8О 1s22s22p4
1H 1s1
Атом кислорода образует с атомами водорода две -связи по обменному механизму. В гибридизации участвуют две р-орбитали, идущие на образование связи с атомами водорода, а также одна s- и одна р-орбиталь, занятые неподеленными парами электронов. Тип гибридизации – sp3.В молекуле воды валентный угол еще больше отклоняется от тетраэдрического (109о28/). Это также следствие асимметрии в отталкивании sp3-гибридных орбиталей, занятых неподеленными парами и связывающими электронами. Структура молекулы воды – угловая.
Рассмотрев строение молекул метана, аммиака и воды, можно сделать вывод, что с увеличением числа неподеленных пар, орбитали которых участвуют в гибридизации, величина валентного угла уменьшается.
Краткая информация к приложению 3
|
Строение молекулы |
примеры |
Тип гибридизации центрального атома |
Валентный угол |
|
тетраэдрическое |
CH4 |
sр3 |
109о28’ |
|
пирамидальное |
NH3 |
sр3 |
107о3 |
|
угловое |
H2O H2S |
sр3 |
104о5 |
|
тригональное |
BF3 BCl3 |
sр2 |
120о |
|
линейное |
BeF2 BeН2 СО2 |
sр |
180о |
Примеры тестовых заданий к приложению 3
1. Выберите тип гибридизации орбиталей атомов углерода в бутане:
а ). только sр2 б). только sр3
в). присутствуют sр2 и s р 3 г). иной тип гибридизации
д). нет верного ответа
2. Выберите тип гибридизации орбиталей атомов углерода в пропене:
а). только sр2 б). только sр3
в). sр2 и sр3 г). иной тип гибридизации
д). нет верного ответа
3. Выберите тип гибридизации орбиталей атомов углерода в бензоле:
а). только sр2 б). только sр3
в). sр2 и sр 3 г). иной тип гибридизации
д). нет верного ответа
4. Тригональному строению атома углерода соответствует следующий тип гибридизации орбиталей и валентные углы связей:
а). sр2, 120 б). sр3, 109 в). sр2, 180
г). sр3, 120 д). sр2, 109
5. Валентный угол, образованный связями атома углерода, равен 1090, он соответствует гибридизации атомных орбиталей и их пространственному расположению:
а). sр3, тетрагональное б). sр2, тригональное
в). sр2, дигональное г). sр3, тригональное
д). sр2, тетрагональное
6. Формула вещества с тетраэдрическим строением молекулы имеет вид…
а) H2O б) NH3 в) BF3 г) CH4
7. Линейное строение имеет молекула, формула которой…
а) H2О б) H2S в) BeF2 г) SO2
8. Молекула BF3 имеет ____ пространственную конфигурацию
а) линейную б) угловую в) тетраэдрическую г) треугольную
9. 7. Линейное строение имеет молекула, формула которой…
а) H2О б) H2S в) BF3 4. СO2
Ответы к тестовым заданиям к приложениям: 1б;2в;3а;4а;5а; 6г; 7в; 8г; 9.4
Приложение 4. Гидролиз солей
Гидролиз соли – обменная реакция ионов соли с молекулами воды, в результате которой образуется слабый электролит. В результате гидролиза изменяется соотношение концентраций ионов Н+ и ОН- (известно, что в чистой воде их концентрации равны), следовательно значение рН отклоняется от7. Т.е. при растворении соли в воде за счет связывания ионов Н+ или ОН- молекул воды в слабый электролит происходит увеличение или уменьшение концентрации Н+ и ОН- , приводящее к изменению характера среды раствора, что легко определить при помощи индикаторов.
|
индикатор |
Среда раствора | ||
|
Кислая рН<7 |
Нейтральная рН=7 |
Щелочная рН>7 | |
|
лакмус |
красный |
фиолетовый |
синий |
|
фенолфталеин |
бесцветный |
бесцветный |
малиновый |
|
Метиловый оранжевый |
красный |
оранжевый |
желтый |
Характер протекания гидролиза зависит от природы соли. Соли получаются по реакциям обмена кислоты с основанием. Нужно знать какой кислотой (сильной, слабой) и каким основанием (сильным, слабым) образована данная соль (см. таблицу в главе…).
Правило: гидролиз идет по тому, что слабое; заряд у ионов среды такой же, как и у ионов, подвергающихся гидролизу. Если гидролизуется катион у него заряд «+» в растворе соли будет избыток ионов Н+ - кислая среда. Если гидролизуется анион у него заряд «-» в растворе соли будет избыток ионов ОН- - щелочная среда.
В зависимости от природы соли различают следующие типы гидролиза.
|
Тип гидролиза |
По аниону |
По катиону |
По катиону и по аниону |
Не гидролизуется |
|
Природа соли |
Соль образована сильным основанием и слабой кислотой |
Соль образована слабым основанием и сильной кислотой |
Соль образована слабым основанием и слабой кислотой |
Соль образована сильным основанием и сильной кислотой |
|
Среда раствора |
щелочная |
кислая |
Близка к нейтральной |
нейтральная |
|
Примеры солей |
СН3СООNa, Na2SO3, K2CO3,Na2S, NaNO2 |
FeCl3,AlBr3,NH4NO3 |
СН3СООNH4, Al2S3, Cr2S3 |
K2SO4,NaCl,NaNO3 |
Примеры тестовых заданий к приложению 4
1.Лакмус окрашен в красный цвет, фенолфталеин бесцветен в растворе…
1.AlBr3 2.CaBr2 3.KNO3 4.Na2SO3
2.Лакмус окрашен в синий цвет, фенолфталеин - малиновый в растворе…
1.AlBr3 2.CaBr2 3.KNO3 4.Na2SO3
3.Среда нейтральна в растворе
1) сульфата аммония 2) хлорида бария 3) сульфида натрия 4) ацетата рубидия
4. Фенолфталеин останется бесцветным в растворе
1) карбоната натрия 2) гидросульфида калия 3) фосфата калия 4) сульфата цинка
5. Кислую среду имеет водный раствор
1) карбоната калия 2) нитрата калия 3) иодида калия 4) нитрата алюминия
6.Формула соли, не подвергающейся гидролизу
1. K2SO4 2. K2CO3 3. Al2S3 4. FeCl3
7. Лакмус не изменяет окраску в растворе соли
1. CH3COONa 2. AlBr3 3.CH3COONH4 4. Na2SO3
8. Гидролизу по катиону подвергается соль
1. Na3PO4 2. K2SO4 3. NаNO3 4. FeCl3
9. При помощи метилоранжа можно различить растворы солей
1. Na2SO4 и NaCl 2. NaCl и Na2SO3 3. NaCl и CaBr2 4. FeCl2 и AlBr3
10. При помощи фенолфталеина невозможно различить растворы солей
1. Na2SO4 и Na2SO3 2. CaBr2 и K2S 3. Na2SO3 и Na2СO3 4.AlBr3 и Na2СO3
11.В растворе карбоната натрия лакмус окрашивается в______ цвет
1.красный 2.фиолетовый 3.малиновый 4.синий
12. Формула соли, водный раствор которой проявляет щелочную реакцию
1.Na2CO3 2.KCl 3.CuSO4 4.Fe(NO3)2
13. При помощи лакмуса невозможно различить растворы солей
1. CaBr2 и Na2SO3 2. Na2SO4 и ZnCl2 3. Na2S и Na2SO3 4. AlCl3 и NaNO3
14.Щелочную среду имеет раствор
1. NaCl 2. NaNO3 3.СН3СООNa 4. AlCl3
15.Метилоранж окрашен в красный цвет, фенолфталеин – бесцветен в растворе
1.ZnBr2 2.CaBr2 3.KNO3 4.Na2CO3
16. Гидролизу по аниону подвергается соль, формула которой
1. CuSO4 2. КNO3 3.AgCl 4.Na2SiO3
Ответы к тестовым заданиям к приложению 4: 1.1;2.4;3.2;4.4;5.4;6.1;7.3;8.4; 9.2;10.3; 11.4; 12.1;13.3; 14.3;15.1;16.4
Приложение 5. Основные классы неорганических соединений
|
Класс (группа) веществ |
Общая характеристика |
примеры |
Химические свойства |
Способы получения | |||
|
Оксиды | |||||||
|
Несолеобразующие оксиды | |||||||
|
|
Не взаимодействуют с водой с образованием гидроксидов и не образуют солей |
СО, NO, N2O, SiO |
1.Не взаимодействуют с кислотами и основаниями 2.Взаимодействие с кислородом 2СО + О2→2СО2 |
1.Взаимодействие неметаллов с кислородом N2 + О2→2NO | |||
|
Солеобразующие оксиды | |||||||
|
Основные |
Образуются металлами в ст. ок. +1,+2. Им соответствуют основания |
Na2O, K2O, CuO, MgO, CuO, FeO, CrO,CaO и др. |
1.Оксиды щелочных и щелочно-земельных металлов реагируют с водой с образованием щелочей СаО + Н2О→Са(ОН)2 Негашеная гашеная известь известь 2.Взаимодействие с кислотами с образованием солей ВаО + 2НСl→ВaCl2+ Н2О 3.Взаимодействие с кислотными оксидами MgO + SO3→MgSO4
|
1.Взаимодействие металлов с кислородом 2Са+ О2→2СаО 2.Взаимодействие пероксидов и надпероксидов со щелочными металлами Na2O2+ 2Na→2Na2O | |||
|
Кислотные |
Образуются неметаллами и металлами в высокой степени окисления +5 и выше |
N2O5, P2O5, CO2, SO3, SO2, SO3,CO2, SiO2, Mn2O7, CrO3, WO3 и др. |
1. Взаимодействие с водой (кроме SiO2) с образованием кислот Р2О5 + 3Н2О→2Н3РО4 2.Взаимодейстие с основаниями с ообразованием солей SO3 + 2КОН→К2SO4+ Н2О 3. Взаимодействие с основными оксидами с образованием солей (см.выше) |
1.Взаимодействие с кислородом неметаллов 4Р + 5О2 →2Р2О5 2.Взаимодействие с кислородом (горение) сложных веществ СН4 + 2О2→СО2 + 2Н2О Природный газ 3.К2Сr2О7 + Н2SО4 →К2SО4 + 2СrО3 + Н2О | |||
|
Амфотерные |
Проявляют свойства и кислотных и основных оксидов (взаимодействуют и с кислотами и со щелочами). Образуются некоторыми металлами в ст.ок. +2 и большинством металлов в ст. ок. +3,+4 |
ZnO, BeO,PbO,SnO, Fe2O3, Cr2O3, Al2O3, PbO2, MnO2 и др. |
1.Взаимодействие с кислотами ZnО + 2НСl→ZnCl2+ Н2О 2.Взаимодействие с основаниями Al2O3 + 2КОН→2КАlO2 + Н2О 3. Взаимодействие с кислотными и основными оксидами Al2O3 + К2О→2КАlO2 ZnO + SO2→ZnSO3 4.Взаимодействие с карбонатами активных металлов при t ZnО + К2СО3→К2ZnО2+ СО2
|
1.Взаимодействие с кислородом (горение) 2Zn+ О2→2ZnО 2.Алюминотермия Cr2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Cr | |||
|
Кислоты | |||||||
|
Бескисло-род-ные |
Это водные растворы летучих водородных соединений некоторых неметаллов |
HF, HCl, HBr, HI, H2S и др. |
1.Взаимодействие с основаниями HCl + NaOH→NaCl + H2O 2.Взаимодействие с металлами стоящими в ряду напряжений левее водорода с выделением водорода (кроме концентрированной серной и азотной кислоты всех концентраций) Zn + 2HCl→ZnCl2 + H2 3. Взаимодействие с солями, если образуется осадок, или более сильная кислота вытесняет более слабую или более летучую из ее соли Н2SO4 + ВаСl2 →2НСl+ ВаSO4 ↓ К2SO3 + 2НCl→2KCl↓+SO2 + H2O 4Взаимодействие с основными и амфотерными оксидами (см. выше). 5. Взаимодействие с амфотерными гидроксидами (см. ниже)
|
1.Взаимодействием простых веществ Н2 + Сl2 →2HCl | |||
|
Кислород-содержащие |
это гидроксиды неметаллов, или металлов в высокой степени окисления. |
H2SO4, H2SO3, H3РO4, H2СO3, HMnO4, HClO4 и др. |
1.Взаимодействием кислотных оксидов с водой Р2О5 + 3Н2О→2Н3РО4 2.Взаимодействием растворов солей и кислот Na2SiO3 + Н2SO4→H2SiO3 + Na2SO4 3.Гидролизом некоторых соединений PI3 + 3H2O→H3PO3 + 3HI | ||||
|
Основания | |||||||
|
Растворимые в воде |
это гидроксиды щелочных и щелочноземельных металлов (щелочи) и гидроксид аммония NH4OH. |
LiOH, KOH, NaOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)2, Sr(OH)2, Ba(OH)2 |
1.Взаимодействие с кислотами 2. Взаимодействие с амфотерными оксидами и гидроксидами 3.Взаимодействие растворов щелочей с растворами солей с образованием н/р оснований 4.Взаимодействие с кислотными оксидами уравнения реакций см. в соответствующих разделах 5.Взаимодействие щелочей с солями аммония NH4Cl +NаОH →NH3 + NаCl + Н2О 6.Взаимодействие растворов щелочей с металлами, соединения которых амфотерны (цинк, алюминий, олово) c выделением водорода Zn+ 2NaOH +2H2O→Na2[Zn(OH)4] + H2 |
1.Взаимодействием щелочных или щелочноземельных металлов с водой с образованием щелочей 2Na + 2H2O →2NaOH + H2 2. Взаимодействием оксидов щелочных и щелочно-земельных металлов с водой с образованием щелочей СаО + Н2О→Са(ОН)2 Негашеная гашеная известь известь | |||
|
нерастворимые |
это н/р гидроксиды металлов в степени окисления +2 |
Cu(OH)2, Mg(OH)2 Fe(OH)2, Cr(OH)2, и др. |
1.Взаимодействием растворов соответствующих солей с растворами щелочей СuSО4+2NaОН→ Cu(ОН)2 +Na2SО4 | ||||
|
Амфотерные гидроксиды | |||||||
|
|
это гидроксиды металлов в степени окисления +3, а также гидроксиды цинка, бериллия, свинца (II) и олова (II). |
Zn(OH)2 Ве(OH)2, Sn(OH)2, Pb(OH)2, Al(OH)3, Fe(OH)3, Cr(OH)3 |
1. Взаимодействие с кислотамиFe + Al(OH)3 + 3H2SO4 →Al2(SO4)3 + 3H2O 2.Взаимодействие с растворами щелочей с образованием комплексных соединений Zn(OH)2 +2КОН→ К2[Zn(ОН)4] 3Взаимодействие со щелочами в расплаве. Al(OH)3+ КОН→КАlO2 + 2Н2О
|
1. Взаимодействием растворов соответствующих солей с растворами щелочей ZnSО4+2NaОН→ Zn(ОН)2 +Na2SО4 | |||
|
соли | |||||||
|
средние |
Продукт полного замещения водорода кислоты на металл, или групп ОН в основании на кислотный остаток |
Na2SO4, К2SO3, NH4NO3, NaAlO2, FeI3, CuBr2, Na3PO4, NH4Cl, K2SiO3, KMnO4 и др |
1.Взаимодействие с металлами по принципу более активный металл вытесняет менее активный из его соли Fe + CuSO4 →FeSO4 + Cu 2.Взимодействие с солями AgNO3 + NaCl→AgCl↓+NaNO3 3.Взаимодействие с растворами щелочей с образованием нерастворимых оснований СuSО4+2КОН→ Сu(ОН)2 +К2SО4 4.Взаимодействие с кислотами, если образуется осадок, или более сильная кислота вытесняет более слабую или более летучую из ее соли К2СO3 + 2НСl →2КСl+СО2 + Н2О AgNO3 + НCl→AgCl↓+НNO3
|
1.При взаимодействии кислот и оснований в эквивалентных количествах а) 2 моль гидроксида натрия и 1 моль серной кислоты 2NaOH + H2SO4→ Na2SO4+2H2O б) 3 моль гидроксида натрия и 1 моль фосфорной кислоты 3NaOH + H3РO4→ Na3РO4+2H2O в) 1моль Са(ОН)2 и 2 моль НСl Са(ОН)2+ 2НСl →СaCl2+ 2Н2О 2. При взаимодействии кислотного оксида с основным в эквивалентных колическтвах а) 1 моль Са(ОН)2 и 1 моль СО2 Са(ОН)2 + СО2→СаСО3 3.Соли аммония получают при взаимодействии кислот с аммиаком. Эта реакция относится к ислотно-основному взаимодействию NH3 + HCl →NH4Cl | |||
|
кислые |
Продукт неполного замещения водорода кислоты на металл. Известны только для многоосновных кислот |
NaНSO4, КНSO3, NaН2PO4, KНSiO3, Na2НPO4 и др |
1. Взаимодействие с основаниями NaНSO4 + NaОН→ Na2SO4 + Н2О 2.Взаимодесвие с кислотами КНСO3 + НСl →КСl+СО2 + Н2О 3.Разложение при нагревании(кипячении) гидрокарбонатов 2КНСO3 →К2СО3+СО2 + Н2О |
1.При взаимодействии избытка кислоты с основанием а) 1 моль гидроксида натрия и 1 моль серной кислоты NaOH + H2SO4→ NaНSO4+H2O б) 1моль Сu(ОН)2 и 2 моль Н2SО4 Сu(ОН)2 +2Н2SО4→ Сu(НSО4)2 +2 Н2О 2. При взаимодействии избытка кислотного оксида с основанием Са(ОН)2 + 2СО2→Са(НСО3)2 КОН + СО2→КНСО3 | |||
|
основные |
Продукт неполного замещения групп ОН в основании на кислотный остаток. Известны только для многокислотных оснований |
СаОНСl, Fe(OH)2Br |
1.Взаимодействие с кислотами МgОНСl + НСl → МgСl2 + Н2О |
1.При взаимодействии избытка основания с кислотой а)2 моль Мg(ОН)2 и 1 моль НСl Мg(ОН)2 + НСl →МgОНСl + Н2О б) 2моль Ва(ОН)2 и 1моль Н2SО4 Ва(ОН)2 +2Н2SО4→ (ВаОН)2SО4 +2 Н2О 2. При взаимодействии избытка основного оксида с кислотой МgО + НСl →МgОНСl | |||
|
двойные |
Содержат два катиона |
KCl·MgCl2·6H2O и др |
|
| |||
|
смешанные |
Содержат два аниона |
Са(ОСl)Cl и др. |
|
| |||
|
комплексные |
построены из двух или более типов солей |
K2[HgJ4] и др. |
|
| |||