- •Министерство образования российской федерации
- •Кафедра неорганической и аналитической химии Дистанционное
- •Н.Н. Роева, е.М. Голик, т.Т. Канищева,
- •Н.А. Караванов, з.И. Кочергина.
- •Неорганическая химия
- •Учебно–практическое пособие для студентов
- •Технологических специальностей всех форм обучения
- •Содержание
- •Тренировочные задания………………………………………………………….9 Тесты по теме……………………………………..........................................….. 9
- •Тесты по теме…………………………………………………………………… 15
- •Тесты по теме…………………………………………………………………… 23
- •1. Периодическая система и строение атомов элементов.
- •1.1. Атомная орбиталь и квантовые числа
- •Орбитальное квантовое число и форма ао.
- •1.2. Заселение ао в многоэлектронном атоме.
- •1.3.Электронные формулы
- •Примеры составления электронных формул атомов. Элементы главных подгрупп псэ
- •Элементы побочных подгрупп псэ
- •22Ti 1s22s22p63s2 3p6 3d24s2 iy период 4 группа
- •39Y 1s22s22p63s2 3p6 3d104s24p64d15s2 y период 3 группа
- •1.4. Периодические свойства элементов.
- •Тесты по теме
- •2. Химическая связь: ионная, ковалентная, координационная,
- •2.1. Типы химической связи
- •2.2. Методы расчета систем с ковалентной связью.
- •2.2.2Метод молекулярных орбиталей (мо).
- •2.3. Пространственная структура молекул с ковалентной связью.
- •2.4. Взаимодействие между молекулами.
- •2.4.2. Донорно-акцепторное взаимодействие молекул.
- •2.5. Строение вещества в конденсированном состоянии.
- •Одна -связь.
- •3. Скорость химических реакций.
- •Химическое равновесие
- •Тренировочные задания
- •4.Растворы
- •4.1. Способы выражения концентраций растворов.
- •4.2.Идеальные, неидеальные растворы. Активность.
- •4.3. Протолитическое равновесие.
- •4.5.Слабые электролиты и константы их диссоциации. Произведение растворимости.
- •4.6. Гидролиз солей.
- •Соли, подвергающиеся необратимому гидролизу, и продукты реакции.
- •5.Окислительно-восстановительные (о/в) реакции.
- •5.1 Основные понятия
- •5.3.Определение продуктов о/в реакций.
- •5.4.Электронно-ионный метод составления баланса о/в реакций.
- •5.5.Самопроизвольное протекание о/в реакций.
- •5.6.Взаимодействие металлов с кислотами-окислителями.
- •6.Химия элементов.
- •6.2.Берилий, магний, щелочно-земельные металлы.
- •6.3.Бор, алюминий, галий, индий, талий.
- •6.4.Углерод, кремний, германий, олово, свинец.
- •6.5Азот, фосфор, мышьяк, сурьма, висмут.
- •6.6.Кислород, сера, селен, теллур.
- •6.7.Галогены.
- •6.8.Благородные газы.
- •6.9.Медь, серебро, золото.
- •6.10.Цинк, кадмий, ртуть.
- •6.11.Титан, цирконий, гафний, ванадий, ниобий, тантал.
- •6.12.Хром, молибден, вольфрам.
- •6.13.Марганец, технеций, рений.
- •6.14.Между рядами больших периодов включаются элементы 8b группы, объединенные в триады. Железо, кобальт, никель.
- •Тренировочные занятия.
- •Глава 1
- •Глава 2
- •Глава 3
- •Глава 4
- •Глава 5
- •Глава 6
- •Вопросы к экзамену.
6.12.Хром, молибден, вольфрам.
Это элементы 6В – группы. Окончание электронной формулы для хрома и молибдена d3S1, а для вольфрама 5d46S2.
Для хрома наиболее характерны степени окисления +3 и +6, для молибдена и вольфрама +6. С ростом номера элемента в ряду Cr – Mo – W химическая активность понижается: хром вытесняет водород из разбавленных HCl и H2SO4, а вольфрам растворяется лишь в горячей смеси HF и HNO3.
Молибден и вольфрам взаимодействуют также при сплавлении со щелочами в присутствии окислителя. Концентрированные кислоты HNO3 и H2SO4 пассивирует хром.
