Химическая связь и строение молекул

201. Длина диполя молекулы НСl равна 0,22 · 10^–8 см. Вычислите электрический момент диполя связи H – Cl.

Ответ: 1,06 D.

202. Длина диполя связи H – О равна 0,31 · 10^–8 см. Вычислите электрический момент диполя данной связи.

Ответ: 4,96 · 10^–28 Кл  м.

203. Электрический момент диполя связи H – С в молекуле НСN равен 2,9 D. Найдите длину диполя данной связи.

Ответ: 6,05 · 10^–11 м.

204. Определите электрический момент диполя связи H – N, если длина диполя каждой связи в молекуле NH₃ равна 0,3 · 10^–8  см.

Ответ: 1,44 D.

205. Вычислите эффективный радиус атома хрома, если плотность данного металла равна 7,16 г/см³.

Ответ: 0,220 нм.

206. Определите длину связи С – Сl в молекуле ССl₄, если l(С – С) = 1,54 · 10^–10 м, а l(Сl – Сl) = 1,99 · 10^–10  м.

Ответ: 1,72 · 10^–10 м.

207. Энергия диссоциации HI равна 298,4 кДж/моль. Можно ли разложить это вещество на атомы при облучении УФ-светом ( = 2  10^–7 м)?

208. Определите эффективный радиус атома алюминия, если плотность данного металла равна 2,70 г/см³.

Ответ: 0,255 нм.

209. Рассмотрите изменение энергии связи «водород – халькоген» при увеличении порядкового номера элемента-халькогена. На основе этого предскажите, будет ли связь в полониде водорода Н₂Ро самой прочной или самой непрочной по сравнению со связями в других халькогенидах. Как изменяется длина связи в этих соединениях?

210. Энергия связи в частице Нравна 256 кДж/моль. Рассчитайте длину волны света, достаточную для разрыва связи в частице.

Ответ: 4,68  10^–7 м.

211. Плотности металлов бария и ванадия соответственно равны 3,5 и 6,11 г/см³. Определите эффективные радиусы атомов металлов в их кристаллических решетках, сделайте вывод о прочности связей и устойчивости к нагреванию данных кристаллов.

Ответ: 0,402 нм и 0,240 нм.

212. Энергия связи в молекуле Н₂ равна 436 кДж/моль. Можно ли разложить данное вещество на атомы при облучении светом с длиной волны 2,5  10^–8 м?

213. Длина связи С – С равна 0,154 нм, а связи S – S равна 0,192 нм. Вычислите длины связей H – S в H₂S и C – H в CH₄, если длина связи Н – Н составляет 0,074 нм.

Ответ: 0,133 нм и 0,114 нм.

214. Эффективные радиусы ионов Zn²⁺ и S^2– соответственно равны 0,831 и 0,182 нм. Определите константу решетки кристаллического сульфида цинка.

Ответ: 1,013 нм.

215. Энергия диссоциации HI равна 298,4 кДж/моль. Какую энергию следует затратить, чтобы разложить на атомы 5 мг данного вещества?

Ответ: 11,7 Дж.

216. Эффективный радиус атома золота в его кристаллической решетке равен 0,257 нм. Вычислите плотность данного металла.

Ответ: 19,28 г/см³.

217. Расположите в порядке возрастания прочности связи молекулы Cl₂, I₂ и Н₂. Ответ объясните.

218. Рассчитайте эффективный радиус иона натрия в кристалле NaF, если константа решетки NaF равна 0,231 нм, а радиус иона F ^– равен 0,133 нм.

Ответ: 0,098 нм.

219. Межъядерные расстояния в молекулах I₂ и Cl₂ соответственно равны 2,7 · 10 ^–10 м и 2,0 · 10 ^–10 м. Рассчитайте длину связи в молекуле IСl.

Ответ: 2,35 · 10 ^–10 м.

220. Как изменяется длина и энергия связи в ряду соединений LiF, BeF₂, BF₃, CF₄, F₂? Ответ объясните, используя данные об ЭО элементов.

