WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 10 |

m(Li) М(Li) = = 6,9 г/моль.

n(Li) 14,46 моль 6. Относительная атомная масса численно равна молярной массе, т.е. Аr (Li) = 6,9.

Ответ: Аr (Li) = 6,9.

3. Относительная атомная масса элемента бора составляет 10,811. Известно, что бор имеет два природных изотопа 10В и В. Определите массовую долю каждого из изотопов в природном боре.

Дано: Решение:

Аr (B) =10,811; 1. Выберем для расчетов образец бора массой 100 г, т.е. m(В) = 100 г. Обозначим массовую долю В и 11В В в природном боре через х, т.е. (10B) = х %. Тогда (10B) – (11B) = 100 – (10B) = (100 – х)%.

(11B) – 2. Определяем массу и количество вещества 10В в выбранном образце:

m(В)(10 В) 100 г х m(10B) = = = х г;

100 х г m(10 В) х n(10B) = = = моль.

10 г/моль M (10 В) 3. Аналогично вычисляем массу и количество вещества 11В:

m(В)(11В) 100 г (100 - х) m(11B) = = = (100 – х) г;

100 (100 - х) г m(11В) 100 - х n(11B) = = = моль.

11 г/моль M (11В) 4. Общее количество вещества бора составит:

х 100 - х х +n(B) = n(10B) + n(11B) = ( + ) моль = моль.

10 11 5. Молярная масса бора численно равна относительной атомной массе: М(B) = 10,811 г/моль. С другой стороны:

m(В) 100 г М(В) = ; 10,811 г/моль = моль.

х +n(В) 6. Решая полученное уравнение, получаем х 17,5, т.е. (10B) = 17,5 %.

7. Рассчитываем массовую долю изотопа 11В:

(11B) = (100 – 17,5)% = 82,5 %.

Ответ: 82,5 %.

211 4. Элемент астат (изотоп At) был получен облучением изотопа висмута Bi -частицами (ядрами атомов гелия).

85 Напишите уравнение ядерной реакции.

Решение. При составления уравнений ядерных реакций необходимо учитывать закон сохранения массы веществ (масса электронов при этом не учитывается). Кроме того, заряды всех частиц в левой и правой частях уравнения должны быть равны. В левой части записываем взаимодействующие ядра, в правой – продукты реакции. Учитывая порядковые номера и относительные массы атомов, напишем схему реакции:

209 4 Bi + At + х.

83 2 Очевидно, частица х должна иметь заряд 0 (так как 83 + 2 = 85) и атомную массу 209 + 4 – 211 = 2. Частица с зарядом – это нейтрон n, следовательно, должно образоваться два нейтрона. Окончательный вид уравнения 209 4 211 Bi + At + 2 n.

83 2 85 5. Закончить уравнения ядерных реакций:

53 2 а) Cr + D n + …;

24 1 б) 19 F + 1 р … +.

9 Решение:

а) Запишем уравнение реакции в виде:

53 2 1 A Cr + D n + Э.

24 1 0 Z Для верхний индексов: 53 + 2 = 1 + А, тогда А = 54. Для нижних индексов: 24 + 1 = 0 + Z, отсюда Z = 25. Образующееся ядро Э – изотоп марганца. Полная запись уравнения:

53 2 1 Cr + D n + Mn.

24 1 0 б) Запишем уравнение реакции в виде:

19 A F + 1 р Э +.

9 1 Z Для верхних индексов: 19 + 1 = А + 0; А = 20. Для нижних индексов:

9 + 1 = Z + 0; Z = 10. Образующееся ядро Э – изотоп неона. Полная запись уравнения:

19 F + 1 р Ne +.

9 1 6. Составьте электронную формулу элемента с порядковым номе- ром 11. Покажите распределение электронов по орбиталям.

Решение:

По порядковому номеру заключаем: в атоме 11 электронов. Данный элемент – натрий. Электронная формула Na:

1s22s22p63s1. Электронной формуле натрия соответствует следующее распределение электронов по орбиталям:

n = n = 2 d n = 1 p s ЗАДАЧИ И УПРАЖНЕНИЯ 1. Не пользуясь периодической системой Д.И. Менделеева, определите, в какой группе и в каком периоде находится элемент с порядковым номером 49.

2. У какого из элементов – кальция или калия будет больше сходства с литием 3. Какие соединения с водородом образуют соединения главной подгруппы VI группы периодической системы Д.И.

