порядковыми номерами 10 и 22. К какому электронному семейству (по формирующемуся электронному слою) относится каждый из этих элементов?
12. Каковы электронные формулы атомов радия и герма- ния? Сколько неспаренных электронов имеет каждый из этих атомов? Объяснить переменность валентности германия с помощью постулата о возбуждении атомов.
13. Написать электронные формулы атомов азота и серы. Сколько неспаренных электронов имеет каждый из этих атомов? Какие спин-валентности может иметь атом серы?
14. Написать электронные формулы атомов марганца и мышьяка. Какое правило используют для определения количества неспаренных электронов у каждого из этих атомов?
15. Как изменяются значения атомных радиусов в перио- дах и подгруппах?
16. Назовите атомы d-элементов, у которых наблюдается провал s-электронов на d-подуровень.
17. Напишите современную формулировку периодическо- го закона. Каково значение периодического закона?
18. Составить электронные формулы атомов скандия и галлия. Являются ли они аналогами?
19. Найти в периодической системе элементы, электронная
формула которых nр3.Напишите их химические знаки и полную формулу одного из этих элементов.
20. Найти в периодической системе элемент, в атоме которого завершается заполнение электронами третьего квантового уровня. Написать полную электронную формулу атомов этого элемента.
21. Написать электронную формулу атома кобальта и иона Со2+.
22. Написать электронную формулу атома хрома и ионов Сr3+ и Сг+6.
23. Найти в периодической системе элемент, в атоме которого завершается заполнение электронами второго квантового уровня. Написать электронную формулу атома этого элемента.
24. Сколько и какие значения может принимать магнитное квантовое число m1 при орбитальном квантовом числе 1=0,1,2,3?
25. Какие элементы в периодической системе называются
s, p, d, f-элементами? Привести примеры.
26. Какие значения могут принимать квантовые числа, характеризующие состояние электронов в атоме?
27. Строение электронного слоя атома одного элемента 3d54s2, a другого — 4s24р5.Написать полные электронные формулы этих элементов. В каком случае будет наблюдаться аналогия в свойствах данных элементов?
28. Принцип наименьшей энергии. Объяснить порядок формирования подуровней: а) 3d и 4s; б) 3d и 4р.
29. Какой подуровень заполняется в атоме после заполнения подуровней 5р и 5d?
30. Для атома углерода возможны два различных электронных состояния: 1s2 2s2 2p2 и 1s2 2s12p3.Как называются эти состояния атома? Как перейти от первого состояния ко второму?
Тема 3. Химическая связь
Вопросы для самостоятельной работы
1. Периодичность свойств элементов: энергия и потенциал ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность.
2. В чем сущность метода валентных связей (ВС)? 3.Свойства ковалентной связи: насыщенность, направленность, поляризуемость.
4. Гибридизация атомных орбиталей. δ-, π-связи.
5. Полярность ковалентной связи. Полярные и неполярные молекулы. Ионная связь.
6. Донорно-акцепторный механизм образования связи.
7. Водородная связь. Биологическое значение водородной связи.
При выполнении контрольного задания по теме
«Химическая связь» необходимо знать природу химической связи, метод валентных связей (ВС), образование химических связей, направленность химической связи, типы связей (σ-, π-связи), донорно- акцепторный механизм образования связи, определение валентности по методу ВС, метод молекулярных орбиталей (МО), кратность связи в МО, энергетические диаграммы.
Гибридизация атомных орбиталей. Пространственное расположение атомов и молекул.
Полярность ковалентной связи. Дипольный момент. Полярные и неполярные молекулы. Ионная связь. Водородная связь, биологическая роль водородной связи. Характеристика веществ с различным типом химических связей.
Решение типовых задач
Пример I. Какую ковалентность может проявлять бром в
своих соединениях?
Решение. Электронная формула атома брома 4s2 4p5. Ковалентность определяется числом неспаренных электронов (по методу ВС). Ковалентность равна 1. Но бром может проявлять ковалентность, равную 3 и выше. У атома брома есть свободные d-орбитали на четвертом энергетическом уровне. При переходе одного из р- электронов на d-подуровень в неспаренном состоянии окажутся три электрона. При переводе второго р-электрона в возбужденное состояние в неспаренном состоянии окажутся пять электронов. Ковалентность, равную семи, можно объяснить теоретически, но такое состояние неизвестно.
4s 4p 4p 4p 4d 4d 4d 4d 4d
| ↑↓ | ↑ ↓ | ↑↓ | ↑ |
Электронные формулы брома, соответствующие значениям ковалентности:
I.....4s24p5
3.... 4s24p44d1 Реально существующие
5... 4s24p34d2
7.... 4s14p34d3
Пример 2. Какая из связей Н — N, Н — S, Н — Те, Н — Li является наиболее полярной? К какому из атомов смещено молекулярное электронное облако в каждом из приведенных примеров?
Решение. Чтобы определить характер связи, необходимо найти разность относительных электроотрицательностей (∆ОЭО) в приведенных парах, используя табличные
данные:
а) ∆ОЭО Н — N = 3,0 — 2,1 = 0,9;
б) ∆ОЭО Н — S = 2,5 — 2,1 = 0,4;
в) ∆ОЭО Н — Те= 2,1 — 2,1 = 0,0;
г) ∆ОЭО Н — Li=2,1–1,0=1,1.
Чем больше разность электроотрицательностей, тем более полярна связь. Наиболее полярна связь Н — Li. Молекулярное электронное облако смещается в сторону с большей электроотрицательностью, т.е. к азоту в первом примере
Н → N; к сере Н →S; к водороду Н → Li. Молекулярное электронное облако находится на одинаковом расстоянии от Н и от Те.