ТЕМА 2. Строение вещества и периодический закон

1. Элемент хлор встречается в виде двух устойчивых изотопов ³⁵Cl и ³⁷Cl с атомными массами соответственно 34,97 и 36,97. Средняя атомная масса хлора А_r(Cl) = 35,45. Вычислите относительное содержание каждого изотопа хлора в природных веществах.

 

2. Сколько протонов, нейтронов и электронов содержит атом каждого природного изотопа хлора? Различаются ли электронные формулы (конфигурации) и химические свойства изотопов? Почему?

 

3. Природный бром содержит два изотопа. Молярная доля одного из них составляет 50,69%, а его атомная масса А_r = 78,92. Используя значение средней атомной массы брома, указанное в периодической системе элементов, определите относительное содержание и атомную массу второго изотопа.

 

4. Сколько протонов, нейтронов и электронов находится в атоме каждого природного изотопа брома? Различаются ли электронные формулы (конфигурации) и химические свойства этих изотопов? Почему?

 

5. Природный кремний представляет собой смесь трёх изотопов. Атомные массы и молярные доли (c) двух из них имеют следующие значения А_r(²⁹Si) = 28,98, c = 4,67%; А_r(³⁰Si) = 29,97, c = 3,10%. Определите точную атомную массу третьего - самого распространённого изотопа кремния (²⁸Si).

 

6. Сколько субатомных (элементарных) частиц содержит атом каждого природного изотопа кремния? Различаются ли электронные формулы (конфигурации) и химические свойства этих изотопов? Почему?

 

7. Галлий – один из элементов, предсказанных Д.И. Менделеевым («экаалюминий»). В природе Ga встречается в виде смеси двух изотопов: ⁶⁹Ga (А_r = 68,93, c = 60,1%) и ⁷¹Ga (А_r = 70,92, c = 39,9%). Вычислите среднюю атомную массу галлия. Какие субатомные частицы и в каком количестве составляют атом каждого изотопа галлия? В чём выражается и чем объясняется химическое сходство Ga и Al?

 

8. Скандий - один из элементов, предсказанных Д.И. Менделеевым («экабор»). В природе скандий встречается в виде одного, а бор – двух изотопов (¹⁰В и ¹¹В). Сколько (и каких) субатомных частиц содержится в атоме скандия и в разных атомах бора? Напишите электронные конфигурации этих атомов.

 

9. Изобразите распределение электронов по орбиталям для атомов В, Al и Sс в состоянии, соответствующем валентности III, и для ионов В³⁺, Al³⁺ и Sс³⁺. Объясните причину химического сходства этих элементов. Предскажите закономерность изменения кислотно-основных свойств в ряду их оксидов и гидроксидов.

 

10. Напишите электронные формулы и покажите распределение электронов по орбиталям для Al, Sс, Ga и их ионов с зарядом 3+. Какие особенности электронного строения объединяют эти элементы в одну группу (но разные подгруппы) периодической системы?

 

11. Природная медь содержит 69,17% изотопа ⁶³Cu (А_r = 62,93) и 30,83% изотопа ⁶⁵Cu (А_r = 64,93). Вычислите среднюю атомную массу меди. Сколько (и каких) субатомных частиц входит в состав атома каждого изотопа?

 

12. Напишите электронные формулы атомов K, Cu и ионов K⁺, Cu⁺, Cu²⁺. Что объединяет калий и медь в одну группу периодической системы? У какого из этих элементов сильнее выражены металлические свойства? Какой из указанных катионов обладает наибольшей окислительной способностью? Дайте объяснение.

 

13. Элемент хром имеет четыре природных изотопа со следующими атомными массами и относительным содержанием (c,%):

А_г(⁵⁰Cr) = 49,95, c = 4,35; А_г(⁵²Cr) = 51,94, c = 83,79; А_г(⁵³Cr) = 52,94, c = 9,50; А_г(⁵⁴Cr) = 53,94, c = 2,36.