Менделеева 4. Напишите формулы высших оксидов и водородных соединений элементов главной подгруппы IV группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева.

5. С каким из перечисленных ниже элементов германий будет иметь наибольшее сходство, а с каким – наименьшее:

кадмий, гафний, свинец 6. Какой высший оксид и гидроксид образует химический элемент с порядковым номером 31 Какие свойства будут проявлять эти соединения 7. Напишите формулы соединений, которые образует элемент № 34 с кислородом (высший оксид), водородом и натрием.

8. Определите массовую долю кислорода в высшем оксиде элемента, расположенного в V группе (главной подгруппе) и 5 периоде системы элементов Д.И. Менделеева.

9. На основании положения стронция в периодической системе Д.И. Менделеева напишите формулы его высших оксида, гидроксида и хлорида.

10. Напишите формулы высших оксидов всех элементов 5-го периода системы элементов Д.И. Менделеева, находящихся в главных подгруппах.

11. Массовая доля кислорода в высшем оксиде элемента V группы периодической системы Д.И. Менделеева составляет 16,06 %. Определите, что это за элемент.

12. На основании положения кальция в периодической системе элементов Д.И. Менделеева напишите формулы его оксида, гидроксида и хлорида.

13. Исходя из положения галлия в периодической системе элементов Д.И. Менделеева, опишите важнейшие свойства простого вещества и соединений элемента.

14. Один из элементов, предсказанных Д.И. Менделеевым, образует оксид, массовая доля кислорода в котором составляет 0,305. Элемент проявляет в этом оксиде степень окисления, равную +4. Определите относительную атомную массу этого элемента и назовите его.

15. Элемент образует высший оксид состава (ЭО3). С водородом этот же элемент образует летучее соединение, массовая доля водорода в котором составляет 5,88 %. Рассчитайте относительную атомную массу элемента и назовите его.



16. Какой элемент пятого периода периодической системы Д.И. Менделеева является наиболее типичным неметаллом Почему 17. Определите число протонов и электронов в атомах железа и ртути.

18. Определите число протонов и нейтронов в ядрах атомов следующих изотопов: а) 4Не; б) 24Mg; в) 37Сl; г) 31Р; д) 209Bi.

19. Сколько различных видов молекул оксида углерода (IV) можно получить из изотопа углерода 12С и трех изотопов кислорода: 16О, 17О и 18О Напишите все формулы оксидов и рассчитайте их молярные массы (в формулах укажите массы изотопов).

20. Изотоп некоторого элемента имеет 10 нейтронов в составе ядра атома и атомную массу 19. Определите, что это за элемент.

21. Рассчитайте относительную атомную массу элемента кобальта, если известно, что в природе существуют два его изотопа: 57Со (массовая доля 0,17 %) и 59Со (99,83 %).

22. Элемент галлий имеет два природных изотопа: 69Ga и 71Ga. Рассчитайте массовые доли этих изотопов в природном галлии, если относительная атомная масса элемента равна 69,72.

23. Рассчитайте число протонов и нейтронов в ядре атома технеция (изотоп с атомной массой 99) и ядре атома радия (изотоп с атомной массой 226).

24. Природный магний состоит из изотопов 24Mg, 25Mg и 26Mg. Вычислить среднюю атомную массу природного магния, если содержание отдельных изотопов в атомных процентах соответственно равно 78,6; 10,1 и 11,3.

25. Допишите уравнения ядерных реакций:

а) 52Cr + n 52V +…;

б) 55Mn + n 52V +…;

в) 239U 239Np +…;

г) 239Pu + 4Не 242Cm + …;

д) 209Bi + 4He 211At + … 26. Записать уравнения ядерных реакций:

61 a) Ni + 1 H … + n;

28 1 1 б) 10 В + n … + Не;

5 0 27 в) Аl + 1 H … + Не;

13 1 г) … + 1 H Br;

1 83 д) Br … + n.

35 27. Покажите распределение электронов по энергетическим уровням в атомах следующих элементов:

а) азота; б) титана; в) галлия; г) цезия; д) вольфрама.

28. Сколько энергетических уровней, занятых электронами, имеется в атомах элементов с порядковыми номерами 17, 29, 42 29. Изобразите распределение электронов по энергетическим уровням и подуровням в атомах кремния и ванадия. К каким типам элементов с точки зрения строения атома они относятся 30. Напишите электронные формулы следующих элементов: а) фосфора; б) калия; в) скандия; в) криптона.

