Приклади виконання завдань і розв’язання задач
Приклад 1. Класифікуйте наступні оксиди: BaO; SnO; CdO; CaO; Na2O; FeO; P2O5; MnO2; Al2O3; CrO3; NO; SO3. Які з них реаґують із водою?
Відповідь. Оксиди BaO; CdO; CaO; Na2O та FeO є основними, SnO; MnO2; Al2O3 – амфотерні, P2O5; CrO3 та SO3 – кислотні, NO – несолетвірний.
З водою реаґуть усі кислотні оксиди, а з основних лише оксиди лужних і лужноземельних металів, тобто BaO; CaO та Na2O.
Приклад 2. Скласти рівняння реакцій, за допомогою яких можна здійснити перетворення: Сa → Сa(ОН)2 → СaCO3 → СаCl2 → СaSO4.
Відповідь. Сa + 2Н2О → Сa(ОН)2 + Н2↑; Сa(ОН)2 + СО2 → СaCO3 + 2Н2О;
СaCO3 + 2НCl → СаCl2 + СO2 + 2Н2О; СаCl2 + Na2SO4 → СaSO4↓ + 2NaCl.
Приклад 3. Скільки грамів срібла може бути витіснено міддю з розчину, що містить 34 г арґентум нітрату?
Розв’язання. Напишемо рівняння реакції:
2AgNO3 + Cu → Cu(NO3)2 + 2Ag.
Визначимо молярну масу арґентум нітрату: М(AgNO3) = 108 + 14 + 3 × ×16 = 170 г/моль. Складаємо пропорцію: 170 г солі – 108 г Ag
34 г солі – Х г Ag
Х = (108 · 34) : 170 = 21,6 г
Приклад 4. З якими з речовин – CO2; NO2; К2О; Са(ОН)2 – буде реаґувати фосфор (V) оксид? Напишіть рівняння реакцій.
Відповідь. Кислотний оксид Р2О5 у даному випадку буде реаґувати з основним оксидом К2О і основою Са(ОН)2. Оскільки існують солі різних фосфатних кислот, виберемо по одному варіантові одержання розчинних солей:
2К2О + Р2О5 → К4Р2О7; Са(ОН)2 + Р2О5 → Са(РО3)2 + Н2О.
Глава 3. БУДОВА АТОМА ТА ПЕРІОДИЧНА СИСТЕМА ЕЛЕМЕНТІВ
3.1. КВАНТОВА ТЕОРІЯ СВІТЛА
У
1900 році німецький фізик М. Планк, вивчаючи
природу випромінювання нагрітих тіл,
висловив припущення, що енергія
випромінюється та поглинається не
безперервно, а дискретно, певними
порціями – квантами, енергія яких
пропорційна частоті коливань. Тобто
перехід від одного енергетичного стану
атома чи молекули до найближчого іншого
супроводжується випромінюванням або
поглинанням енергії у вигляді певних
порцій – квантів енергії. Величину
кванта енергії можна обчислити із
співвідношення, яке називається рівнянням
Планка:
де Е – кількість енергії з частотою коливань , а h – універсальна стала Планка, що дорівнює 6,626 10-34 Дж с.
Постулат Планка було обґрунтовано Альбертом Айнштайном (Ейнштейном) у 1905 році. Аналізуючи явище фотоелектричного ефекту, тобто здатність певних елементів приводити до руху електрони під дією світла, він дійшов до висновку, що електромагнітна (промениста) енергія існує лише у формі квантів, і випромінювання є потоком неподільних матеріальних “частинок” – фотонів, енергія яких визначається за рівнянням Планка.
3.2. Корпускулярно-хвильова природа електрона
У 20-х роках ХХ століття завдяки роботам де Бройля, Е. Шрьодінґера, В. Гейзенберґа було розроблено основи хвильової теорії мікрочастинок та поєднано їх із теорією про корпускулярно-хвильову природу світлового випромінювання.
З рівнянь Планка Е = h та Айнштайна Е = mc2 випливає, що h = mc2. Враховуючи, що = c/ та швидкість руху фотона v = швидкості світла c, дістанемо основне рівняння хвильової механіки – рівняння де Бройля:
.
З цього рівняння випливає, що частинці з масою m, яка рухається зі швидкістю v, відповідає хвиля з довжиною . Рівняння можна використовувати для характеристики руху не лише фотона, а й інших матеріальних мікрочастинок: електрона, нейтрона, протона та інших. Отже те, що електрони мають подвійну корпускулярно-хвильову природу й відіграють вирішальну роль у хімічних взаємодіях зумовило появу такої дисципліни як квантова хімія.