Визначте положення нікелю у Періодичній системі
Нікель знаходиться в Періодичній системі в 4-му періоді, 8-й групі, побічній підгрупі, 3-й елемент тріади.
Електронна формула визначається положенням у Періодичній системі:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 4s 2 3d 8
12. Обґрунтуйте положення в періодичній системі елемента, що має валентні електрони в стані 7s 2 6d 3 .
Головне квантове число зовнішнього електронного шару зазначеного елемента 7. Отже, це елемент 7-го періоду.
Валентні електрони його розташовуються на зовнішньому s- і передньому d-підрівнях. Отже, це є елементом побічної підгрупи.
Загальна кількість валентних електронів даного елемента дорівнює 5 (2 на s-3 на d-підрівнях). Отже, це елемент 5 групи.
Який із елементів: кисень, сірка чи бром є найбільш типовим неметалом і чому?
Неметалічні властивості тим яскравіше виявляються, що вище і правіше в Періодичній системі знаходиться елемент.
Кисень знаходиться у 2-му періоді, 6-й групі Періодичної системи, що характеризує його як найбільш яскраво виражений неметал з перерахованих.
Сірка знаходиться у 3 періоді, 6 групі, а бром у 4 періоді 7 групі.
14.Складіть формули водневих сполук кремнію, фосфору та телуру.
Усі перелічені елементи мають електронегативність більше, ніж у водню. При утворенні гідридів зв'язувальні електронні пари зміщуватимуться до більш негативного елемента. Ступінь окислення елементів визначатиметься числом електронів, що приєднуються до атома.
Si – елемент 4-го періоду. Він приєднує при утворенні гідриду чотири електрони.
Гідрид кремнію SiH4.
Р – елемент 5-го періоду. Він приєднує при утворенні гідриду три електрони.
Гідрид фосфору РH3.
Ті – елемент 6-го періоду. Він приєднує при утворенні гідриду два електрони.
Гідрид телуру ТеH2.
Наведіть розподіл електронів по орбіталям в основному та збудженому станах атома вуглецю. Визначте стан гібридизації атома вуглецю в молекулі тетрахлорметану та її геометричну будову.
Вуглець знаходиться у 2-му періоді, 4-й групі Періодичної системи. В основному стані він має наступну електронну формулу: 1s 2 2s 2 2p 2 .
У збудженому стані один електрон з 2s-підрівня переходить на вільну орбіталь 2p-підрівня: 1s 2 2s 1 2p 3 .
Валентні орбіталі атома вуглецю в молекулі тетрахлорметану (СН4 - валентність вуглецю дорівнює 4) перебувають у стані sp 3 -гібридизації.
Геометрична будова тетрахлорметану визначається типом гібридизації атома вуглецю. sp 3 -гібридизації центрального атома відповідає тетраедричну будову молекул.
16.Дипольний момент молекули сірководню дорівнює 1,1 Д. Визначте геометричну конфігурацію. Поясніть полярність молекули.
Валентні електрони сірки знаходяться на 3p-орбіталях:
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 . р-орбіталі у просторі взаємно перпендикулярні. Вони утворюють два взаємно перпендикулярні s-зв'язки з s-орбіталями двох атомів водню. Тому молекула сірководню має кут Н-S-Н близько 90°.
Електронегативність сірки 2,6, а водню – 2,2. Отже, зв'язок Н-S є полярним.
Розрахована за правилом паралелограма сума дипольних моментів зв'язків Н-S відрізняється від нуля. Отже молекула H2S є полярною.
17. Використовуючи метод молекулярних орбіталей, поясніть стійкість молекулиазоту. Визначте порядок зв'язку у цій молекулі.
Складемо енергетичну діаграму утворення молекули азоту. У молекулі азоту електрони заселяють лише орбіталі, що зв'язують. Енергія молекули менша, ніж сума енергій двох атомів азоту. Це пояснює високу стійкість молекули азоту. Порядок зв'язку визначається за формулою і дорівнює:
N = [n (св) + n (розр)] / 2 = (6 - 0) / 2 = 3.
Зразки вирішення завдань із самостійних робіт з тем 1-4
1. Складіть формули оксидів та відповідних їм гідратів оксидів елементів Ва +2 та V +5 .
Оксидами називаються речовини, що складаються із двох елементів, один з яких кисень. Кисень в оксидах має валентність 2.
Гідроксиди можна як продукт приєднання води до молекули оксиду.
Оксид барію (II) має формулу BaO. Це основний оксид. Йому відповідає основа Ba(OH)2.
Оксид ванадію (V) має формулу V2O5. Це кислотний оксид. Йому відповідає метаванадієва кислота HVO3.
2. Гідроксид олова (II) має амфотерні властивості. Складіть рівняння реакцій, що підтверджують його амфотерність.
