Решение. Эквивалент (эквивалентная масса) химического соединения равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) составляющих его частей.

Эквивалент (эквивалентная масса) гидроксида равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) металла и гидроксильной группы.

Эквивалент (эквивалентная масса) соли равен сумме эквивалентов (эквивалентных масс) металла и кислотного остатка.

Согласно закону эквивалентов:

Вариант 1

1. Определите эквивалентную массу металла в следующих соединениях: Mn₂O₇, Ba(OH)₂, Ca₃(PO₄)₂, FeSO₄×7H₂O.

2. При восстановлении водородом 1,34 г оксида металла до металла образовалось 0,324 г воды. Определите эквивалентную массу металла.

3. Алюминий массой 0,752 г при взаимодействии с кислотой вытеснил водород объёмом 0,936 л (н.у.). Определите эквивалентную массу алюминия.

Вариант 2

1. Вычислите эквивалентную массу гидроксида висмута(III) в реакциях взаимодействия с HCl при получении хлорида висмута и гидрохлорида висмута.

2. Элемент образует гидрид, где его массовая доля 75 %. Определите эквивалентную массу элемента.

3. При растворении в кислоте металла массой 11,9 г выделился водород объёмом 2,24 л (н.у.). Определите эквивалентную массу металла.

Вариант 3

1. Чему равна эквивалентная масса ZnSO₄ в реакциях со щелочью, идущих с образованием Zn(OH)₂, (ZnOH)₂SO₄, Na₂[Zn(OH)₄].

2. Для растворения металла массой 16,86 г потребовалась серная кислота массой 14,7 г. Вычислите эквивалентную массу металла.

3. На сжигание 0,5 г двухвалентного металла требуется 0,23 л кислорода (н.у.). Определите эквивалентную массу металла, укажите какой это металл.

Вариант 4

1. Определите эквивалент и эквивалентную массу серы в следующих соединениях: H₂S, SO₂, H₂SO₄.

2. Металл массой 0,150 г вытесняет из раствора никелевой соли никель массой 0,367 г, а из раствора кислоты – водород объёмом 140 мл (н.у.). Определите эквивалентную массу никеля.

3. Оксид марганца содержит 22,56 % кислорода. Вычислите эквивалентную массу марганца в оксиде и составьте его формулу.

Вариант 5

1. Эквивалентная масса некоторого элемента равна 24,99 г/моль. Вычислите: а) массовую долю кислорода в оксиде этого элемента; б) объём водорода, который потребуется для восстановления 4,95 г его кислородного соединения.

2. Вычислите эквивалентную массу H₃PO₄ в реакциях взаимодействия с КОН при получения: а) фосфата калия; б) дигидрофосфата калия; в) гидрофосфата калия.

3. На нейтрализацию 1 г основания израсходовано 2,14 г соляной кислоты. Определите эквивалентную массу основания.

Вариант 6

1. Мышьяк образует два оксида, массовая доля мышьяка в которых соответственно равна 65,2 и 75,7 %. Рассчитайте эквивалентную массу мышьяка в этих оксидах.

2. Найдите эквивалентную массу воды при реакции её а) с металлическим натрием; б) с оксидом натрия.

3. Вычислите эквивалентную массу цинка, если 1,168 г его вытеснили из кислоты 43,8 мл водорода, измеренного при н.у.

Вариант 7

1. На нейтрализацию 0,943 г фосфористой кислоты H₃PO₄ израсходовано 1,291 г гидроксида калия. Вычислите эквивалентную массу кислоты и её основность.

2. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу хлорида алюминия в реакциях:

а) AlCl₃ + 2NaOH = Al(OH)_2­­Cl + 2NaCl;

б) AlCl₃ + 3NaOH = Al(OH)₃ + 3 NaCl.

3. Чему равна эквивалентная масса металла, если его навеска массой 20 г вытесняет из кислоты водород объемом 7,01 л при н.у.

Вариант 8

1. На осаждение хлорида, содержащегося в 0,666 г соли, израсходовано 1,088 г. Вычислите эквивалентную массу соли.

