microbik.ru
1

  1. СТРОЕНИЕ АТОМА

В Периодической системе Д. И. Менделеева (табл. П.4) представлены все известные элементы. Она состоит из семи периодов (1-3 - малые, 4-7 - большие), 8 групп. Каждая группа разделена на главную и побочную подгруппы. Главная подгруппа содержит элементы малых и больших периодов, а побочная – только больших.

Пример 1. Укажите в Периодической системе Д.И. Менделеева положение (номер периода, номер группы, главная или побочная подгруппа) атома элемента с зарядом ядра 85.

Решение. Элемент (85At) находится в 6-м периоде, 7-й группе, главной подгруппе.

Атомы элементов состоят из положительно заряженного ядра (протонов и нейтронов) и электронов. Количество электронов равно порядковому номеру элемента. Состояние электрона в атоме характеризуется квантовыми числами n, l, ml и ms, которые называются соответственно главное, орбитальное, магнитное и спиновое.

Порядок заполнения орбиталей электронами определяется следующими правилами В. Клечковского:

  • заполнение происходит в порядке увеличения суммы (n + l);

  • при одинаковых значениях этой суммы в первую очередь заполняется подуровень с меньшим значением главного квантового числа n.

Последовательность заполнения электронами энергетических уровней и подуровней в многоэлектронных атомах имеет вид

1s <2s <2p <3s <3p <4s <3d <4p <5s <4d <5p <6s <5d4f <6p <7s <6d5f <7p.

Пример 2. Используя правила Клечковского, рассчитайте, какой подуровень раньше заполняется электронами 4р или 5s.


Решение. Для 4р-подуровня Sn + l = 4 + 1 = 5; для 5s-подуровня Sn + l = 5 + 0 = 5. Так как сумма одинакова, то в первую очередь заполняется подуровень с меньшим значением n, т. е. 4р.

Пример 3. По распределению валентных электронов - 3d54s2 определите, какой это элемент, укажите его символ и напишите полную электронную формулу.

Решение. Значению главного квантового числа последнего энергетического уровня соответствует номер периода, следовательно, элемент находится в 4-м периоде. Сумма валентных электронов показывает номер группы, в которой находится элемент, в данном случае номер группы 7. Так как валентные электроны находятся на d-подуровне, то это элемент побочной подгруппы: 25Mn 1s22s22p63s23p63d54s2.

Пример 4. Напишите полную электронную формулу атома элемента с зарядом ядра 22.

Решение. 22Ti 1s22s22p63s23p63d24s2.

Пример 5. Напишите полные электронные формулы ионов Fq, Sn2+.

Решение. При образовании отрицательно заряженного иона нейтральный атом элемента принимает электроны: F0 + 1ē = Fq; электронная формула иона 9Fq1s22s22p6. Положительно заряженный ион получается, когда нейтральный атом элемента отдает электроны: Sn0 - 2ē = Sn2+ ; электронная формула иона 50Sn2+ 1s22s22p63s23p6 3d104s24p64d105s25p0.
Задания к разделу 1
Каждое задание содержит три вопроса (а,б,в).


Номер

зада-ния

а) Укажите числен-ные значения главного и орбитального кван-товых чисел данных подуровней, рассчитайте последовательность их заполнения

б) Распределите по квантовым ячейкам валентные электроны, определите химический элемент и его поло-жение в системе Д.И.Менделеева (номер периода, группа, под-группа)

в) Напишите элек-тронные формулы предложенных ато-мов и ионов, укажите положе-ние их в системе Д.И.Менделеева (номер периода, группа, подгруппа)

10

3d; 3p; 2s

3d 10 4s 2

Al, Hg 2+


Задания к подразделу 2.1



Вычислить стандартные изменения энтальпии, энтропии, энергии Гиббса в соответствующей реакции (,в табл. П.1). Определить температуру, при которой устанавливается химическое равновесие реакции, и сделать вывод о возможности протекания реакции в прямом направлении (из расчетных либо графических данных).

30

(т) + О2(г) = 2СO(г)



  1. Задание Две реакции при температуре 283 К протекают с одинаковой скоростью (=).Температурный коэффициент скорости первой реакции равен 3, второй равен 4. Как будут относиться скорости реакций ( : ), если реакцию проводить при 303 К?