Амфотерними називаються речовини, що виявляють, залежно від умов, властивості основи та кислоти. Для доказу необхідно навести рівняння реакцій взаємодії його з кислотою та лугом.
Враховуючи, що гідроксид олова амфотерен, його формулу можна записати і у вигляді основи, і у вигляді кислоти:
У рівнянні реакції гідроксиду олова зі лугом зручно використовувати кислотну форму запису формули амфотерної сполуки.
3. Складіть рівняння реакцій:
4.Складіть формули всіх солей, які можуть вийти при взаємодії гідроксиду барію та вугільної кислоти. Назвіть солі, що утворюються.
В результатівзаємодії двокислотного гідроксиду барію та двоосновної вугільної кислоти, залежно від співвідношення вихідних речовин, можуть утворитися середня, кисла та основна сіль.
Середня сіль – продукт повного заміщення гідроксогруп та іонів водню в молекулах основи та кислоти:
ВaСO3 - карбонат барію.
Кисла сіль – продукт неповного заміщення іонів водню у молекулі кислоти.
Основна сіль – продукт неповного заміщення іонів гідроксиду у молекулі основи.
(ВaОН)2СO3 – гідроксокарбонат барію
5.Складіть молекулярні та графічні формули оксиду алюмінію та відповідного йому гідроксиду.
У графічній формулі вказується порядок з'єднання атомів у молекулі, де кожен зв'язок позначається рисочкою. У неорганічних кисневмісних сполук атоми різних елементів з'єднуються між собою переважно через кисневі містки.
6. Розрахуйте молярну масу еквівалента SiO2. Назвіть з'єднання. До якого класу належить зазначена речовина.
SiO2 – оксид кремнію (IV) відноситься до класу оксидів. Молярна маса еквівалента оксиду визначається як сума молярних мас еквівалентів елементів.
МЕ(.SiO2) = Е(Si) + Е(O) = 28/4 + 16/2 = 7 + 8 = 15 г/моль
7. Фторид деякого елемента містить 48% фтору. Визначте молярну масу еквіваленту елемента.
Фториди – це складні речовини, які з двох елементів, одне із яких фтор.
Відсотковий склад речовини вказує на те, що 100 г даної речовини міститься 48 г фтору і 52 г іншого елемента (X). Молярна маса еквівалента фтору відома і дорівнює його атомній масі (фтор у сполуках завжди одновалентний). Відповідно до закону еквівалентів, маси реагуючих речовин прямо пропорційні молярним масам.їх еквівалентів. Отже:
Е(X) = m(X)×Е(F)/m(F) = 52×19/48 = 20 г/моль
8. Розрахуйте кількість молекул у 64 г газоподібного кисню.
Один моль будь-якої речовини містить число авогадро молекул.
(NA = 6,02×10 23 моль-1). Щоб визначити число молекул у будь-якій масі речовини, необхідно визначити кількість речовини, що відповідає даній масі.
На підставі цього можна отримати відповідь на запитання задачі:
1 моль речовини містить NA молекул;
2 моль речовини містить N = 2NA молекул.
Отже, N = 2×6,02×1023 молекул.
9. Відносна щільність газу воднем дорівнює 15. Знайдіть молярну масу газу і масу 10 л його за нормальних умов.
Відносна щільність одного газу інакше дорівнює відношенню молярних мас цих газів. Отже,
Моль будь-якого газу за нормальних умов (Н.У.) займає об'єм 22,4 л. Отже, 10 л газу за тих самих умов мають масу:
m(газ) = V(газ)×M(газ) / VM(газ) = 10 л×30 (г/моль)/22,4 л/моль = 13,4 л
10. При 25 про З та 780 мм рт. ст. 10 г газу займають об'єм 5,2 л. Знайдіть молярну масу газу.
Скористаємося рівнянням стану ідеальних газів Менделєєва – Клапейрона.
Звідси, застосовуючи R = 62400 мм×мл/моль К і переводячи температуру в абсолютну шкалу, маємо:
M=mRT/(pV)=10 г×62400(мм×мл/моль×К)×298. К/(780 мм×5200 мл)=46 г/моль
11. Газоподібний гідрид складу ЕН2 (де Е - деякий елемент) має щільність водню 65. Визначте формулу і молярну масу еквівалента його вищого оксиду.
Визначимо молекулярну масу гідриду, враховуючи, що відносна густина одного газу по іншому визначається ставленням молекулярних мас газів:
Отже,атомна маса елемента дорівнює різниці молекулярної маси гідриду елемента та двох атомних мас водню:
М(Е) = М(ЕН2) - М(2Н) = 130 - 2 = 128.
Враховуючи, що гідрид газоподібний, робимо висновок, що це гідрид неметалу. Отже, це елемент 6-ї групи – Te.
Вищий оксид неметалу 6-ї групи Te має формулу TeО3.
Молярна маса еквівалента оксиду дорівнює:
де n(Е) – число атомів елемента;