Задачи для самостоятельного решения. Объясните закономерность увеличения температуры кипения в ряду бинарных соединен

Решение

Пример 11

Решение

Пример 10

Решение

Пример 9

Решение

Пример 8

Объясните закономерность увеличения температуры кипения в ряду бинарных соединений: NH₃, HF, H₂O.

В данном ряду между молекулами помимо вандерваальсовых сил действуют водородные связи, образованные между протоном H⁺ и электроотрицательным элементом. Меньшую температуру кипения в аммиаке по сравнению с водой можно объяснить образованием менее прочных водородных связей. Во-первых, азот менее электроотрицателен, чем кислород, а во-вторых, азот в молекуле NH₃ имеет только одну неподеленную пару электронов, способную оттягивать протон от соседней молекулы (кислород имеет две неподеленные пары электронов).

Так как молекула HF содержит один атом Н, который может использоваться для образования водородных связей, то, несмотря на большую электроотрицательность фтора по сравнению с кислородом и наличие у фтора трех неподеленных пар электронов, HF связан менее прочными водородными связями, чем H₂O.

Таким образом, в ряду NH₃ → HF → H₂O в связи с увеличением прочности водородной связи растут температуры кипения этих соединений.

Укажите межмолекулярное взаимодействие (ориентационное, индукционное, дисперсионное, межмолекулярная водородная связь), которое имеет место при а) растворении фтороводорода в воде, б) переходе кислорода в жидкое состояние.

а)В молекулах фтороводорода (HF) и воды (H₂О) атомы водорода связаны с атомами наиболее электроотрицательных элементов – фтора и кислорода, в связи с чем в этих молекулах наблюдается ковалентная полярная связь. Поэтому при растворении фтороводорода в воде между молекулами образуются водородные связи.

б) Так как молекулы кислорода (О₂) неполярные, между ними возможно лишь дисперсионное взаимодействие за счет возникновения мгновенных диполей.

Определите заряд комплексообразователя в комплексном соединении K₄[Fe(CN)₆].

Внешняя сфера данного комплексного соединения состоит из четырех катионов калия (К⁺), следовательно, ее общий заряд составляет (4+). Тогда заряд комплекса-аниона [Fe(CN)₆] равен (4-), т.е. [Fe(CN)₆]^4-. Рассчитаем степень окисления комплексообразователя:

x + 6∙(-1) = -4; x = +2, т.е. Fe²⁺.

Назовите комплексные соли: K₄[Fe(CN)₆],

[Pt(NH₃)₃Cl]Cl, Ва[Cr(NH₃)₂(SCN)₄]₂, [Pt(NH₃)₂Cl₂].

K₄[Fe(CN)₆] – гексацианоферрат (II) калия; [Pt(NH₃)₃Cl]Cl – хлорид хлоротриамминплатины (II); Ва[Cr(NH₃)₂(SCN)₄]₂ – тетрароданодиамминхромат (III) бария; [Pt(NH₃)₂Cl₂] – дихлородиамминплатина.

61. Написать электронные формулы элементов, имеющих № 19, № 55. Какие электроны у них являются валентными?

62. Напишите электронные формулы частиц: Cl, Cl^–, Cl⁺⁵.

63. Электронная формула атома 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵. Укажите все возможные значения валентности элемента и семейство, к которому он относится.

64. Для атома с электронной формулой внешних электронов 4 s ²3 d ¹⁰4 p ¹ укажите атомный номер элемента, число неспаренных электронов в основном состоянии атома.

65. Какие элементарные частицы образуют атом? Какие частицы являются нуклонами? Каковы массы и заряды этих частиц?

66. Для атома кремния написать электронную формулу; указать электронно-графическую формулу; для последнего электрона указать значения всех четырех квантовых чисел.

67. Для атома марганца написать электронную формулу; указать электронно-графическую формулу; для последнего электрона указать значения всех четырех квантовых чисел.