2. Определите эквивалент и эквивалентную массу гидроксида никеля в реакциях:

а) Ni(OH)₂ + H₂SO₄ = NiSO₄ + 2H₂O;

б) 2Ni(OH)₂ + H₂SO₄ = (NiOH)₂SO₄ + 2H₂O.

3. Эквивалентная масса металла равна 29,36 г/моль. Сколько граммов этого металла необходимо для вытеснения 105 мл водорода (н.у.) из кислоты?

Вариант 9

1. Определите эквивалентную массу двухвалентного металла, если из 48,15 г его оксида можно получить 88,65 г его нитрата. Укажите, какой это металл.

2. Вычислите эквивалентную массу металла в следующих соединениях: Ag₂O, Al₂(SO₄)₃×18H₂O, CuCl.

3. Сколько эквивалентных масс кислорода содержится в 33,6 л его (н.у.)?

Вариант 10

1. Массовые доли галогена в галогениде металла соответственно равны 64,5 и 15,4 %. Определите эквивалентную массу металла, массу металла и объём выделившегося водорода (н.у.).

2. Для растворения 16,8 г металла потребовалось 14,7 г серной кислоты. Определите эквивалентную массу металла и объём выделившегося водорода (н.у.).

3. В каком количестве Cr(OH)₃ содержится столько же эквивалентов, сколько в 174,96 г Mg(OH)₂?

Вариант 11

1. Определите эквивалент и эквивалентную массу фосфора, кислорода и брома в соединениях PH₃, H₂O, HBr.

2. При пропускании H₂S через раствор, содержащий 2,98 г хлорида некоторого одновалентного металла, образуется 2,2 г его сульфида. Вычислите эквивалентную массу металла.

3. Сколько металла, эквивалентная масса которого 12,16 г/моль, взаимодействует с 310 см³ кислорода (н.у.).

Вариант12

1. В состав оксида серебра входит 93,09 % серебра, а в состав иодида серебра – 45,95 % серебра. Найдите эквивалентную массу йода.

2. В какой массе гидроксида натрия содержится столько же эквивалентных масс, сколько содержится в 140 г КОН.

3. На сжигания 1,5 г двухвалентного металла требуется 0,69 л кислорода (н.у.). Вычислите эквивалентную массу и атомную массу этого металла.

Вариант 13

1. Напишите уравнения реакций Fe(OH)₃ с соляной кислотой, при которых образуется: а) хлорид дигидроксожелеза; б) хлорид железа (III). Вычислите эквивалент и эквивалентную массу Fe(OH)₃ в этих реакциях.

2. Определите эквивалентную массу серы, если 6,48 г металла образует 6,96 г оксида и 7,44 г сульфида.

3. При взаимодействии 3,24 г трёхвалентного металла с кислотой выделяются 4,03 л водорода (н.у.). Вычислите эквивалентную и атомную массы металла.

Вариант 14

1. Из 1,35 г оксида металла получается 3,15 г его нитрата. Вычислите эквивалентную массу этого металла.

2. Избытком соляной кислоты подействовали на растворы: а) гидрокарбоната кальция; б) дихлорида гидроксоалюминия. Напишите уравнения реакций этих веществ с HCl и определите их эквивалентные массы.

3. Сколько граммов металла, эквивалентная масса которого 12 г/моль, взаимодействует с 3,1 л кислорода (н.у.).

Вариант 15

1. 4,086г металла вытесняют из кислоты 1,4 л водорода, измеренного при н.у. Эта же масса металла вытесняет 12,95 г свинца из растворов его солей. Вычислите эквивалентную массу свинца.

2. Вычислите эквивалент и эквивалентную массу бора, хрома и кальция в соединениях: B₂O₃; Cr(OH)₃; Ca₃(PO₄)₂.

3. Сколько эквивалентных масс содержится в 340 г нитрата серебра?

Вариант 16

1. При восстановлении 4,34 г оксида марганца алюминием получено 3,4 г оксида алюминия Al₂O₃. Вычислите эквивалентную массу марганца, его валентность и составьте формулу оксида марганца.

2. При окислении 0,24 г металла израсходовано 112 мл кислорода (н.у.). Определите эквивалентные массы металла и его оксида.