Вычислите среднюю атомную массу хрома. Сколько протонов и нейтронов содержит ядро наиболее распространенного изотопа хрома? Различаются ли электронные формулы изотопов?

 

14. Напишите электронные формулы атомов S, Cr и ионов S^2-, Cr²⁺. Что объединяет серу и хром в одну группу периодической системы? В каком валентном состоянии (изобразите конфигурации) или в какой степени окисления эти элементы образуют аналогичные по формам и свойствам соединения? Приведите примеры.

15. Элемент сурьма имеет два природных изотопа: ¹²¹Sb и ¹²³Sb с атомными массами соответственно 120,90 и 122,90. Среднее значение атомной массы сурьмы равно 121,75. Вычислите молярную долю каждого изотопа. Сколько протонов и нейтронов входит в состав их ядер? Различается ли электронная формула изотопов?

 

16. Напишите электронные формулы атомов V, As и Sb. Что объединяет ванадий, мышьяк и сурьму в одну группу (но разные подгруппы) периодической системы? Какой из этих элементов проявляет наиболее выраженные металлические свойства? В каком валентном состоянии (изобразите конфигурации) или в какой степени окисления эти элементы наиболее схожи по формам и свойствам соединений? Примеры.

 

17. Элемент серебро имеет два устойчивых изотопа: ¹⁰⁷Аg (А_r = 106,91) и ¹⁰⁹Аg (А_r = 108,90). Молярная доля атомов более лёгкого изотопа составляет 51,84%. Вычислите среднюю атомную массу серебра. Сколько протонов, нейтронов и электронов входит в состав атома каждого изотопа серебра?

 

18. Элемент рубидий имеет два устойчивых изотопа: ⁸⁵Rb (А_r = 84,91) и ⁸⁷Rb (А_r = 86,91).Средняя атомная масса рубидия равна 85,47. Вычислите молярные доли природных изотопов этого элемента. Сколько протонов и нейтронов в ядрах каждого из изотопов? Различаются ли их электронные конфигурации?

 

19. Напишите электронные формулы атомов и ионов (1+) рубидия и серебра. Валентные конфигурации покажите графически (квантовые ячейки). К каким электронным семействам относятся эти элементы? Какой из них в большей степени проявляет металлические свойства? Почему? Приведите примеры реакций, иллюстрирующих эти свойства.

 

20. Назовите элементы, имеющие следующие электронные формулы: 1s²2s²2p⁶3s¹ и 1s²2s²2p⁵. К каким электронным семействам они принадлежат? Дайте общую характеристику каждого элемента. Изобразите графические электронные конфигурации их характерных ионов.

 

21. Назовите элементы, имеющие следующие электронные формулы: [Ar]4s² и [Ar]3d⁶4s². К каким электронным семействам они относятся? Изобразите графические электронные конфигурации и сравните окислительно-восстановительные свойства их характерных ионов.

 

22. Назовите элементы, имеющие следующие электронные формулы: 1s²2s²2p⁶3s²3p² и [Ar]3d²4s². К каким электронным семействам они относятся? В какой степени окисления эти элементы имеют аналогичные электронные конфигурации и аналогичные по форме и свойствам соединения?

 

23. Назовите элементы, имеющие следующие электронные формулы: [Ar]3d¹⁰4s²4p⁵ и [Ar]3d⁵4s². К каким электронным семействам они принадлежат? Дайте общую характеристику каждого элемента. Какие устойчивые ионы они образуют? Изобразите графические электронные конфигурации этих ионов.

 

24. Напишите полные электронные формулы атомов элементов со следующей конфигурацией их внешних слоев: 3s²; 5s¹; 5s²5p². Валентные конфигурации элементов изобразите графически. У какого из этих элементов и почему наиболее выражены металлические свойства?

 

25. Напишите полные электронные формулы атомов элементов со следующей конфигурацией их валентных оболочек: 3s²3p¹; 4s²; 3d⁵4s¹. Валентные конфигурации элементов изобразите графически. У какого из этих элементов и почему наиболее выражены металлические свойства?