68. Электронная формула атома 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵. Для соответствующего элемента укажите низшую валентность и формулы его возможных оксидов.

69. Формула валентных электронов атома 4 s ¹. Для соответствующего элемента укажите номер его группы в периодической системе, подгруппу и высшую валентность. С какими из перечисленных ниже веществ взаимодействует оксид этого элемента: NaOH, HCl, CaO, Zn(OH)₂, SO₃?

70. Напишите электронные конфигурации атомов азота и брома и ионов N^-3 и Br⁺⁵.

71. Для атома криптона написать электронную формулу; указать электронно-графическую формулу; для последнего электрона указать значения всех четырех квантовых чисел.

72. Исходя из положения элементов в периодической системе, определите, какой из приведенных оксидов: CO_2, Al₂O₃, SO₂, SO_3, CaO является а) ангидридом сильной кислоты, б) амфотерным?

73. Для атома мышьяка написать электронную формулу; указать электронно-графическую формулу; для последнего электрона указать значения всех четырех квантовых чисел.

74. Для атома молибдена написать электронную формулу; указать электронно-графическую формулу; для последнего электрона указать значения всех четырех квантовых чисел.

75. Для атома рубидия написать электронную формулу; указать электронно-графическую формулу; для последнего электрона указать значения всех четырех квантовых чисел.

76. Для атома германия написать электронную формулу; указать электронно-графическую формулу; для последнего электрона указать значения всех четырех квантовых чисел.

77. Для атома селена написать электронную формулу; указать электронно-графическую формулу; для последнего электрона указать значения всех четырех квантовых чисел.

78. Для атома стронция написать электронную формулу; указать электронно-графическую формулу; для последнего электрона указать значения всех четырех квантовых чисел.

79. Для атома кобальта написать электронную формулу; указать электронно-графическую формулу; для последнего электрона указать значения всех четырех квантовых чисел.

80. Исходя из места в Периодической системе, опишите химические свойства элемента с порядковым номером 23.

81. Опишите свойства элемента с электронной формулой 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵ (номера периода и группы, металлические свойства, окислительно-восстановительные свойства).

82. Элемент находится в II периоде, IV группе, главной подгруппе. Напишите его электронную формулу и охарактеризуйте свойства.

83. Почему число элементов в четырех первых периодах соответствует ряду чисел 2, 8, 18, 32?

84. Поясните, почему лантаноиды и актиноиды обладают сходными химическими свойствами на основании закономерностей электронного строения их атомов.

85. Почему химический символ водорода «Н» обычно помещают в главной подгруппе I группы и в главной подгруппе VII группы?

86. По каким признакам различают s -, p -, d - и f- элементы? Приведите по 2 элемента из каждого семейства.

87. Атомы каких элементов четвертого периода периодической системы образуют оксиды, отвечающие их высшей степени окисления Э₂О₅? Какой из этих элементов дает газообразное соединение с водородом? Составьте формулы кислот, отвечающих этим оксидам.

88. Какой вывод можно сделать о свойствах элемента по значению для него ионизационного потенциала и сродства к электрону? Как изменяются эти характеристики в периодах и группах?

89. Какие значения валентности может проявлять марганец, исходя из электронного строения?

90. Приведите примеры р -элементов, которые в виде простых веществ являются а) металлами; б) неметаллами. Назовите гидроксиды элементов, относящихся к классу а) кислот, б) оснований, в) проявляющих кислотно-основную двойственность. Какая взаимосвязь существует между электронным строением атома и проявляемыми им свойствами?

91. Как изменяются свойства оксидов и гидроксидов s - и р -элементов в периоде? Объясните причину и покажите различие в свойствах гидроксидов первого и предпоследнего элемента третьего периода.

92. Укажите основные черты различия в свойствах двух элементов: а) одного и того же периода: калия и брома; калия и меди; б) одной и той же группы: хлора и марганца.