3. Эквивалентная масса элемента составляет 24,99 г/моль. Вычислите, сколько граммов водорода требуется для восстановления 4,95 г его соли.

Вариант 17

1. Эквивалентная масса металла равна 56,2 г/моль. Вычислите процентное содержание этого металла в его оксиде.

2. Определите эквивалент и эквивалентную массу гидроксида алюминия в реакциях:

а) Al(OH)₃ + HNO₃ = AlOH(NO₃)₂ + H₂O;

б) Al(OH)₃ + 3HNO₃ = Al(NO₃)₃ + 3H₂O.

3. Одна и та же масса металла соединяется с 1,591 г галогена и с 70,2 мл кислорода (н.у.). Вычислите эквивалент галогена.

Вариант 18

1. На восстановление 2,33 г хлорида циркония до свободного израсходовано 0,48 г магния. Эквивалентная масса магния равна 12 г/моль. Определите эквивалент циркония и его валентность.

2. Вычислите эквивалентную массу KHSO₄ в следующих реакциях:

а) KHSO₄ + BaCl₂ = BaSO₄ + KCl + HCl;

б) KHSO₄ + KOH = K₂SO_4­ + H₂O.

3. Элемент образует оксид, содержащий 31,58 % кислорода. Вычислите эквивалент элемента.

Вариант 19

1. Определите эквивалентные массы следующих кислот: HClO; H₂SiO₃; HMnO₄; H₂SnO₃.

2. Вещество содержит 39 % серы, эквивалентная масса которой 16 г/моль и мышьяк. Вычислите эквивалентную массу и валентность мышьяка, составьте формулу этого вещества.

3. 1 г металла соединяется с массой хлора, занимающей объём 336 мл (н.у.). Вычислите эквивалент металла.

Вариант 20

1. При сгорании серы в кислороде образовалось 12,8 г SO₂. Сколько эквивалентов кислорода требуется на эту реакцию. Чему равны эквиваленты серы и её оксида.

2. Определите эквивалентную массу H₂SO₃ в реакциях образования: а) сульфита лития; б) гидросульфита лития.

3. 0,934 г металла вытеснили из соляной кислоты 348 мл водорода (н.у.). Вычислите эквивалент металла.

Вариант 21

1. Путём разложения нагреванием 0,26 г оксида серебра получено 0,243 г металлического серебра. Определите эквивалентную массу серебра.

2. Вычислите эквивалентную массу гидроксида меди(II) в реакциях взаимодействия с HCl при получении а) хлорида меди; б) гидроксохлорида меди.

3. Эквивалент металла равен 8,99. Какой объём водорода (н.у.) выделится при взаимодействии 0,4495 г металла с соляной кислотой.

Вариант 22

1. При взаимодействии ортофосфорной кислоты со щелочью образовалось соль Na₂HPO₄. Найти для этой реакции эквивалентную массу ортофосфорной кислоты.

2. В состав метана входит 25 % водорода и 75 % углерода. Чему равна эквивалентная масса углерода.

3. Вычислите эквивалент металла и его оксида, зная, что 0,304 г металла вытесняет из кислоты 0,282л кислорода (н.у.).

Вариант 23

1. Определите эквивалентную массу гидроксида магния в реакциях:

а) Mg(OH)₂ + HBr = MgOHBr +H₂O;

б) Mg(OH)₂ + 2HBr = MgBr₂ + 2 H₂O.

2. При восстановлении 1,506 г оксида олова водородом образовалось 0,36 г воды. Определите эквивалентную массу олова и его валентность. Напишите формулу оксида олова.

3. Какой объём водорода (н.у.) выделится при взаимодействии 3,6 г металла с кислотой, эквивалентная масса которого равна 12 г/моль?

Вариант 24

1. Определите эквивалентные массы следующих солей: NaNO₂, Cr₂(SO₄)₃, CH₃COOH, MgOHNO₃, LiHSO₄.

2. Эквивалентная масса металла равна 56,2 г/моль. Вычислите процентное содержание этого металла в его оксиде.

3. При взаимодействии 3,182 г галогена израсходовано 140,4 мл кислорода (н.у.). Вычислите эквивалент галогена и назовите его.