70 Задание Рассчитать константу равновесия реакции CO(г) + Cl2 (г) COCl2 (г), если исходные концентрации CO и Cl2 составляли 4 моль/л, а равновесная концентрация COCl2 равна 2 моль/л.


90 Задание Напишите математическое выражение Кс (константы химического равновесия) для обратимых реакций и укажите направление смещения равновесия при изменении условий:

а) уменьшении парциального давления одного из исходных газообразных веществ; б) понижении давления; в) повышении температуры.

90

C( графит) + H2O (г) CO (г) + H2 (г)

131



110 Задание Сколько миллилитров воды следует прибавить к 25 мл 40%-ного раствора KOH (ρ =1,40 г/мл), чтобы получить 2%-ный раствор? б) Сколько миллилитров 96 % -ного раствора серной кислоты (ρ = 1,84 г/мл) требуется для приготовления 300 мл 0,5 М раствора?
130 Задание Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения возможных реакций предложенных оксидов с H2O, Na2O, KOH, HNO3.
Fe2O3; K2O
150 Задание Напишите для предложенных соединений уравнения диссоциации, а также в молекулярной и ионной формах уравнения возможных реакций взаимодействия их с H2SO4 и NaOH
KOH; H2CO3

170 Задание Напишите уравнения диссоциации солей и назовите их.

NiOHCl, NiBr2, NaH2PO4

190 Задание Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций для следующих превращений.
CoSO4  Co(OH)2 (CoOH)2SO4 Co(NO3)2; H2S Ca(HS)2
210 Задание Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций гидролиза солей, укажите значения рН растворов этих солей (больше или меньше семи).

NH4Br, Na2S
230 Задание Напишите в молекулярной и ионной формах уравнения реакций совместного гидролиза предложенных солей.

Bi (NO3)3 + Na2CO3

250 Задание Рассчитайте и укажите степень окисления (CO) атомов элементов в предложенных частицах. Объясните, какую роль могут выполнять указанные частицы в окислительно-восстановительных реакциях: только окислитель (Ox), только восстановитель (Red), окислитель и восстановитель.

CrO33—, MnO2, PbO2, Cr2O72—

270 Задание Составьте электронно-ионные схемы и молекулярные уравнения реакций. Укажите окислитель и восстановитель. Две реакции (а,б) для каждого задания.

а) Ni(OH)2 +NaClO + H2O Ni(OH)3 , Cl

б) KMnO4 + Na2SO3 + H2O SO4 2— , MnO2
290 Задание Используя потенциалы (табл. П.6, П.7, П.8), допишите уравнения реакций (по две для каждого варианта), составив к ним электронно-ионные схемы. Для реакций металлов с H2SO4 (конц.) и HNO3 значение потенциала окислителя более 1 В. Оцените практическую устойчивость металлов в данной среде.
а) Zn + NaOH + H2O + O2

б) Cd + HNO3 (разб.)
310 Задание Для предложенных гальванических элементов рассчитайте электродные потенциалы и ЭДС. Если концентрация раствора не указана, потенциал примите стандартным (табл.П.6). Напишите уравнения анодного и катодного процессов, молекулярное уравнение токообразующей реакции, составьте схему и укажите направления движения электронов и ионов.
(Pt) H2 / H2SO4 // ZnSO4, 0,01 M / Zn

330 Задание Рассмотрите коррозию гальванопары, используя потенциалы (табл. П.7), укажите анод и катод соответствующей гальванопары в различной коррозионной среде, рассчитайте ЭДС, напишите уравнения анодного и катодного процессов, молекулярное уравнение реакции коррозии, укажите направление перемещения электронов в системе.


Номер задания

Коррозионная среда

а) H2O + O2

б) NaOH + H2O

в) H2O + Н+

330

Co / Mg

Zn / Fe

Pb / Al


350 Задание Рассмотрите катодные и анодные процессы при электролизе водных растворов веществ. Процессы на электродах обоснуйте значениями потенциалов (табл. П.6,7,8). Составьте схемы электролиза с инертными электродами водных растворов предложенных соединений (отдельно два раствора) с инертными электродами либо растворимым анодом. Рассчитайте массу или объем (при нормальных условиях для газов) продуктов, выделяющихся на электродах при пропускании через раствор в течение 1 часа тока силой 1 А.
Pb(NO3)2; H2SO4

370 Задание Какие полимеры называют термопластичными, термореактивными? Приведите примеры.