 

26. Напишите полные электронные формулы атомов элементов со следующей конфигурацией их внешних слоев: 4s²4p³; 3s²3p⁵; 5s²5p⁵. Валентные конфигурации элементов изобразите графически. У какого из этих элементов и почему наиболее выражены неметаллические свойства?

 

27. Напишите полные электронные формулы атомов элементов со следующей конфигурацией их валентных оболочек: 4s²4p²; 3d³4s²; 5d¹6s². Валентные конфигурации элементов изобразите графически. Какой из этих элементов и почему в наибольшей степени проявляет металлические свойства, а какой - неметаллические?

 

28. Назовите ионы, имеющие заряды 1+, 2+, 1- и 2-, которым соответствует общая электронная формула 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶. Почему различаются их свойства? В какой последовательности возрастают радиусы этих ионов?

 

29. Назовите ионы, имеющие заряды 1+, 2+, 3+ и 1-, 2-, 3-, которым соответствует электронная формула 1s²2s²2p⁶. Почему различаются их свойства? В какой последовательности возрастают радиусы этих ионов?

 

30. Предложите формулы двух соединений, в состав которых входят катионы с электронной конфигурацией 1s² и анионы с электронной конфигурацией 1s²2s²2р⁶. Напишите уравнения реакций образования этих соединений из простых веществ.

 

31. Предложите формулы двух соединений, в состав которых входят только ионы с электронной конфигурацией 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶4s²3d¹⁰4р⁶. Напишите уравнения реакций образования этих соединений из простых веществ.

 

32. Какая из следующих электронных формул соответствует возбужденному состоянию атома, а какая – запрещенному (невозможному): 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵; 1s²2s²2p⁶2d¹3s¹3p⁵; 1s²2s²2p⁶3s¹3p⁶?

 

33. Какая из следующих электронных формул соответствует возбужденному состоянию атома, а какая – запрещенному (невозможному): 1s²2s³2p³; 1s²2s²2p³3s¹; 1s²2s²2p⁴?

 

34. Могут ли электроны иона К⁺ находиться на следующих орбиталях: а) 3 р; б) 2 f; в) 4 s? Объясните ответ.

 

35. Могут ли электроны иона Са²⁺ находиться на следующих орбиталях: а) 3 s; б) 2 d; в) 4 р? Объясните ответ.

 

36. Могут ли электроны иона Аl³⁺ находиться на следующих орбиталях: а) 2 р; б) 1 р; в) 3 d? Объясните ответ.

 

37. Могут ли электроны иона Мg²⁺ находиться на следующих орбиталях: а) 2 s; б) 3 f; в) 4 d? Объясните ответ.

 

38. Напишите электронную конфигурацию атома неона в первом возбуждённом состоянии. Почему неон не образует химических соединений?

 

39. Напишите электронную конфигурацию атома фтора в первом возбуждённом состоянии. Почему в химических соединениях фтор всегда одновалентен?

 

40. Объясните, почему в большинстве соединений кислород двухвалентен, а углерод четырёхвалентен?

 

41. Напишите электронные конфигурации атомов натрия и магния в первом возбуждённом состоянии. Почему в химических соединениях натрий одновалентен, а магний двухвалентен?

 

42. Объясните, почему сера, в отличие от кислорода, проявляет переменную валентность? Приведите примеры соединений.

 

43. Объясните, почему хлор, в отличие от фтора, проявляет переменную валентность? Приведите примеры соединений.

 

44. Объясните, почему существует молекула PCl₅ и не существует NCl₅?

 

45. Чем объясняется, почему существует молекулярный ион Не₂⁺ и не существует молекула Не₂?

 

46. Объясните, почему существует ион NH₄⁺ и не существует ион СН₅⁺?

 

47. Где в периодической системе элементов находятся благородные газы? Почему раньше они составляли нулевую группу и назывались инертными газами? Почему молекулы благородных газов одноатомны?