93. Какую информацию о месте элемента в периодической системе можно получить, зная порядковый номер элемента? Покажите это на примере элементов с порядковыми номерами 20, 24, 25.

94. Что общего у элементов: а) одного периода; б) одной группы; в) одного семейства? Чем отличаются элементы, находящиеся в одной группе, но в разных подгруппах?

95. Укажите значения квантовых чисел n и l для внешних электронов в атомах элементов с порядковыми номерами 11, 14, 20, 23, 33.

96. Одинаковым значением какого квантового числа характеризуется совокупность электронов, которую называют электронным слоем? Сколько электронных слоев имеет атом, если для его внешних электронов: а) n =3; б) n =6? Приведите примеры.

97. Что характеризует относительная электроотрицательность, и как она изменяется с увеличением порядкового номера элемента? Назовите элементы, имеющие максимальное и минимальное значение электроотрицательности.

98. На каком основании а) марганец и хлор, б) титан и кремний расположены в одной группе периодической системы? Почему они находятся в разных подгруппах?

99. У какого из элементов: а) сурьмы или азота; б) углерода или германия ярче выражены неметаллические свойства? Ответ мотивировать.

100. Электронная формула валентных электронов атома некоторого элемента…3s²3р⁴. Определите номера группы и периода, в которых стоит этот элемент. Назовите его и укажите формулы оксида и гидроксида, соответствующих высшей степени окисления.

101. Какой тип связи и почему проявляется в соединениях: F₂, HF, RbCl, H₂O?

102. Изобразите перекрывание атомных орбиталей в молекуле ацетилена. Каков тип гибридизации углерода?

103. Сколько неспаренных электронов может иметь атом хлора в нормальном и возбужденном состоянии? Распределите эти электроны по квантовым ячейкам. Чему равна валентность хлора, обусловленная неспаренными электронами?

104. Объяснить закономерность изменения длины связиН-Элемент в молекулах: НF (0,092 нм), НСl (0,128 нм), HBr (0,142 нм), HI (0,162 нм).

105. Объяснить закономерность изменения энергии (кДж/моль) связиН-Элемент в молекулах: НF (561,5), НСl (427,2), HBr (359,9), HI (294,3).

106. Фосфор образует соединения с водородом, хлором, калием. Какие из связей наиболее и наименее полярны? В сторону какого атома смещается в каждом случае электронная плотность?

107. Каковы типы связей в соединениях: СНСl₃, CO, NiCl₂, H₂SiO₃, KOH? Ответ обосновать.

108. Исходя из величины разностей электроотрицательностей приведенных пар элементов указать, какие из них образуют ионные соединения: Li(1,6) – Si(1,8); Mg(1,2) – Cl(3,5); Be(1,5) – S(3,0); Ca(1,0) – P(2,5).

109. Из перечисленных ниже соединений выберите те, форма молекул которых а) плоская, б) тетраэдрическая: CS₂, H₂O, BF₃, CCl₄. Ответ поясните.

110. Сравните ковалентную и водородную связи. Отличаются ли они по длине, энергии и другим характеристикам?

111. Если сравнивать температуры кипения водородных соединений элементов главной подруппы VI группы, то видна аномалия в поведении Н₂О. Почему вещество с самой маленькой молекулярной массой имеет самую высокую температуру кипения?

112. Приведите примеры соединений с внутримолекулярной водородной связью и влияния этой связи на их свойства.

113. Какие свойства воды можно объяснить только наличием водородной связи? Ответ поясните.

114. Между молекулами каких попарно взятых веществ возникает водородная связь: а) НF и Н₂О; б) Н₂ и Н₂О; в) С₂Н₅ОН и Н₂О; г) С₂Н₅ОН и С₂Н₅ОН? Ответ пояснить.

115. Укажите межмолекулярное взаимодействие (ориентационное, индукционное, дисперсионное), которое имеет место при а) растворении этилового спирта в воде; б) переходе азота в жидкое состояние.

116. Составьте из предложенных ниже химических элементов формулы веществ с а) ионным; б) ковалентным типом связи: Сl, C, Si, K, F, H, O. Какое из веществ будет образовывать водородные связи?

117. Изобразить электронное строение молекулы BeBr₂ методом ВС. Указать тип гибридизации атомных орбиталей и геометрию молекулы.

118. Какую химическую связь называют ионной? Чем она отличается от ковалентной? Выберите из нижеуказанных соединений вещества с ионным типом связи и напишите уравнения превращения соответствующих ионов в нейтральные атомы: HBr, CaBr₂, SO₂, Na₂O, CsCl.

119. Какой тип гибридизации электронных облаков в молекулах BeH₂, SiH₄, CS₂, BBr₃? Какую пространственную конфигурацию имеют эти молекулы?

120. Из предложенных веществ, H₂O, Cl₂, He, NH₃, CH₄, выберите соединения, неспособные к ориентационному и индукционному взаимодействиям.

121. Определите степень окисления комплексообразователя и заряд комплексного иона в соединениях: К₃[Co(NO₂)₆]; K[Au(CN)₄]; [Pt(NH₃)₄Cl₂]; Na₃[AlF₆]. Назовите эти соединения.

122. Составьте уравнения электролитической диссоциации веществ: K₂[Mn(CN)₆]; [Ni(H₂O)₆]Cl₂; Na₄[Co(CN)₄Cl₂]. Чему равны координационное число и степень окисления комплексообразователя?

123. Определите заряд (х)следующих ионов:

[Pd(NH₃)₂H₂OCl]^x; [Co(NO₂)₄(NH₃)₂]^x;

[PtCl(OH)₅]^x; [Au(CN)₂Br₂]^x.

Степени окисления: Pd⁺²; Co⁺³; Pt⁺⁴; Au⁺³. Напишите формулы соединений, содержащих эти комплексные ионы. Назовите каждое из полученных соединений.

124. Напишите формулы веществ: хлорид оксалатотетраамминхрома (III), гексафторосиликат натрия, гидроксид тетраамминмеди (II). Укажите значения степеней окисления и координационных чисел комплексообразователей.

125. Чему равны степень окисления и координационное число комплексообразователя в комплексных соединениях: K₂[HgBr₄]; Na₃[Co(NH₃)₆]; [Cu(H₂O)₄](OH)₂; [PtCl₄(H₂O)₂]? Назовите эти соединения.

126. Чему равны степень окисления и координационное число комплексообразователя в комплексных соединениях: K₄[Pb(S₂O₃)₃]; Na₂[HgI₄]; K₆[Cu(P₂O₇)₂]?

127. Для каких из приведенных молекул и ионов характерны свойства лигандов, а для каких – комплексообразователей: H₂O, OH^–, F^–, NH₃, NH₄⁺, CO, Cr³⁺, Ni²⁺, Cu²⁺? Приведите примеры комплексных соединений с указанными частицами.

128. Определите заряд иона комплексообразователя и комплексного иона в соединениях: [Ni(NH₃)₆]SO₄; K₂[HgI₄]; Na[Ag(CN)₂]. Назовите эти соединения.

129. Составьте уравнения электролитической диссоциации веществ: [Pt(NH₃)₄]Cl₄; [Ni(NH₃)₃Cl₃]Cl; K₂[Cd(CN)₄]. Чему равны координационные числа комплексообразователей?

130. Напишите координационные формулы комплексных соединений хрома, имеющих состав CrCl₃×6H₂O; CrCl₃×3KCN; CrBr₃×KBr×2NH₃. Назовите записанные соединения.

131. Определите координационное число хрома в соединениях: Li₃[Cr(NO₃)₆]; Na₃[Cr(C₂O₄)₃]; [CrCl₃(NH₃)₃]; K[Cr(CN)Br₃(NH₃)₂]. Назовите эти вещества.