Кислотная природа MoO3 и WO3 проявляется при растворении в щелочах: KOH +WO3 = K2WO4 + H2O
Для оксида хрома (6) наиболее характерными являются два гидроксида: H2CrO4 – хромовая кислота и H2Cr2O7 – двухромовая кислота.
Соединения хрома (6) являются сильными окислителями, восстанавливаясь при этом до производных хрома (3).
Окислительные свойства производных молибдена (6) и вольфрама (6) проявляются лишь при взаимодействии с наиболее сильными восстановителями.
6.13.Марганец, технеций, рений.
Это элементы 7В–группы. Окончание электронной формулы их атомов: d2S2.
Для марганца наиболее характерны степени окисления +2, +4, +7. реже встречаются соединения, в которых он проявляет степени окисления +3 и +6. для технеция и рения устойчивой является высшая степень окисления +7.Окислительные свойства соединений марганца увеличивается с повышением его степени окисления.Перманганаты проявляют только окислительные свойства, восстанавливаясь при этом в зависимости от среды раствора до различных продуктов:
Среда |
Продукт восстановления |
Кислая pH < 7 |
Mn2+(MnSO4) |
Нейтральная pH » 7 |
MnO2 |
Щелочная pH > 7 |
MnO42-(K2MnO4) |
6.14.Между рядами больших периодов включаются элементы 8b группы, объединенные в триады. Железо, кобальт, никель.
Окончание электронных формул их атомов:
Fe………………….3d64S2
Co…………………3d74S2
Ni…………………..3d84S2
Для железа, кобальта и никеля наиболее характерны степени окисления +2 и +3, реже встречается степень окисления +6 для железа. Однако, наиболее устойчивыми для железа являются соединения со степенью окисления +3, а для кобальта и никеля – со степенью окисления +2.
Железо растворяется в разбавленных HCl, H2SO4 и HNO3, а в концентрированных H2SO4 и HNO3 пассивируется, на воздухе быстро ржавеет. Кобальт и никель устойчивы на воздухе, плохо растворяются в разбавленных HCl и H2SO4. для растворения кобальта и никеля лучше всего использовать разбавленную азотную кислоту. В концентрированной HCl кобальт и никель пассивируются.
Для железа, кобальта и никеля характерна склонность к реакциям комплексообразования. Наиболее характерны координационные числа 6 и 4.
f- элементы.
Два последних ряда периодической системы элементов составляют f- элементы. Все они металлы.
Многие особенности, характерные для d- элементов присущи также f- элементам, которые более похожи на d- элементы, чем на s- и p- элементы. К f- элементам относятся лантаноиды и актиноиды, которых заключается соответственно 4f- и 5f- оболочки.
Лантаноиды очень схожи по химическим свойствам. Близость свойств соединений лантаноидов обусловлена тем, что застройка внутренней 4f- оболочки атомов мало сказывается на состоянии валентных электронов. В образовании химической связи 4f- электроны лантаноидов обычно не принимают участия.
В атомах актиноидов 5f- электроны являются « более внешними», чем 4f- электроны в атомах лантоноидов, их энергии сопоставимы с энергиями 6d- электронов, поэтому 5f- электроны атомов актиноидов могут участвовать в образовании химических связей ( на ряду с 6d- и 7s- электронами). Отсюда значительное отличие актиноидов друг от друга и проявление ими высоких степеней окисления ( до +7). С ростом порядкового номера f- элементов связь 5f- электрона с ядром упрочняется.
Лантонойды и лантан по реакционной способности уступают лишь щелочным и щелочно-земельным металлам. Во влажном воздухе они быстро тускнеют, а при температуре воспламеняются и сгорают, образуя смесь оксидов с нитридами. Взаимодействуют с галогенами, а при t°C N,S,Si,P,H. В ряду напряжений они расположены значительно левее H, поэтому окисляются горячей H2O, разбавленными HCL, HNO3 и H2SO4.
Все актиноиды радиоактивны. Характерно 3-х валентное состояние и степень окисления +3. Между актиноидами различия больше, чем между лантоноидами. Они характеризуются высокой химической активностью. Также наблюдается явление актиноидного сжатия. Гидроксиды и оксиды мало растворимы в H2O и имеют основной характер.