 

48. Почему водород помещают в I или в VII группу периодической системы элементов? Какое обоснование можно дать тому и другому варианту?

 

49. Ионы Li⁺ и H^- имеют изоэлектронное строение, но различные свойства. Почему? Размер какого из этих ионов меньше? Какой из них проявляет восстановительные свойства?

 

50. В природных водах масса обычной воды (Н₂О) в 5500 раз больше массы тяжёлой воды (D₂О). Вычислите число изотопов дейтерия, содержащихся в 1 г природной воды. Напишите электронную конфигурацию атома дейтерия в основном и в первом возбуждённом состоянии.

 

51. Один из элементов, предсказанных Д.И. Менделеевым, образует оксид, массовая доля кислорода в котором составляет 30,5%. Элемент проявляет в этом оксиде степень окисления, равную +4. Какой это элемент? Напишите его электронную формулу.

 

52. Элемент образует высший оксид состава ЭО₃. С водородом этот элемент образует летучее соединение, в котором w(H) = 5,88%. Какой это элемент? Напишите его электронную формулу.

 

53. Элемент побочной подгруппы образует высший оксид состава ЭО₃, в котором w(О) = 33,3%. Какой это элемент? К какому электронному семейству он относится? Образует ли газообразное соединение с водородом?

 

54. Элемент образует высший оксид состава ЭО₃. С водородом этот элемент образует летучее соединение, в котором w(H) = 2,47%. Какой это элемент? Напишите его электронную формулу.

 

55. Элемент образует высший оксид состава Э₂О₅, в котором массовая доля этого элемента равна 65,22%. Какой это элемент? Напишите его электронную формулу. Какова химическая формула его соединения с водородом?

 

56. Приведите примеры трёх соединений: а) с полярной ковалентной связью; б) с неполярной ковалентной связью; в) имеющих одновременно ионную и ковалентную связи; г) имеющих полярные ковалентные связи, но неполярные молекулы.

 

57. Укажите основные типы химической связи в соединениях: СО₂, СаСО₃, О₂, СаF₂, НF, KF, Са_(тв.). Какое из указанных веществ характеризуется наиболее ковалентным, а какое – наиболее ионным типом связи? Почему?

 

58. Укажите основные типы химической связи в соединениях: HCl, NaCl, Na₂SO₄, SO₂, Cl₂, H₂SO₄, NaH. Какое из указанных веществ характеризуется наиболее ковалентным, а какое – наиболее ионным типом связи? Почему?

 

59. Укажите основные типы химической связи в соединениях: H₂S, Na₂S, NaNО₃, N₂, H₂О₂, KCl, Li₂. Какие из указанных веществ характеризуются наиболее ковалентной связью? Почему?

 

60. Укажите основные типы химической связи в соединениях: СН₄, Н₂, NН₃, NН₄Cl, Н₃РО₄, Р₄, Na₃РО₄. Какие из указанных веществ характеризуются наиболее ковалентной связью? Почему?

 

61. Какая связь наиболее полярная в каждой из следующих молекул: Н – О – Cl, Na – О –Н, Li – O – H?

Какой из этих гидроксидов проявляет наиболее основные свойства?

 

62. Как изменяется степень ионности связи О – Н и как изменяется сила кислот в следующем ряду: Н – О – Cl, Н – О –Br, Н – О – I?

 

63. Как изменяется степень ионности связи, длина связи, прочность связи и сила кислот в следующем ряду: НF, HCl, HBr, HI?

 

64. Используя представления о гибридизации орбиталей, объясните строение молекулы:

а) СН₄; б) BeF₂; в) С₂Н₄; г) С₂Н₂; д) СF₄; е) СО₂; ж) BF₃; з) NF₃; и) С₂Н₆; к) Н₂О; л) NН₃.

 

65. Что такое водородная связь? Приведите четыре примера ее образования. Какое влияние она оказывает на свойства веществ?