31. Изобразите распределение электронов по орбиталям (графические электронные формулы) в атомах следующих элементов: а) фтора; б) селена; в) железа.

32. Напишите электронные формулы элементов с порядковыми номерами 18, 27 и 56. К каким из элементов, с точки зрения строения атома, они относятся 33. Приведите примеры s-, p- и d-элементов, изобразите их электронные формулы и покажите распределение электронов по орбиталям.

34. Определите число неспаренных электронов в атомах следующих элементов: а) магния; б) марганца; г) брома.

35. Что общего, с точки зрения строения атомов, у элементов главной подгруппы IV группы периодической системы Д.И. Менделеева.

36. Составьте электронные формулы атомов следующих элементов:

а) никеля; б) германия; в) рубидия. К какому типу (s-, p-, d-, f-) относятся эти элементы.

37. Опишите свойства элемента с порядковым номером 33, исходя из его положения в периодической системе элементов Д.И. Менделеева и строения атома. Напишите формулы высшего оксида и летучего водородного соединения этого элемента. Определите число протонов и нейтронов в ядре атома этого элемента.

4. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА Ковалентная связь – химическая связь между двумя атомами, осуществляемая общей для этих атомов парой электронов (Н2, Сl2 и т.п.).

Ионная связь – результат электростатическогo взаимодействия противоположно заряжeнных ионов, обладающих обособленными друг от друга электронными оболочками (Cs+F–, Nа+Сl– и т.п.). B подавляющем большинстве молекул химические связи имеют характер промежуточный между чисто ковалентными и чисто ионными связями. Это полярные ковалентные связи, которые осуществляются общей для двух атомов парой электронов, смещенной к ядру одного из атомовпартнеров. Для оценки способности атома данного элемента оттягивать к себе электроны, осуществляющие связь, пользуются значением относительной электроотрицательности (). Чем больше электроотрицательность атома, тем сильнее притягивает он обобществленные электроны. Иными словами, при образовании ковалентной связи между двумя атомами разных элементов общее электронное облако смещается к более электроотрицательному атому и в тем большей степени, чем больше разность электроотрицательностей () взаимодействующих атомов. Поэтому с ростом степень ионности связи возрастает. Значения электроотрицательности атомов некоторых элементов пo отношению к электроотрицательности фтора, принятой равной 4,0, приведены в табл. 3.1.

3.1. Относительная электроотрицательность атомов H 2,Li Be B C N O F 0,98 1,5 2,0 2,5 3,07 3,5 4,Na Mg Al Si P S Cl 0,93 1,2 1,6 1,9 2,2 2,6 3,K Ca Ga Ge As Se Br 0,91 1,04 1,8 2,0 2,1 2,5 2,Rb Sr In Sn Sb Te I 0,89 0,99 1,5 1,7 1,8 2,1 2,Примеры:

1. Вычислить разность отнoсительных электроотрицательностей атомов для связей Н – О и О – Э в соединениях Э(ОН)2, где Э – Мg, Са или Sr, и определить: a) какая из связей Н – O или O – Э характеризуется в каждой молекуле большей степенью ионности; б) каков характер диссоциации этих молекул в водном растворе Решение:





По данным табл. 3.1 вычисляем разность электроотрицательностей для связей O – Э: Mg – O = 3,5 – 1,2 = 2,3; Ca – O = 3,5 – 1,04 = 2,46; Sr – O = 3,5 – 0,99 = 2,51. Разность электроотрицательностей для связи O – Н составляет 1,4.

Таким образом: a) во всех paссмотрeнных молекулах связь Э – О более полярна, т.е. характеризуется большей степeнью ионности; б) диссоциация на ионы в водных растворах будет осуществляться по наиболее ионной связи в соответствии со схемой: Э(ОН)2 = Э2+ + 2ОН– ; следовательно, все рассматриваемые соединения будут диссоциировать по типу оснований.

2. Определите, y какого соединения (KF или KI) температура плавления ниже.

Решение:

Радиус I– и, следовательно, его поляризуемость cущественно больше, чем y F–. Поэтому электронная плотность в кристалле KI частично сместится от аниона к катиону, что уменьшит их эффективные заряды и прочность связи.

Температура плавления y KI будет ниже, чем y KF.

3. Какая из солей (RbСl или AgСl) начинает плавиться при более низкой температуре Решение:

По размерам катионы приблизительно одинаковы, но Ag+, имеющий 18-электронную внешнюю конфигурацию, обладает большим поляризующим действием, чем Rb+, имеющий 8-электронную внешнюю оболочку. Это приведет к большей поляризации Сl– в AgСl, уменьшению эффективных зарядов на ионах, ослаблению связи в кристалле. AgСl оказывается менее стойким и плавится при более низкой температуре.

4. Фторид кальция не диссоциирует на атомы даже при 1000 °С, а иодид меди (II) неустойчив уже при обычной температуре. Чем объяснить различную прочность этих соединений Решение:

Ион Сu2+, имеющий 17-электронную внешнюю оболочку и сравнительно небольшой радиус (0,08 нм), обладает сильным поляризующим действием, а большой по размеру ион I– (r = 0,22 нм) характеризуется высокой поляризуемостью.

Поэтому поляризация аниона I– катионом Сu2+ приводит к полному переходу электрона от аниона к катиону: ион Сu2+ восстанавливается до Сu+, а ион I– окисляется до свободного иода. Соединение СuI2 не существует.

Ион Са2+ обладает благородногазовой электронной структурой, а его радиус составляет 0,104 нм; поэтому он оказывает более слабое поляризующее действие на анион, чем ион Сu2+. С другой стороны, поляризуемость иона F–, обладающего сравнительно малыми размерами (r = 0,133 нм), значительно меньше, чем иона I–. При взаимодействии слабополяризующего катиона Са2+ со слабо поляризующимся анионом F– электронные оболочки ионов почти не деформируются; соединение CaFочень устойчиво.

Атом водорода, соединенный с атомом сильно электроотрицательного элемента, способен к образованию еще одной химической связи – водородной. Наличие водородных связей приводит к заметной полимеризации воды, фтороводорода, многих органических соединений. Например, при невысоких температурах фтороводород – полимер (HF)n, где п может доходить до шести, муравьиная кислота – димер даже в газовой фазе.

Энергия водородных связей обычно лежит в пределах 8 – 40 кДж/моль. Наличие водородных связей является причиной аномально высоких температур кипения и плавления некоторых веществ, так как на разрыв водородных связей требуется дополнительная затрата энергии.

В веществах с молекулярной структурой проявляется межмолекулярное взаимодействие. Силы межмолекулярного взаимодействия, называемые также силами Ван-дер-Ваальса, слабее сил, приводящих к образованию ковалентной связи, но проявляются они на больших расстояниях. В их основе лежит электростатическое взаимодействие молекулярных диполей.

5. При нормальном давлении (1,01 · 105 Па) температура кипения Н2О – 373; H2S – 212,8; H2Se – 231,7; Н2Те – 271 К. Объясните кажущееся «нарушение» в характере изменения температуры кипения в ряду Н2О – H2S – Н2Se – Н2Те.

Решение:

Для перевода «тяжелых» молекул из жидкого состояния в газообразное требуются большие затраты энергии, и температуры кипения таких веществ выше. Этому требованию отвечает последовательность H2S – H2Se – Н2Те. «Аномалия» для воды объясняется агрегацией ее молекул в более крупные образования за счет водородной связи, которая проявляется прежде всего в водородных соединениях сильно электроотрицательных элементов второго периода периодической системы.

Перевод молекул воды в газообразное состояние требует дополнительных энергетических затрат на разрыв водородных связей в жидкости.

6. У какого из соединений (С2Н5ОН или C2H5SH) температура кипения выше Решение:

Водородная связь образуется между молекулами полярных соединений (или внутри них) за счет взаимодействия атомов водорода с атомами сильно электроотрицательных элементов второго периода (F, О, N). Поэтому возникновение водородной связи и образование ассоциатов из молекул более вероятно С2Н5ОН, что приведет к повышению его температуры кипения по сравнению с C2H2SH.

7. Сероводород при обычной температуре – газ, а вода – жидкость. Чем можно объяснить это различие в свойствах Решение:

Кислород более электроотрицательный элемент, чем сера. Поэтому между молекулами воды возникают более прочные водородные связи, чем между молекулами сероводорода. Разрыв этих связей, необходимый для перехода воды в газообразное состояние, требует значительной затраты энергии, что и приводит к аномальному повышению температуры кипения воды.

8. Ниже приведены температуры кипения (в К) благородных газов:

Не Ne Аr Kr Хе Rn 4,3 27,2 87,3 119,9 165,0 211,Чем объясняется повышение температуры кипения с возрастанием порядкового номера благородного газа Решение:

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 10 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.