Вариант 25

1. Эквивалентная масса металла равна 29,36 г/моль. Сколько граммов этого металла необходимо для вытеснения 105 мл водорода (н.у.)?

2. Определите эквивалент фосфора в соединениях: PH₃, P₂O₅, P₂O₃, H₃PO₃.

3. Одна и та же масса металла соединяется с 1,591 г галогена и 70,2 см³ кислорода при н.у. Вычислите эквивалентную массу галогена.

3. СТРОЕНИЕ АТОМА

Пример 1. Напишите электронные формулы атомов углерода и серы и формулы соединений их с кислородом и водородом.

Решение. Электронная формула атома углерода ₆С 1s² 2s²2p ², он имеет четыре валентных электрона, для него характерны степени окисления +2, +4, –4 (до восьмиэлектронного внешнего уровня не достает 4 электрона). С⁺²О – оксид углерода(II), С⁺⁴O₂ – оксид углерода(IV), C^-4H₄ – метан. Электронная формула атома серы ₁₆S 1s²2s2p⁶ 3s²3p⁴. Для серы характерны степени окисления –2, +4, +6. S⁺⁴O₂ – оксид серы(IV), S⁺⁶O₃ – оксид серы(VI), H₂S^–2 – гидрид серы (II).

Пример 2. Изобразите электронные и электронно-графические формулы атомов ₅В и ₂₁Sc. Укажите валентные электроны. К какому семейству относятся атомы данных элементов?

Решение. Электронная формула атома бора ₅В 1s² 2s²2p¹

^{валентные электроны}

Ответ: бор относится к р – элементам

₂₁Sc 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶ 3d¹4s²

Ответ: скандий относится к d-элементам.

Пример 3. Рассчитайте среднюю массу атома хлора.

Решение. Молярная масса атома хлора равна 35,45 г × моль^-1. 1 моль любого вещества содержит 6,02 · 10 ²³ (число Авогадро, N_А) структурных единиц, например, атомов.

6,02 · 10²³ атомов хлора имеют массу 35,45 г

1 атом >>>>>>>>>>>>>>>> Х

Х=

Ответ: m_Cl = 5,89×10 ^–23 г.

Пример 4. Рассчитайте радиус атома магния _Mg=1,74 г × см ^-3.

Решение. Втвердом состоянии атомы многих металлов образуют так называемую плотнейшую упаковку. В плотнейшей упаковке атомы (шары) занимают 74 % объема. Объем одного атома V= , один моль атомов (N_А) имеет объем V_моль = см ³. Этот объем составляет 74 % молярного объема V_моль. Отсюда = 0,74V_моль = 0,74× , где А_Mg – молярная масса магния.

А_Mg = 24,3 г ∙ моль^-1. r =

Ответ: r_Mg = 0,16 нм.

Пример 5. Из какого числа атомов состоят 1г и 1 см³ магния?

Решение. 6,02×10²³ атомов магния имеют массу 24,3 г

Х >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 1г

Х =

Плотность магния ρ = 1,74 г × см ^–3, следовательно, 1 см ³ имеет массу 1,74 г.

6,02×10 ²³ атомов магния имеют массу 24,3 г

Y >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 1,74 г

Y =

Ответ: n₁ = 2,48 × 10 ²² ат; n₂ = 4,31 × 10 ²² ат.

Вариант 1

1. Напишите электронные формулы атомов с зарядом ядра 8 и 19. Составьте графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей этих атомов.

2. Почему у элементов седьмой группы марганца преобладают металлические свойства, а у хлора – неметаллические? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома этих элементов. Напишите формулы высших оксидов элементов и соответствующих им гидроксидов.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов циркония и гафния.

Вариант 2

1. Какие орбитали атома заполняются электронами раньше 4d или 5s; 6s или 5p? Почему? Составьте электронную формулу атома элемента, порядковый номер которого 21.

2. Почему у элементов пятой группы ванадия преобладают металлические свойства, а у фосфора – неметаллические? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома этих элементов. Напишите формулы высших оксидов элементов и соответствующих им гидроксидов.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов водорода и селена.

Вариант 3

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 8 и 25. Какие электроны этих атомов являются валентными?

2. Какую низшую степень окисления проявляют сера и азот. Почему? Составьте формулы соединений кальция с атомами данных элементов в этой степени окисления и назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома железа. ρ_Fe = 7,8 г·см ^–3.

Вариант 4

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 13 и 22. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Какие степени окисления может проявлять атом марганца? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соответствующих оксидов и гидроксидов.

3. Пылинка алюминия имеет массу 10 ^–8 г. Из какого числа атомов она состоит. ρAl = 2,7 г · см ^–3.

Вариант 5

1. Напишите электронно-графическую формулу атома серы в состоянии, предшествующем образованию ею соединения SF_6.

2. Какие степени окисления может проявлять атом хрома. Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов циркония и гафния.

Вариант 6

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 15 и 25. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Какие степени окисления может проявлять атом селена? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома кальция.

ρ_Сa =1,54 г · см ^–3.

Вариант 7

1. Запишите электронные формулы атомов с зарядом ядра 9 и 20. Составьте графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей этих атомов.

2. Какие степени окисления может проявлять атом титана? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома кобальта. ρ_Со = 8,84 г · см ^–3.

Вариант 8

1. Определите положение атома элемента в периодической системе по его электронной формуле: 2s²2p³; 3s²3p⁵; 4s²3d⁸.

2. Какие степени окисления может проявлять атом железа? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соответствующих оксидов и гидроксидов.

3. Из какого числа атомов состоят 2 г и 1 см ³ никеля.

ρ_Ni = 8,9 г · см ^–3.

Вариант 9

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 11 и 22. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Составьте формулы оксидов и гидроксидов атомов элементов третьего периода, отвечающие их высшей степени окисления. Как изменяются кислотно-основные свойства этих соединений?

3. Рассчитайте среднюю массу атомов цинка и кадмия.

Вариант 10

1. Определите положение атома элемента в периодической системе по его электронной формуле: 2s²2p⁵; 3s²3p²; 4s²3d¹⁰.

2. Какие степени окисления может проявлять атом водорода? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов натрия и цезия.

Вариант 11

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 17 и 25. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Какие степени окисления может проявлять атом серы? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующие этим степеням окисления, назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома серебра.

ρ_Ag=10,5 г ∙ см ^–3.

Вариант 12

1. Структура валентного электронного слоя атома выражается формулой: 2s²2p⁴; 3s²3p⁵; 3d⁵4s¹. Определите порядковый номер и название элемента.

2. Какие степени окисления может проявлять атом углерода? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Сколько атомов кальция содержится в 1 см ³, чему равна плотность

кальция, если мольный объем его V_моль = 25,9 см ³ · моль^–1.

Вариант 13

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 18 и 26. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Какой из элементов ₂₃V или ₃₃As обладает более выраженными металлическими свойствами? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите возможные формулы оксидов и гидридов этих элементов.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома бериллия.

ρ_Be = 1,86 г ∙ см ^–3.

Вариант 14

1. Запишите электронные формулы атомов с зарядом ядра 16 и 22. Составьте графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей этих атомов.

2. Сравните радиусы атомов и восстановительную способность: ₂₀Ca и ₃₈Sr; ₂₀Ca и ₃₀Zn. Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы оксидов и гидроксидов этих металлов.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов серебра и золота.

Вариант 15

1. Электронная структура атома описывается формулой: а) 1s²2s²2p⁶; б) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s². Какой это элемент?

2. Какую низшую и высшую степень окисления проявляют атомы углерода и серы. Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающие этим степеням окисления.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома циркония.

ρ_Zr = 6,52 г · см ^–3.

Вариант 16

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 14 и 24. Какие электроны этих атомов являются валентными?

2. Сравните радиусы атомов и восстановительную способность: ₁₉К и ₂₉Cu; ₁₉К и ₃₇Rb. Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы оксидов и гидроксидов этих металлов.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома олова. ρ_Sn = 7,3 г · см ^–3.

Вариант 17

1. Атому какого из элементов отвечает каждая из приведенных электронных формул: 2s²2p⁴; 3s²3p⁶; 4s²3d¹⁰? Напишите полную электронную формулу.