 

66. Объясните механизм образования донорно–акцепторной связи на примере образования иона BF₄^- по реакции BF₃ + F^- ® BF₄^-. Изобразите геометрическое строение иона BF₄^-.

 

67. Объясните механизм образования донорно–акцепторной связи на примере образования иона NH₄⁺ по реакции NH₃ + H⁺ ® NH₄⁺. Изобразите геометрическое строение иона аммония.

 

68. Назовите главные характеристики атомов элементов, склонных к образованию металлической связи. Приведите примеры двух простых и двух сложных веществ с металлической связью.

 

69. Назовите условия образования ионной связи между атомами разных элементов. Приведите примеры трёх соединений с ионной связью.

 

70. Приведите не менее пяти примеров молекул, в которых численное значение степени окисления атома и его валентность не совпадают.

 

71. Определите степень окисления элементов в следующих соединениях:

а) N₂H₄, NH₃, NF₃, MnSO₄, KmnO₄, MnO₄^-.

б) Cl₂O, OF₂, SO₃, SO₃^2-, NH₄NO₃, LiH.

в) NaHCO₃, Al₂(SO₄)₃, Kal(OH)₄, CH₄, CF₄, CO₃^2-.

г) HclO₄, C₆H₁₂O₆, PH₃, PH₄⁺, NH₂OH, K₂Cr₂O₇.

д) FeCl₂, Fe₂O₃, FeS₂, (NH₄)₂HPO₄, NH₄⁺, CaH₂.

е) H₃AsO₄, AsH₃, NO₂, N₂O₄, K₂CrO₄, Cr₂O₇^2-.

ж) N₂O, N₂O₅, NaCN, C₂H₆, K₂MnO₄, MnO₄^2-.

з) Са(clO)₂, KbrO₃, K₂FeO₄, O₃, Na₂O₂, HS^-.

и) SiH₄, SiF₄, H₂SiF₆, Na₂Si₂O₅, NO₂, NO₂^-.

к) SO₂, SOCl₂, SO₂Cl₂, C₂H₄, CCl₄, HCO₃^-

л) (NH₄)₂S, NaHS, NaHSO₄, LiAlH₄, S₈, SiO₃^2-.

м) CS₂, HCN, CaC₂, C₆H₅NO₂, CH₃NH₂, NO₃^-.

н) Al₄C₃, CH₃Cl, CH₃OH, HCOH, HCOOH, CH₃COO^-.

o) PCl₃, POCl₃, N₂H₄, NH₄NO₂, Ca(H₂PO₄)₂, HPO₄^2-.

 

 

ВАРИАНТЫ ЗАДАНИЙ

вариант	задания	вариант	задания
	1, 2, 20, 38, 70 3, 4, 27, 39, 71(а) 5, 6, 23, 40, 71(б) 7, 10, 26, 41,71(в) 8, 9, 24, 42, 71(г) 11, 12, 22, 43,71(д) 13, 14, 21, 44,71(н) 15, 16, 28, 45,71(е) 17, 19, 29, 46,71(ж) 7, 47, 52, 61, 71(з) 8, 48, 53, 62, 71(и) 11, 12, 30, 57,71(к) 13, 14, 31, 58,71(о) 15, 16, 32, 59,71(л) 18, 33, 50, 63,71(м)		1, 2, 25, 61, 71(а) 3, 4, 21, 62, 70 5, 6, 20, 63, 71(б) 7, 10, 28, 38, 71(в) 8, 9, 29, 39, 71(г) 11, 12, 31, 40, 71(д) 13, 14, 30, 41, 71(е) 15, 16, 33, 42, 71(н) 17, 19, 34, 43, 71(ж) 18, 22, 35, 44, 71(з) 1, 23, 36, 45, 71(и) 3, 24, 37, 46, 71(к) 5, 26, 51, 57, 71(л) 17, 27, 54, 58,71(о) 15, 49, 55, 59,71(м)

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: