Тема 3. Строение атома. Периодический закон и периодическая система элементов д.И. Менделеева Задания для самостоятельного выполнения

61. Объясните принципы и правила, определяющие последовательность заполнения атомных орбиталей электронами. Напишите электронную формулу элемента с порядковым номером 23.

62. Что характеризуют квантовые числа? Каково соотношение между ними? Комбинация каких атомных орбиталей и в каком количестве возможна для главного квантового числа, равного 4?

63. Что понимают под возбужденным состоянием атома? Напишите электронные формулы атома фосфора, находящегося в нормальном и возбужденном состояниях. Представьте графические электронные формулы для этих двух состояний.

64. Как зависит энергия электрона от орбитального квантового числа в многоэлектронном атоме при постоянном значении главного квантового числа? Какой из подуровней(3d или 4s) будет заполняться электронами раньше?

65. Определите последовательность заполнения электронных подуровней, если l + n = 5. Что понимают под атомной орбиталью?

66. Напишите электронные формулы атомов элементов с зарядом ядра 10, 15, 35. Какой смысл вкладывают в понятие электронных облаков? Как изобразить их графически?

67. Приведите электронную и электронно-графическую формулы атома железа. Объясните порядок заполнения орбиталей, основываясь на правиле Клечковского.

68. Какую информацию дает электронная формула элемента? Запишите электронную формулу и представьте графическую формулу валентных орбиталей атома хрома. Определите основные химические свойства хрома.

69. Какие элементы называются электронными аналогами? Перечислите электронные аналоги в шестой группе периодической системы элементов. Какой общей электронной формулой можно описать конфигурацию внешнего электронного слоя халькогенов?

70. Объясните исходя из электронного строения атомов, каков физический смысл номера периода и номера группы. Напишите электронные формулы атомов следующих элементов: а) калия, б) ванадия, в) мышьяка.

71. Что понимают под атомным радиусом? Как изменяются атомные радиусы элементов в периодах и группах? Можно ли определять атомные радиусы хлора, азота, серы по межъядерным расстояниям в молекулах Cl₂, HСl, N₂, N₂H₄, S₈?

72. Что такое эффект экранирования и эффективный заряд ядра? У какого элемента заряд и эффективный заряд ядра равны?

73. Дайте определение энергии ионизации атома. В каких единицах она измеряется? Как можно объяснить тот факт, что энергия ионизации у бериллия больше, чем у бора?

74. Как изменяется энергия ионизации в периоде и группе? Энергия ионизации Е(Cs) = 375 кДж/моль; E(Au) = 888 кДж/моль; их атомы содержат по одному электрону на внешнем энергетическом уровне. Чем объясняется значительное различие в энергиях ионизации?

75. Что характеризует относительная электроотрицательность элемента? Исходя из величин электроотрицательности, укажите, как в ряду F, Cl, Br, I изменяется способность атомов принимать электроны.

Тема 4. Химическая связь и строение молекул

76. Какую химическую связь называют ионной? Как она образуется и какими свойствами обладает? На основе разности относительных электроотрицательностей атомов элементов укажите, как изменяется степень ионности в соединениях HF, HCl, HBr, HI.

77. Какой тип связи осуществляется в кристаллах металлов? Каковы особенности этого типа связи?

78. В каком из соединений, образованных фтором и элементами второго периода, связь будет больше всего приближаться к ковалентной?

79. Как методы валентных связей и молекулярных орбиталей объясняют строение молекулы азота?

80. Молекула СО₂ имеет нулевое значение дипольного момента. Докажите это, рассмотрев строение молекулы. Чем объяснить, что в молекуле СОCl₂ величина дипольного момента отлична от нуля?

81. Сравните способы образования ковалентных связей в молекуле NH₃ и в ионе NH⁺₄.

82. Молекула BF₃ имеет плоскостную структуру, а NF₃ – объемную. В чем причина различия в строении молекул?

83. Почему молекула CF₄ имеет тетраэдрическую, COF₂ – треугольную, a CO₂ – линейную форму? Каково гибридное состояние валентных орбиталей атома углерода в данных молекулах?

84. Перечислите основные положения метода молекулярных орбиталей (МО). Напишите электронную формулу молекулы азота и определите в ней порядок связи.

85. Что такое связывающие и разрыхляющие молекулярные орбитали? Каковы энергии электронов на них по сравнению с энергиями на исходных атомных орбиталях? Какая из частиц более устойчива, He или He⁺₂? Объясните причину устойчивости с точки зрения метода молекулярных орбиталей.

86. Что такое диамагнетизм и парамагнетизм? Какие молекулы обладают диамагнитными свойствами, а какие парамагнитными? Объясните парамагнитные свойства молекулы кислорода с позиций метода МО. Возможно ли это сделать с помощью метода ВС?

87. Какая из частиц в ряду наиболее устойчива, двухатомная молекула бериллия, Ве⁺₂ или Ве^-₂? Каков порядок связи в этих частицах?

88. Почему отрыв одного электрона от молекулы СО приводит к ослаблению связи, а от молекулы NO – к ее усилению?

89. Составьте энергетические диаграммы молекулярных орбиталей молекул азота и оксида углерода (II). Что общего у этих молекул?

90. Составьте энергетическую диаграмму молекулы HF. Почему возможно образование молекулярной орбитали за счет атомных орбиталей с разным значением главного квантового числа?