WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 15 |

82. Составить формулы оксидов и гидроксидов элементов третьего периода периодической системы Д.И. Менделеева, отвечающих их высшей степени окисления. Как изменяется кислотно-основной характер этих соединений при переходе от натрия к хлору Написать уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида алюминия.

83. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше: 5s или 4d; 6s или 5p, 4f или 6p Почему Написать электронную и электронно-графическую формулы атома элемента с порядковым номером 43, указать его электронное семейство.

84. Для какого элемента электронная структура атома не укладывается в общее эмпирическое правило: «На внешнем электронном слое атомов не бывает больше 8 электронов» Почему аномалия в электронной структуре атома этого элемента мало сказывается на его химических свойствах 85. Что такое изотопы Чем можно объяснить, что у большинства элементов периодической системы атомные массы выражаются дробными числами Могут ли атомы разных элементов иметь одинаковую массу Написать электронную и электронно-графическую формулы атома элемента с порядковым номером 51.

86. Привести полную электронную конфигурацию атомов элементов со следующей конфигурацией их внешних слоев: 3s2; 6s1; 7s2p2. У какого из этих элементов и почему наиболее выражены металлические свойства 87. Привести примеры соединений, в состав которых входят: а) анион с конфигурацией 1s22s22p63s23p6 и катион с конфигурацией 1s22s22p6; б) катион с конфигурацией 1s22s22p63s23p6 и анион с конфигурацией 1s22s22p6.

88. Рассчитать число протонов и нейтронов в ядре атома технеция (изотоп с атомной массой 99) и ядре атома радия (изотоп с атомной массой 226). Показать распределение электронов по уровням и подуровням у этих атомов.

89. Масса ядра атома некоторого изотопа равна 181 у.е. В электронной оболочке атома 73 электрона. Указать: а) сколько протонов и нейтронов содержится в ядре атома; б) какой это элемент; в) написать электронную структуру этого атома.

90. Что такое электроотрицательность Как она изменяется у p-элементов в периоде, в группе периодической системы с увеличением порядкового номера Почему Написать электронную и электронно-графическую формулы атомов элементов с порядковыми номерами 35 и 49.

91. Атомы каких элементов имеют следующее строение наружного и предпоследнего энергетических уровней: а) 2s22p63s23p1; б) 3s23p63d34s2; в) 3s23p63d104s24p5; г) 4s24p64d75s1; д) 4s24p64d105s0 92. Дописать уравнения ядерных реакций: а) 92239U —> 93239Np + …; б) 2555Mn + n —> 2352V + ….

93. Какие орбитали заполняются электронами раньше: 5d или 6p; 7s или 6р, 6d или 4f Почему Написать электронную и электронно-графическую формулы атома элемента с порядковым номером 48. Указать электронное семейство элемента.

94. Исходя из положения металлов в периодической системе, дайте мотивированный ответ на вопрос: какой из двух гидроксидов более сильное основание: Ba(OH)2 или Mg(OH)2; Ca(OH)2 или Fe(OH)2; Cd(OH)2 или Sr(OH)2 95. Какое максимальное число электронов могут занимать s-, p-, d-, и f-орбитали данного энергетического уровня Почему Написать электронную и электронно-графическую формулы атома элемента с порядковым номером 45.

96. Какова современная формулировка периодического закона Изотоп какого элемента имеет относительную молекулярную массу 70 и 40 нейтронов в ядре Написать электронную конфигурацию иона этого элемента.

97. Структура валентного электронного слоя атома элемента выражается формулой: а) 5s25р4; б) 3d54s1; в) 3d104s1; г) 5d16s2. Определить порядковый номер и названия элементов, указать их электронное семейство.

98. Описать электронную конфигурацию атома висмута и иона Bi3+; атома хрома и иона Cr2+; атома церия и иона Се3+.

99. Указать особенности электронных конфигураций атомов меди и хрома. Сколько 4s-электронов содержат невозбужденные атомы этих элементов Что происходит при возбуждении Указать электронное семейство этих элементов и написать формулы всех их гидроксидов.

100. Исходя из степени окисления атомов соответствующих элементов, дать мотивированный ответ на вопрос, какой из двух гидроксидов является более сильным основанием:

CuOH или Cu(OH)2; Fe(OH)2 или Fe(OH)3; Sn(OH)2 или Sn(OH)4.

Написать уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида олова(II).

101. Вычислить массу фотона, соответствующую линии серии Бальмера, если отвечающая ей длина волны = 6563 10–10 м.