221. Энергия связи С – Н равна 445 кДж/моль. Определите энергию образования одной молекулы СН₄. Какую энергию необходимо затратить, чтобы разложить до атомарного состояния 1 мг СН₄?

222. Длины связи в молекулах HF, HCl, HBr и HI соответственно равны (в нм): 0,092; 0,128; 0,142 и 0,162. Укажите характер изменения энергии связи в данном ряду молекул. Какая из кислот наиболее сильная и почему?

223. Ковалентный радиус атома брома равен 0,114 нм, а атома водорода – 0,030 нм. Рассчитайте межъядерные расстояния в молекулах Br₂ и HBr. Сделайте вывод о том, какая из молекул является более прочной.

224. Энергия связи в молекуле Н₂ равна 436 кДж/моль, а в частице Н₂⁺ – 256 кДж/моль. Сравните длину связи, ответ объясните. Определите, сколько молекул Н₂ можно разложить на атомы, затратив 50 кДж энергии?

225. Дипольный момент связи в молекуле Н₂О равен 1,84 D. Найдите длину диполя связи Н – О.

Ответ: 0,38 Å.

226. Сколько неспаренных электронов имеют атомы хлора и серы в нормальном и возбужденном состояниях? Распределите эти электроны по квантовым ячейкам. Чему равна валентность хлора и серы, обусловленная неспаренными электронами?

227. Вычислите разность электроотрицательностей атомов в соединениях HF, HI, РН₃, СО, СS₂, СаСl₂, МgCl₂ и определите тип связи.

228. Используя два способа описания образования ковалентной связи (обменный и донорно-акцепторный), изобразите схемы образования связей в частицах: Н₂, ВF, NH₃, F₂.

229. Опишите образование связей по методу валентных связей в молекулах С₂Н₄, Сl₂, СОСl₂, СS₂. Определите геометрическую форму молекул.

230. Молекула озона имеет дипольный момент 0,5 D. Какую форму молекулы можно предсказать?

231. Рассмотрите строение молекул NH₃ и ВF₃, объясните, почему одна из них имеет форму пирамиды, а другая плоская?

232. Определите тип гибридизации атомов фосфора и бора в ионах РНи ВF. Укажите пространственную структуру этих ионов.

233. Определите тип гибридизации атомных орбиталей (АО) атома бора и геометрическую форму иона BF . Опишите механизм образования каждой связи.

234. Определите молекулу, в которой доля ионной связи максимальна: KCl, GeCl₄, GaCl₃, CaCl₂. Ответ мотивируйте.

235. В каком из хлоридов доля ковалентной связи максимальна: TiCl₄, ZrCl₄? Объясните почему?

236. Определите тип гибридизации атома алюминия в ионе [AlF₆]^3–.

237. Определите форму молекул соединений серы: H₂S, SO₂, SO₃, SF₆.

238. Объясните наличие электрического момента диполя в молекуле воды и его отсутствие в молекуле углекислого газа.

239. В каком из хлоридов доля ковалентной связи максимальна: HfCl₄, KuCl₄? Объясните почему?

240. Используя метод валентных связей, изобразите атомные связи в молекулах: а) РСl₃, б) SiН₄, в) TiCl₄, г) MgBr₂, д) BaI₂. Назовите тип гибридизации АО центрального атома и форму молекулы.

241. Энергия диссоциации и длина связи О – О соответственно равны 210 кДж/моль и 0,15 нм. Энергия диссоциации и длина связи в молекуле кислорода соответственно равны 494 Дж/моль и 0,12 нм. Объясните этот факт с позиции МВС.

242. Определите тип гибридизации орбиталей центрального атома в частице Н₃О⁺. Изобразите геометрическую форму частицы.

243. С учетом одного из важнейших свойств ковалентной связи (насыщаемости) предложите доводы, согласно которым существуют молекулы Н₂ и F₂, но не образуются Н₃, Н₄, Н₅ и F₃, F₄, F₅.

244. Определите тип гибридизации орбиталей центрального атома в частице PН₄⁺. Изобразите геометрическую форму частицы.

245. Приведите примеры молекул, в которых имеется: 1) одна -связь и одна -связь; 2) одна -связь и две -связи.

246. Какова валентность атомов в соединениях N₂O₃, HPO₃, CO₂? Ответ поясните валентно-точечными схемами.

247. Какой тип перекрывания АО наблюдается в молекулах О₂ и СаО?

248. Перекрыванием каких АО образуются связи в молекулах N₂H₄, C₂H₂?

249. Определите тип гибридизации орбиталей центрального атома в частице BeF₂. Изобразите геометрическую форму частицы.

250. Укажите тип химической связи в молекулах Н₂, Cl₂, HCl. Приведите схему перекрывания электронных облаков.

251. В ряду следующих молекул и ионов выберите частицу, у которой наибольшая энергия связи: N₂⁺ – N₂ – N. Ответ объясните с позиции теории метода молекулярных орбиталей (ММО).

252. Определите, как изменяется порядок и энергия связей в ряду молекулярных ионов N₂⁺ → О₂⁺ → F₂⁺?

253. На основе ММО сравните порядок связей и магнитные свойства молекулы В₂ и молекулярного иона В.

254. Определите, какой из ионов является парамагнитным: В, О, С.

255. На основе ММО объясните, как влияет переход N₂ → Nна порядок и энергию связи образующегося молекулярного иона сравнительно с нейтральной молекулой?

256. На основе ММО в рядах следующих молекул выберите частицу, у которой наибольшая энергия связи Ве– Ве₂ – Ве.

257. Объясните с позиции ММО, почему не могут существовать молекулы Ве₂ и Nе₂.

256. По методу МО сопоставьте прочность химической связи в частицах данного набора: Li – Li₂ – Li– Li.

259. В рамках метода МО объясните, почему существуют (или не существуют) следующие частицы: F₂, Ar₂, H.

260. По методу МО составьте энергетическую диаграмму образования связей в молекулах СО, FО, СN. Укажите порядок связи в каждом соединении. Сделайте вывод об относительной прочности этих связей.

261. Составьте энергетические диаграммы образования связей в частицах ВС^2–, СО²⁺ и FО²⁺. Укажите число электронов на связывающих и разрыхляющих МО и определите порядок связи. В какой из указанных частиц связь будет самой прочной, самой длинной? Какие из этих частиц парамагнитные?

262. Как объяснить, что отрыв электрона от молекулы СО приводит к ослаблению связи, а от молекулы NO – к её упрочнению?

263. Какая система является более стабильной: NO, NO⁺ или NO^–. Ответ обоснуйте, используя метод МО.

264. Составьте энергетическую диаграмму АО и МО молекул LiН и НF. Какие орбитали в них являются связывающими, а какие – разрыхляющими? Определите порядок связи в этих молекулах

265. Как изменяются порядок связи и магнитные свойства в ряду молекулярных ионов: FС^2–, FВ^2–, FО^– ? Ответ обоснуйте, используя ММО.

266. Охарактеризуйте магнитные свойства молекул В₂, Не₂, СО, FС. Определите порядок связи в этих молекулах.

267. Нарисуйте энергетическую схему АО и МО для молекулы FN. Определите порядок связи. Возможно ли существование данной молекулы? Какими магнитными свойствами она обладает?

268. Какая из молекул – В₂ или С₂ – характеризуется более высокой энергией диссоциации на атомы? Сопоставьте магнитные свойства этих молекул.

269. Какая система является более стабильной: СN или СN^–. Ответ обоснуйте, используя метод МО.

270. На основе ММО в рядах следующих молекул выберите частицу, у которой наибольшая энергия связи С– С₂ – С.

271. Как изменяются длина связи, энергия диссоциации и магнитные свойства в ряду: О, О, О₂ , О. Ответ мотивируйте.

272. Какая из частиц – NO⁺, NO или NO^– – характеризуется наименьшей длиной связи?

273. Опишите электронное строение молекул СО и СN с позиции методов ВС и МО. Какая из этих молекул характеризуется большей кратностью связи?

274. Составьте энергетическую диаграмму МО для частицы О, определите порядок связи и магнитные свойства этой частицы.