2. Какие степени окисления может проявлять атом хлора? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Сколько атомов кальция содержится в 1 г и в 2 см³? ρ_Ca = 1,55 г · см ^–3.

Вариант 18

1. Составьте электронные и графические формулы атома ₁₇Cl в нормальном и возбужденных состояниях.

2. Почему у элементов шестой группы хрома преобладают металлические свойства, а у селена – неметаллические? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома этих элементов. Напишите формулы высших оксидов элементов и соответствующих им гидроксидов.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома висмута. ρ_Bi = 9,84 г · см ^–3.

Вариант 19

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 20 и 30. Какие электроны этих атомов являются валентными?

2. Какие степени окисления может проявлять атом ₃₃As? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующие этим степеням окисления, назовите их.

3. Вычислите среднюю массу и размер атома титана. ρ_Ti =4,49 г · см ^–3.

Вариант 20

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 11 и 16. Какие электроны этих атомов являются валентными? Составьте формулы соединений, в которых они проявляют высшую и низшую степени окисления.

2. Какую высшую и низшую степени окисления проявляют водород, фтор и кислород? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающие этим степеням окисления.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов олова и свинца.

Вариант 21

1. Атому какого из элементов отвечает каждая из приведенных электронных формул: 2s²2p²; 3s²3p⁶; 4s²3d⁵? Напишите полную электронную формулу.

2. Какую высшую степень окисления проявляют ₂₂Ti и ₂₅Mn? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Составьте формулы оксидов и гидроксидов данных элементов, отвечающих этой степени окисления.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома хрома. ρ_Cr =7,2 г · см ^–3.

Вариант 22

1. Напишите электронные формулы атомов с зарядом ядра 19 и 21. Составьте графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей этих атомов.

2. Какие степени окисления может проявлять атом ₃₄Se? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующие этим степеням окисления, назовите их.

3. Сколько атомов содержится в 1 г титана? Каков радиус атома титана? Мольный объем титана V_моль = 10,72 см ³ · моль^–1.

Вариант 23

1. Назовите атомы элементов, имеющие по одному электрону на орбиталях 3p, 3d. Напишите их электронные формулы.

2. Составьте электронные и графические формулы атома ₁₆S в нормальном и возбужденных состояниях. Как объясняет спиновая теория наличие у серы четной переменной валентности. Составьте формулы соединений серы, отвечающие этим валентностям.

3. Рассчитайте массу атома и плотность титана ⁴⁸₂₂Ti, если мольный объем его V_моль = 10,72 см ³ · моль^–1.

Вариант 24

1. Назовите элементы четвертого периода, атомы которых содержат максимальное число непарных электронов на d-орбиталях, p-орбиталях. Напишите их электронные формулы.

2. Составьте электронные и электронно-графические формулы атома ₁₅P в нормальном и возбужденных состояниях. Составьте формулы соединений, в которых фосфор проявляет характерные для него степени окисления. Назовите соединения.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома свинца.

ρ_Pb = 6,62 г ·см ^–3.

Вариант 25

1. Напишите электронно-графическую формулу атома серы в состоянии, предшествующем образования ею соединения SF_6.

2. Почему у элементов седьмой группы марганца преобладают металлические свойства, а у хлора – неметаллические? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома этих элементов. Напишите формулы высших оксидов элементов и соответствующих им гидроксидов.

3. Сколько атомов бериллия содержится в 1 см ³ и чему равна плотность бериллия, если мольный объем его V_моль = 5 см ³ · моль^–1.

4. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ

Пример 1. Дипольный момент молекулы HCN равен 0,97×10^-29 Кл×м. Определите дли­ну диполя молекулы HCN.

Решение. Полярность связи характеризуется величиной дипольного момента m. Дипольный момент равен m=е^-× l, где е^-– заряд электрона (1,602×10^-19 Кл); l — длина диполя, м. Длина диполя l равна

Пример 2. Какой вид гибри­дизации электронных облаков имеет место в атоме кремния при образовании молекулы SiF₄? Какова пространственная струк­тура этой молекулы?

Решение. В возбужденном состоянии структура внешнего энергетического уровня атома кремния следующая:

3s	3pх	3pу	3pz

3s 3p

В образовании химических связей в атоме кремния участ­вуют электроны третьего энергетического уровня: один элект­рон в s-состоянии и три электрона в р-состоянии. При образо­вании молекулы SiF₄ возникают четыре гибридных электронных облака (sp³-гибридизация). Молекула SiF₄ имеет пространст­венную тетраэдрическую конфигурацию.

Пример 3. Опишите с помощью метода молекулярных орбиталей молекулу Н₂0.

Решение. В методе молекулярных орбиталей молекула рассматривается как единая система, содержащая ядра и эле­ктроны. При образовании молекулы возникают молекулярные орбитали двух видов –связывающие и разрыхляющие. Если при образовании молекулы из атомов переход электрона на молекулярную орбиталь будет сопровождаться уменьшением энергии, то такая молекулярная орбиталь является связываю­щей. В случае, если переход электрона на молекулярную орби­таль сопровождается увеличением энергии, то такая молеку­лярная орбиталь будет разрыхляющей.

Электроны в молекулах располагаются на s -, p - и d-молекулярных орбиталях. s - орбиталь может быть скомбинирована из s-атомных орбиталей, причем образуются молекулярные ор­битали двух типов: связывающие (s^св) и разрыхляющие (s^разр):

s^св_1s и s^разр_1s (или s^св_2s и s^разр_2s),

s-молекулярные орбитали могут быть образованы и перекры­ванием 2p_х-атомных орбиталей. При перекрывании 2p_у – и 2p_z - атомных орбиталей образуются p_у - и p_z^_ молекулярные орбитали. Порядок размещения электронов по молекулярным орбиталям тот же, что и в случае атомных орбиталей: прежде всего заполняются орбитали с низкой энергией. Заполнение моле­кулярных орбиталей подчиняется принципу Паули (на каждой орбитали может быть не более двух электронов с противопо­ложными спинами) и правилу Гунда.

В молекуле воды 8 валентных электронов, 6 от атома кислорода (2s²2p⁴) и 2 от двух атомов водорода (1s).

Молекулярные орбитали воды образуются за счет перекры­вания 2s- и 2p-орбиталей атома кислорода и 1s-орбиталей двух атомов водорода. Всего образуется 6 валентных молекулярных орбиталей (число молекулярных орбиталей во внешнем слое молекулы равно сумме валентных атомных орбиталей состав­ляющих ее атомов).

При перекрывании 2р_х^_ орбитали атома кислорода и ls-ор­биталей двух атомов водорода возникают две молекулярные ор­битали: s_х^св и s_х^разр. Перекрывание 2s- и 2p_z-орбиталей атома кислорода с ls-орбиталями двух атомов водорода приводит к образованию еще трех молекулярных орбиталей: s_s^св и s_z^разр и почти несвязывающей s_z. 2р_у^_ орбиталь атома кислорода не пе­рекрывается с ls-орбиталями атомов водорода и поэтому яв­ляется несвязывающей p_у - орбиталью.

Восемь валентных электронов в молекуле воды на молеку­лярных орбиталях располагаются следующим образом: Н₂О [(s_s^св)²(s_х^св)²(s_z)²(p_у)²].

Энергетические уровни орбиталей молекулы Н₂О изобража­ют диаграммой

Пример 4. Определите тип гибридизации орбиталей центрального атома в частице Н₃О⁺.Назовите и изобразите геометрическую форму этой частицы.

Решение.

(донор)

(акцептор)

3s-связи

sp³-гибридиза-

ция, незавер-

шенный тетраэдр

Образование p-связей между атомами А и В не влияет на геометрию молекул и в схеме не указывается, но должно быть учтено в пространственных изображениях частиц. Когда число s, p-связанных концевых атомов В (чаще других элементов-атомов кислорода) больше одного, то p-связь изображается пунктиром. При наличии p-связывания симметричность направленности химических связей не уменьшается.

Пример 5. Определите тип гибридизации орбиталей центрального атома в частице NO₂.Назовите и изобразите геометрическую форму этой частицы.

Дата добавления: 2015-07-16