102. Вычислить длину волны де Бройля, которая соответствует электрону с массой 9,1 10–31кг, движущемуся со скоростью 6 10–10 м / с.

103. Вычислить длину волны де Бройля, которая соответствует -частице с массой 6,6 10–27 кг, движущейся со скоростью 70 м / c.

104. Какова длина волны, соответствующая частице с массой 0,1 г, движущейся со скоростью 10 м / с 105. Какова должна быть скорость движения электрона (m = 9,1 10–31 кг) в м / с, чтобы соответствующая ей длина волны составляла 1 10–11 м 106. Найти число протонов и нейтронов в ядрах атомов He, C, Na, Co, Br, Cs, Bi и Ra. Указать элементы, ядра атомов которых содержат: а) 9р и 10n; б) 25р и 30n; в) 35р и 45n.

107. Какое число протонов и нейтронов содержится в ядрах: а) атома кальция и его двух изотопов с массовыми числами 42 и 43; б) изотопов водорода; назвать их и указать для каждого массовое число. Ядра каких атомов содержат а) 80р и 120n; б) 43р и 56n 108. Написать полные уравнения реакций, краткая запись которых имеет вид: а) 6329Cu(p, n) 6330Zn; б) 9842Мо(n, e–) Tc; в) 5525Mn(n, ) 5223V; г) 5324Сr(d, n) 5425Mn (–дейтрон 21Н).

109. В чем проявляется ограниченность закона сохранения массы Какой закон применим без нарушений ко всем видам реакций 110. Какие «снаряды» используют при осуществлении ядерных реакций Нейтрон был открыт при облучении частицами ядер 9Ве (Д. Чэдвик, 1932). Какое ядро образуется как нейстойчивый промежуточный продукт в этой реакции Написать уравнение в полной и краткой форме.

111. Самый тяжелый галоген астат At был получен в 1940 г. при облучении 20983Bi -частицами. Какой изотоп астата образуется, если возбужденное ядро выбрасывает два нейтрона 112. Технеций Тс – первый элемент, полученный синтетическим путем при облучении 9842Мо дейтронами (21Н). Какое возбужденное ядро при этом образуется и в ядро какого элемента оно превращается после выброса нейтрона 113. Определить исходное ядро, если из него при бомбардировке дейтронами (d) образуется изотоп марганца 5425Mn с выбросом нейтрона.

114. Бомбардировкой америция 24395Am ядрами неона в Дубне (1967) были получены два изотопа 105-го элемента с массовыми числами 260 и 261. Написать два соответствующих уравнения и определить число нейтронов, которые выбрасываются в каждом случае.

115. Сколько -частиц теряет ядро радона, если в результате образуется изотоп свинца 21482Pb Составить уравнение.

11 116. Согласно правилу смещения, определить, изотопы каких элементов образуются при –-распаде С, Bi, 6 Pb и при +-распаде 137N, 116C, 6129Cu.

117. Если из 1012 атомов радия каждую секунду распадается 14 атомов, то чему равна для радия константа радиоактивного распада и из скольких атомов Ra распадается один атом за 1 с 118. При облучении дейтронами ядер изотопа 4119K образуется возбужденное ядро, выбрасывающее протон. Какой конечный изотоп получен в результате этой реакции 119. При бомбардировке протонами ядер: а) изотопа 2110Ne вылетают -частицы; б) меди 6329Cu – нейтроны. Какие изотопы и каких элементов при этом образовались 120. При бомбардировке ядер бора 105В нейтронами был получен изотоп лития 73Li. Определить промежуточное ядро и выброшенную частицу.

1.4. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ Описание химической связи в любой молекуле представляет собой описание распределения в ней электронной плотности. По характеру этого распределения химические связи подразделяют на ковалентные, ионные, металлические.

Ковалентная связь – химическая связь между двумя атомами, осуществляемая общей для этих атомов парой электронов (H2, Cl2).

Ионная связь – результат электростатического взаимодействия противоположно заряженных ионов, обладающих – обособленными друг от друга электронными оболочками (Cs+F, Na+Cl–).

Чисто ионная связь представляет собой лишь предельный случай. В подавляющем большинстве молекул химические связи имеют характер, промежуточный между чисто ковалентными и чисто ионными связями. Это полярные ковалентные связи, которые осуществляются общей для двух атомов парой электронов, смещенной к ядру одного из атомовпартнеров. Если такое смещение невелико, то связь по своему характеру приближается к чисто ковалентной; чем это смещение больше, тем ближе связь к чисто ионной.

Для оценки способности атома данного элемента оттягивать к себе электроны, осуществляющие связь, пользуются значением относительной электроотрицательности (). Чем больше электроотрицательность атома, тем сильнее притягивает он обобществленные электроны. Иными словами, при образовании ковалентной связи между двумя атомами разных элементов общее электронное облако смещается к более электроотрицательному атому, и в тем большей степени, чем больше разность электроотрицательностей () взаимодействующих атомов. Поэтому с ростом степень ионности связи возрастает. Значения электроотрицательности атомов некоторых элементов по отношению к электроотрицательности фтора, принятой равной 4,1, приведены в прил. 2.

Степень полярности ковалентной связи оценивается значением электрического момента диполя µ, равного произведению абсолютного значения заряда электрона (q = 1,6 10–19 Kл) на длину диполя l: µ = ql. Длиной диполя l является расстояние между центрами (+) и (–) зарядов в системе (электрическом диполе), когда межъядерная электронная плотность смещается к атому с большей электроотрицательностью. Заряды равны по величине, но противоположны по знаку (+ и – ). Например, если l (H–Cl) = = 0,022 нм или 22 10–12 м, то µ (H–Cl) = 1,6 10–19 22 10–12 = 3,53 10–30 Кл м. Единицей измерения электрического момента диполя является дебай D –1D = 3,33 10–30 Кл м.

Принято считать связь ионной, если разница электроотрицательностей атомов ЭО > 1,9. Значения µ ионных молекул лежат в пределах 1,33 10–30…3,66 10–30 Кл м.

Ионная связь, в отличие от ковалентной, характеризуется: 1) ненаправленностью, так как сферическое поле вокруг ионов во всех направлениях равноценно; 2) ненасыщаемостью, поскольку при взаимодействии ионов не происходит полной компенсации их силовых полей; 3) координационными числами в ионных соединениях, которые определяются не электронной структурой атомов, а соотношением радиусов взаимодействующих атомов.

П р и м е р 1. Вычислить разность относительных электроотрицательностей атомов для связей Н–O и О–Э в соединениях Э(ОН)2, где Э–Mg, Са или Sr, и определить: а) какая из связей Н–O или O–Э характеризуется в каждой молекуле большей степенью ионности; б) каков характер диссоциации этих молекул в водном растворе Р е ш е н и е. По данным прил. 2 вычисляем разность электроотрицательностей для связей O–Э: Mg–O = 3,5 – 1,= 2,27; Ca–O = 3,5 – 1,04 = 2,46; Sr–O = 3,5 – 0,99 = 2,51.

Разность электроотрицательностей для связи O–Н составляет 1,4.

Таким образом, а) во всех рассмотренных молекулах связь Э–O более полярна, то есть характеризуется большей степенью ионности; б) диссоциация на ионы в водных растворах будет осуществляться по наиболее ионной связи в соответствии со схемой:

Э(ОН)2 = Э2+ + 2OН–.

Следовательно, все рассматриваемые соединения будут диссоциировать по типу оснований.

П р и м е р 2. Какую валентность, обусловленную неспаренными электронами (спинвалентность), может проявлять фосфор в нормальном и возбужденном () состояниях Р е ш е н и е. Распределение электронов внешнего энергетического уровня фосфора 3s23p3 (учитывая правило Хунда, 3s23px3py3pz) по квантовым ячейкам имеет вид P 15 n = 3s3рx3рy3рz 3d Атомы фосфора имеют свободные d-орбитали, поэтому возможен переход одного 3s-электрона в 3d-состояние:

P* n = 3s3рx3рy3рz 3dxy Отсюда валентность (спинвалентность) фосфора в нормальном состоянии равна трем, а в возбужденном – пяти.

П р и м е р 3. Определить тип гибридизации и форму молекулы в соединении ZnCl2.

Р е ш е н и е. В образовании связи Zn–Cl участвуют электроны 4s-подуровня атома Zn в нормальном состоянии, так как электронная формула цинка 1s22s22p63s23p63d104s2. При этом электроны "распариваются" и один из них переходит с 4s- на 4p-подуровень (возбужденное состояние атома цинка):

Один s- и один p-электрон участвуют в образовании двух sp-гибридных орбиталей, расположенных под углом 180°, n = 4 n = 4s 4p 4s 4p которые при образовании связей ZnCl2 перекрываются с р-орбиталями атома хлора. Следовательно, молекула ZnCl2 линейна, гибридизация sp.