132. Используя в качестве лигандов CN^–, напишите комплексы с Fe³⁺, Cd²⁺, Ag⁺, Zn²⁺. Укажите названия этих соединений.

133. Составьте координационные формулы семи комплексных соединений, которые можно получить из сочетания частиц Со⁺³; NH₃; NO₂^–; K⁺(координационное число кобальта равно.

134. Какие комплексные соединения называют катионными, анионными, нейтральными? К каким из них относятся следующие соединения: H[AuCl₄], [PtBr₃(NH₃)₃]Cl, Na₂[Zn(OH)₄], [CrOH(H₂O)₂(NH₃)₃]Cl₂, [Ni(H₂O)₆]Cl₂, [Pb(NH₃)₂Br₂]? Назовите эти соединения.

135. Определите заряд комплексного иона и допишите ион внешней сферы, после чего назовите каждое из полученных соединений: [Co³⁺(H₂O)₆], [Co²⁺(CN)₄], [Al(OH)₆], [Cr(OH)₃(H₂O)₃].

136. Иодид серебра растворяется в KCN и не растворяется в аммиаке. Напишите уравнение соответствующих реакций.

137. Что называется константой нестойкости комплексного иона? Напишите выражения констант нестойкости для комплексных ионов: [CuCl₂]^–, [Cu(NH₃)₄]²⁺, [Fe(CN)₆]^3–.

138. Назовите комплексные соединения: [Pt(NH₃)₂Cl₂]; [Ni(NH₃)₄(H₂O)₂]Cl₂; [Cr(NH₃)₅(NO₂)]Cl₃. Чему равна степень окисления и координационное число комплексообразователя?

139. Составьте координационные формулы комплексных соединений кобальта: CoBr₃×4NH₃×2H₂О; CoCl₃×4NH₃; CoCl₃×4NH₃×H₂O в водных растворах. Координационное число кобальта (III) равно 6. Назовите эти соединения.

140. Приведите по два примера катионных, анионных и нейтральных комплексных соединений. Укажите, чему равны степень окисления и координационное число комплексообразователя в каждом из них. Назовите эти соединения.

Контрольные вопросы

1. Какое уравнение является основным уравнением квантовой механики?

2. Что называют атомной орбиталью?

3. Какие квантовые числа определяют размер, форму и ориентацию в пространстве электронного облака?

4. Чем определяется и чему равно число АО на s -, p -, d - и f- энергетических подуровнях?

5. Дайте современную формулировку периодического закона. Какова структура периодической системы? Что определяет число периодов, групп и подгрупп?

6. Что называют энергией ионизации? Какие свойства атомов она характеризует?

7. Что называют сродством атома к электрону? Для каких элементов эта величина имеет наибольшее положительное значение и для каких – отрицательное значение?

8. Что называют абсолютной и относительной электроотрицательностью? Как по значению этой величины можно судить о направлении смещения электронной плотности при образовании связей?

9. Дайте определения энергии ионизации, сродства к электрону и электроотрицательности.

10. Приведите основные характеристики химической связи.

11. Между атомами каких элементов возникает ковалентная неполярная связь, ковалентная полярная связь и ионная связь? Укажите основные свойства ковалентной и ионной связи.

12. Что такое гибридизация атомных орбиталей и как она определяет пространственную конфигурацию молекул?

13. Как осуществляется металлическая связь? Какими свойствами она обладает?

14. Какова природа сил Ван-дер-Ваальса? Перечислите три составляющие этих сил. Какой вид межмолекулярного взаимодействия является универсальным и действует между любыми частицами?

15. Какая связь называется водородной?

16. Какие соединения называют комплексными? Как происходит их диссоциация?

17. В каких агрегатных состояниях может находиться вещество? В чем особенность аморфного и кристаллического состояния твердого вещества?

18. Классифицируйте кристаллические решетки в зависимости от характера химической связи. Как отличаются свойства веществ с различным типом кристаллических решеток?

Дата добавления: 2014-11-06