275. Нарисуйте энергетическую схему АО и МО для FN. Определите порядок связи, возможно ли существование данной молекулы? Диамагнитна или парамагнитна данная молекула.

276. Почему атомные радиусы щелочных металлов больше, чем атомные радиусы переходных металлов?

277. Объясните, какое из веществ имеет более высокую температуру кипения: Н₂О; HCl; НF?

278. Температуры кипения ВF₃, BCl₃, BBr₃ и BI₃ соответственно равны 172, 286, 364, 483 К. Объясните причину наблюдаемой закономерности.

279. Какое влияние оказывает водородная связь на свойства аммиака, фтороводорода и воды? Объясните, почему лёд легче жидкой воды.

280. Оксид магния и фторид натрия имеют одинаковые крис­таллические структуры. Кристалл MgO почти в два раза тверже NaF; температуры их плавления 2830 и 992 °С соответственно. Объясните причины столь сильного различия свойств этих веществ.

281. При димеризации NO₂ бурого цвета образуется бесцветный N₂O₄. Объясните исчезновение окраски при образовании димера.

282. Объясните с позиции представлений о поляризации ионов меньшую устойчивость AuCl₃ в сравнении с AuCl и PbCl₄ – в сравнении с PbCl₂.

283. Полярность связи в молекуле НF больше, чем в молекуле НCl. Тем не менее при растворении их в воде НCl – более сильная кислота. Почему?

284. Перекрыванием каких АО образуется химическая связь в молекулах LiF, MgF₂, CF₄? В каком из этих соединений и почему связь больше всего приближается к ионной?

285. Расположите вещества в порядке возрастания температур кипения: KCl, CF₄, SiF₄. Обоснуйте выбранный порядок.

286. Этанол кипит при температуре 78 °С. Почему температура кипения этантиола С₂Н₅SH ниже (37 °С)?

287. Какое влияние оказывает водородная связь на свойства аммиака, фтороводорода и воды?

288. Карбонат калия плавится при температуре 890 °С без разложения, карбонат серебра разлагается уже при 220 °С. Объясните указанное различие.

289. Температура плавления CaCl₂ – 780 °С, CdCl₂ – 560 °С. Объясните различие температур плавления.

290. В чем состоит причина того, что Н₂О₂ кипит при значительно более высокой температуре (150 °С) по сравнению с водой, хотя их температуры плавления близки (0 и –0,46 °С)?

291. Какое из соединений карбонат магния или карбонат цинка термически более устойчиво? Ответ поясните.

292. Какой из ионов – Са²⁺ или Cd²⁺ – оказывает более сильное поляризующее действие на анионы. Ответ поясните.

293. Объясните снижение температуры плавления в ряду Sb – Te – I – Xe?

294. Частицы СО, N₂, Ne имеют значения ΔH_исп (ккал/моль), равные 1,44; 1,34; 0,43, и 8-электронное окружение каждого атома. Их температуры кипения (К) 81,7; 77,4; 27. Чем вызвана близость физических констант для СО и N₂ и значительное отличие свойств от Ne?

295. PbCl₄ окрашен в желтый цвет и уже при комнатной температуре отщепляет Cl₂, переходя в белый PbCl₂. Объясните возникновение окраски у PbCl₄ и его малую устойчивость.

296. Соединения InCl₃, InBr₃, TlCl₃ (бесцветные); TlBr₃, InI₃ (желтые); TlI₃ (коричневый). Чем объяснить более интенсивную окраску соединений Tl по сравнению с соединениями In?

297. Хлорид бария в водных растворах диссоциирует полностью, а хлорид ртути (II) почти не диссоциирует. Объясните это различие в свойствах солей.

298. Объясните, почему CuSO₄ бесцветен, а CuSO₄ · 5H₂O окрашен?

299. Почему устойчивость гидратов Э · 5,75Н₂О повышается в ряду Ar – Kr – Xe?

300. Соль K₂CrO₄ желтого цвета, а Ag₂CrO₄ – красно-бурого цвета. Чем вызвано изменение окраски?