П р и м е р 4. Как изменяется прочность связи Н–Э в ряду Н2О–Н2S–Н2Se–Н2Те Р е ш е н и е. В указанном ряду размеры валентных электронных облаков элементов (О, S, Sе, Те) возрастают, что приводит к уменьшению степени их перекрывания с электронным облаком атома водорода и к возрастающему удалению области перекрывания от ядра атома соответствующего элемента. Это вызывает ослабление притяжения ядер взаимодействующих атомов к области перекрывания электронных облаков, т.е. ослабление связи. К этому же результату приводит возрастающее экранирование ядер рассматриваемых элементов в ряду O–S–Se–Tе вследствие увеличения числа промежуточных электронных слоев. Таким образом, при переходе от кислорода к теллуру прочность связи Н–Э уменьшается.

П р и м е р 5. Длина диполя молекулы HCl равна 0,22 10–8 см. Вычислить электрический момент диполя.

Р е ш е н и е q = 1,6 10–19 Kл; l = 2,2 10–11 м;

µ = ql = 1,6 10–19 2,2 10–11 = 3,52 10–30 Kл м = = 3,52 10–30 / (3,33 10–30) = 1,06 D.

П р и м е р 6. Длина связи H–F равна 0,092 нм, а полярность составляет 45 %. Найти µ (H–F).

Р е ш е н и е 1 нм = 10–9 м.

µ (H–F) = ql 0,45 = 1,6 10–19 0,092 10–9 0,45 = 6,624 10–30 Kл м.

ЗАДАНИЯ 121. Что такое -связь, -связь Показать строение молекулы азота.

122. Какой способ образования ковалентной связи называют донорно-акцепторным Какие химические связи в ионах NH4+ и BF4 Изобразить графически.

123. Какую химическую связь называют ковалентной Основные положения теории ковалентной связи. Свойства ковалентной связи.

124. Полярная ковалентная связь. Мера полярности ковалентной связи. Исходя из значений электроотрицательностей атомов соответствующих элементов, определить, какая из связей: HCl, JCl, BrF, NaJ, CsF, АsН, PtCl, BrCl – наиболее полярна.

125. Определить валентность и степень окисления углерода в соединениях: С6Н6, СO2, HCOOH, CH3COOH, С2Н2, С2Н4, CCl4.

126. Пользуясь таблицей относительных электроотрицательностей (прил. 2), вычислить их разность для связей K-Cl, Са-F, Fе-Вr, Сr-H, Ва-J, Re-O, Аl-N. Какая из связей характеризуется наибольшей степенью ионности 127. Что такое электрический момент диполя молекулы В каких единицах он выражается Какая из молекул: HCl, HBr, HJ – имеет наибольший электрический момент диполя Почему Вычислить длину диполя молекулы HCN, если ее дипольный момент 2,9D.

128. Какой характер имеют связи в молекулах NCl3, CS2, JCl5, NF3, OF2, ClF, СO2 Указать для каждой из них направление смещения общей электронной пары.

129. Сколько неспаренных электронов имеет атом хлора в нормальном и возбужденном состояниях Распределить эти электроны по энергетическим орбиталям. Какую валентность может проявлять хлор в своих соединениях Привести примеры соединений для каждой валентности.

130. Какую химическую связь называют водородной Между молекулами каких веществ она образуется Почему H2O и НF, имея меньшую молекулярную массу, плавятся и кипят при более высоких температурах, чем их аналоги 131. В молекуле LiF, cуществующей в газовой фазе, межъядерное расстояние равно 0,156 нм, а электрический момент диполя 2,2 10–29 Kлм. Какова ионность связи Li–F 132. Электрические моменты диполей молекул Н2O и H2S равны соответственно 1,84 и 0,94D. Вычислить длины диполей. В какой молекуле связь более полярна Указать направления электрических моментов диполя связей в этих молекулах.

133. µ (H–F) = 0,63 10–29 Kл м. Определить длину диполя и степень ковалентности связи H–F, если ее длина составляет 0,092 нм.

134. Длина связи в молекулах KCl и KBr составляет 0,267 и 0,282 нм. Чему равна степень ионности этих связей, если экспериментально найденные значения µ для них соответственно равны 3,4 10–29 и 2,5 10–29 Кл м.

135. Какие типы гибридизации атомных орбиталей углерода соответствуют образованию молекул СН4, С2Н4, С2Н6, C2H2, CCl4, CO2, COCl2 136. Электрический момент диполя молекулы РН3 равен 0,18 10–29 Кл м. Вычислить длину диполя молекулы РН3.

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 15 |






















© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.