Rabochaya_tetrad_Khimia

Практические задания

Характеристики химических элементов закономерно изменяются в группах и периодах.

В периодах (с увеличением порядкового номера)

______________ заряд ядра,

______________ число внешних электронов,

_____________ радиус атомов,

______________ прочность связи электронов с ядром (энергия ионизации),

______________ электроотрицательность,

______________ окислительные свойства простых веществ («неметалличность»),

_____________ восстановительные свойства простых веществ («металличность»),

_____________ основный характер гидроксидов и соответствующих оксидов,

______________ кислотный характер гидроксидов и соответствующих оксидов.

В группах (с увеличением порядкового номера):

______________ заряд ядра,

______________ радиус атомов (только в А-группах),

_____________ прочность связи электронов с ядром (энергия ионизации; только в А-группах),

_____________ электроотрицательность (только в А-группах),

_____________ окислительные свойства простых веществ («неметалличность»; только в А-группах),

______________ восстановительные свойства простых веществ («металличность»; только в А-группах),

______________ основный характер гидроксидов и соответствующих оксидов (только в А-группах),

_____________ кислотный характер гидроксидов и соответствующих оксидов (только в А-группах),

_____________ устойчивость водородных соединений (повышается их восстановительная активность; только в А-группах).

21

Контрольные задания

1. В ядре атома химического элемента А содержится 11 протонов и 12 нейтронов, а в ядре атома химического элемента В – 12 протонов и 12 нейтронов. Определите, являются ли они: а) изотопами одного элемента, б) атомами двух химических элементов, у которых одинаковое массовое число, в) атомами двух разных элементов, находящихся в периодической системе рядом.

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

2. Напишите электронные формулы частиц: 1) Fe+3, 2) S-2, 3) F, 4) Mg+2.

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

3.Сколько электронов находится на энергетическом уровне с главным квантовым числом 4 в атоме золота? Напишите его электронную структуру, указав положение в периодической системе.

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

4.Марганец образует соединения, в которых он проявляет степени окисления +2, +3, +4, +6, +7. Составьте формулы его оксидов и гидроксидов, отвечающих этим степеням окисления. Напишите уравнения реакций, доказывающих амфотерность гидроксида марганца (IV).

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

22

5. Исходя из положения металла в периодической системе, дайте мотивированный ответ на вопрос: у какого из двух гидроксидов более силь-

ное основание: Ba(OH)2 или Mg(OH)2; Ca(OH)2 или Fe(OH)2; Cd(OH)2 или Sr(OH)2?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

23

ЛАБОРАТОРНО-ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 3 ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ. СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА

Цель: изучить способы образования, типы и характеристики химических связей; гибридизацию атомных орбиталей и геометрическое строение молекул.

1.Общие положения

1.Взаимодействие, связывающее отдельные атомы в более сложные системы (молекулы, кристаллы), называется _________________________.

2.Причина образования химической связи – стремление атомов к

__________________________ с минимально возможным запасом энергии.

3.Основное условие образования химической связи – понижение

_______________________ системы по сравнению с суммарной энергией изолированных атомов.

4.Образование химической связи сопровождается _______________

электронных оболочек атомов.

5.На основе квантовой механики __________________________ впервые объяснили происхождение связи в молекуле водорода.

6.Основное дифференциальное волновое уравнение квантовой механики было выведено ____________________ и имеет вид:

7.Волновое уравнение Э. Шредингера связывает изменения Ψ – функции, характеризующей все возможные состояния микрочастицы с

_______________ частицы U во внешнем поле.

8.Связь между энергией E и импульсом p отдельной микрочастицы (массой m), с одной стороны, и ее волновым характером (частотой ν) и длиной волны (λ), с другой, отражает соотношение _______________:

9.Соотношение неопределенностей характеризует: микрочастица одновременно не обладает определенными значениями ____________ и

24

_____________, т. е. не движется по траектории с определенной скоростью в каждой ее точке.

10.Состояние электрона описывается некоторой функцией, характеризующей закон распределения вероятностей возможных значений (чаще всего координаты). Эта функция Ψ (x, y, z, t) получила название

__________________________ или пси-функции.

11.При образовании двухатомной молекулы (O2, H2, N2) опреде-

ляющими факторами являются: r0 – _________________________________

иE – _________________________________.

12.В настоящее время принято различать химические связи пяти ви-

дов:

1) _____________________

2) _____________________

3) _____________________

4) _____________________

5) ____________________________________.

13.Различие в типах связи обусловлено:

1)введением определенных ________________

2)отсутствием единой _______________________, способной одновременно описать все молекулы.

Практические задания

1. На рис. 1 показана зависимость энергии взаимодействия двух атомов водорода от межъядерного расстояния r0. На этой кривой можно выделить четыре области. Охарактеризуйте их:

1 область – атомы разделены большим расстоянием, и ____________

их взаимодействия близка к ____________; 2 область – при сближении атомов между ними возникает

_______________________________;

3 область – межъядерное расстояние становится соизмеримо с

____________________________________________________________;

4 область – преобладающие силы ___________________, резко воз-

растают на ____________________________.

25

4.Неполярная ковалентная связь – это связь, при которой общая электронная пара электронов принадлежит __________________________.

5.Полярная ковалентная связь – связь, при которой

________________________ смещена к _______________________ атому.

6.Количественной мерой полярности химической связи является

__________________________________ связи µ.

7.Электрическим моментом диполя связи называется произведение

____________________ (δ) на _____________________ между центрами тяжести положительных и отрицательных ______________ (l): µ = δ∙l.

8.Существует два метода объяснения характера химической связи:

а) _____________________________, б) _____________________________.

9. В основе метода валентных связей лежат две идеи:

а) связь возникает в результате ___________________ электронов с

_____________________ спинами,

б) электронная структура атомов в основном ________________. 10. Назовите способы образования ковалентных связей:

а) за счет __________________ электронов невозбужденного атома, б) за счет неспаренных электронов, получающихся в результате

_______________, в) по ________________________ механизму.

11.Обменный механизм образования химической связи – это механизм, при котором каждый атом предоставляет для образования связи свои ___________________ электроны.

12.Донорно-акцепторный механизм образования химической связи осуществляется за счет _______________________________________ одного атома и __________________________ другого атома.

13.Атом, предоставляющий для образования связи электронную па-

ру, называют ______________.

14.Атом, предоставляющий для образования связи орбиталь, назы-

вают ___________________.

15.В сложном ионе NH4+ атом _____________ является донором электронов, а ион ___________ – акцептором электронов.

16.В зависимости от направления перекрывания атомных орбиталей различают ______ (σ), ______ (π) и _______ (δ) связи.

27

17.Сигма-связи возникают при перекрывании орбиталей:

а) _________________, б) _________________, в) _________________.

18.Пи-связь образуется при боковом перекрывании атомных орби-

талей:

а) __________________,

б) __________________.

19.Энергия связи измеряется в ____________, отнесенных к одному молю вещества.

20.Важнейшие характеристики ковалентной связи – это:

21.Энергия связи – это энергия, _______________________________

________________________________________________________________

22.Длина связи – это расстояние ______________________________.

23.Насыщаемость ковалентной связи – это ______________________

________________________________________________________________

24.Полярность химической связи определяется __________________

______________________ электронной плотности между атомами.

25.Количественной характеристикой полярности молекулы (связи)

является _____________________________.

26.Поляризуемость химической связи – это способность молекулы (и связей в ней) _________________ свою полярность под действием внешнего ___________________.

27.Направленность ковалентной связи – это расположение связей в молекуле под ____________________________ относительно друг друга.

28.Причиной направленности ковалентной связи является

________________________ в пространстве p-, d-, f-орбиталей.

29.Количество химических связей, образующихся между атомами,

называется _____________________ .

28

Практические задания

1.Приведите примеры молекул, в которых связь между атомами осуществляется одной, двумя, тремя парами электронов.

________________________________________________________________

________________________________________________________________

2.Перечислите факторы, влияющие на прочность химической связи.

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

3.Какая из молекул HCI, HBr, HI имеет наибольший момент диполя

ипочему?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

3.Типы гибридизации и геометрия молекул

1.Гибридизация атомных орбиталей – это процесс взаимодействия орбиталей, приводящий к _____________________________________.

2.Электронные плотности гибридных орбиталей распределены

_____________________, это обеспечивает _______________ их перекрывание с орбиталями других атомов.

3.Sp-гибридизация – это комбинация ________ s- и _______ p-орби- тали. Их _____. Они расположены под углом ____о друг относительно друга.

4.sp2-гибридизация – это комбинация ______ s- и ______ р-орбита- лей. Их _______. Они расположены под углом ____о друг относительно друга.

5.sp3-гибридизация –это комбинация ______ s- и _____ р-орбиталей. Их _________. Они ориентированы к вершинам тетраэдра и расположены под углом ___________.

6.Какие типы гибридизации атомных орбиталей используются при объяснении геометрического строения соединений элементов азота _____

29

– гибридизация; бериллия _______ – гибридизация; соединений бора

________ – гибридизация; для атома углерода __________ – гибридизация.

Практические задания

1.Почему молекула NH3 – пирамида, а ВF3 – плоская молекула?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

2.Какой должен быть угол между химическими связями в молекулах Н2S и РН3? Почему?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

3.Укажите тип гибридизации орбиталей в молекуле SbН3, если угол между связями равен 90°.

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

4.Ионная, водородная и металлическая связи

1.Представление об ионной связи основано на идее В. Косселя, который считал, что при взаимодействии двух атомов _________________,

адругой ____________ электроны.

2.Ионная связь может возникать при __________________ различи-

ях в значениях _____________________________ атомов.

3.Ионная связь – это связь, осуществляемая за счет

____________________ взаимодействия _________________ заряженных атомов.

4.Процесс образования ионной связи сводится к _____________

электронов от атома типичного __________ к атому типичного

__________.

5.Ионная связь, в отличие от ковалентной, характеризуется

________________________ в пространстве и ________________________.

30