Подгруппа азота – пниктогены

1. В ряду p-элементов V группы периодической системы сопоставьте электронные конфигурации, атомные радиусы, потенциалы ионизации, сродство к электрону, электроотрицательности, устойчивость степеней окисления. Объясните наблюдаемые закономерности. Приведите примеры соединений, соответствующих всем степеням окисления азота. В чем заключается отличие азота и фосфора от других элементов подгруппы?

2. Опишите строение молекулы азота по методу ВС и МО. В чем заключается причина инертности молекулярного азота? Какими путями решается проблема связывания азота в природе и технологии? Какие условия необходимы для непосредственного окисления азота кислородом? Какой из оксидов может при этом образоваться?

3. Какие водородные соединения образуют p-элементы V группы? Как они называются? Сопоставьте в ряду гидридов ЭH₃ для N –P –As – Sb –Bi изменение следующих свойств: а) геометрии молекул, б) термической устойчивости, в) восстановительных свойств, г) донорной способности (т.е склонности к реакциям присоединения).

4. Объяснить строение молекулы аммиака с позиций метода ВС. Какова пространственная структура молекулы NH₃ и иона NH₄⁺? Какие свойства аммиака обусловлены таким строением молекулы? Как получают аммиак в промышленности и в лаборатории?

5. Дайте характеристику основных физических и химических свойств аммиака, приведите примеры реакций. Какие главные применения имеет аммиак в промышленности? Жидкий аммиак как неводный ионизирующий растворитель.

6. Опишите строение молекул гидроксиламина и гидразина. Охарактеризуйте способность этих соединений к: а) донорно-акцепторному взаимодействию; б) взаимодействию с водой и кислотами; в) проявлению окислительно-восстановительных свойств. Приведите примеры соответствующих реакций.

7. Напишите формулы всех оксидов, которые способен образовать азот. С помощью МВС покажите электронное строение их молекул, объясните причину димеризации некоторых из них. Какие из оксидов являются кислотообразующими? Напишите уравнения реакций получения оксидов азота (I), (II) и (IV). Взаимодействует ли окись и двуокись азота с водой (холодной и горячей), со щелочью?

8. Каков характер химических связей и тип гибридизации в молекуле азотистой кислоты? Чем можно объяснить ее малую термическую устойчивость? Каковы свойства нитритов: растворимость, взаимодействие с кислотами, гидролиз, окислительно-восстановительные возможности?

9. Получение азотной кислоты. Особенности строения молекулы и нитрат-иона. Физические и химические свойства концентрированной и разбавленной азотной кислоты; состав продуктов взаимодействия с металлами и неметаллами. В чем заключается механизм действия “царской водки”.

10. Нитраты, их получение и свойства. Какова растворимость нитратов? Какие нитраты в растворе подвергаются гидролизу? Напишите уравнения соответствующих реакций. Каковы особенности термического разложения нитратов: калия, никеля, серебра; нитрата и хлорида аммония? От чего зависят продукты термического разложения этих солей?

11. Фосфор. Получение и свойства оксидов и гидроксидов. Строение и свойства оксида фосфора (V)? Каков состав его молекулы в парообразном состоянии? Как протекает процесс гидратации P₂O₅? Фосфорные кислоты и их соли, растворимость и гидролизуемость.

р-Э.лементы IV-ой группы

Углерод

1. Дайте общую характеристику p-элементов IV группы периодической системы. Сравните: электронные конфигурации, радиусы атомов, энергии ионизации и сродства к электрону, электроотрицательности в ряду углерод-свинец. Какие степени окисления характерны для этих элементов? Какие из них являются наиболее устойчивыми? Как изменяются неметаллические и окислительно-восстановительные свойства элементов в ряду С-Si-Ge-Sn-Pb?

2. Углерод и его аллотропические модификации. Каттенация (способность образовывать протяженные цепи) и ее объяснение. Оксид углерода (II), особенности строения, свойства, получение. Почему для отделения CO от CO₂ смесь этих газов пропускают через раствор щелочи, а не через воду?

3. Полиморфизм углерода. Опишите структуру алмаза, графита, карбина, аморфного угля и фуллеренов; их физические свойства. Почему они так различаются? Какая из модификаций углерода наиболее стабильна в стандартных условиях? Что такое активированный уголь? Чем обусловлена его высокая адсорбционная способность? Где она используется?

4. Какие гибридные состояния характерны для валентных орбиталей атома углерода при образовании химических связей? Какую геометрическую конфигурацию имеют молекулы CH₄, CO₂, СS₂, C₂H₂, ион CO₃^2-? Сколько s- и p-связей образует атом углерода в каждом из этих случаев? Какова распространенность углерода в природе и его биологическая роль?

5. К каким классам относятся соединения углерода с галогенами, серой, металлами? Карбиды. Получение, классификация, свойства. Приведите примеры ионных и металлоподобных карбидов. Как взаимодействуют с водой карбиды кальция и алюминия? Какое значение в промышленности имеет гидролиз CaC₂?

6. Оксид углерода(II) СО и циановодород НСN. Почему молекула CO и цианид-ион являются изоэлектронными молекуле N₂? Постройте энергетическую диаграмму молекулярных орбиталей для молекулы СО. Как получают оксид углерода (II) в лаборатории и в промышленности? Где его применяют? Каковы физические и химические свойства этихсоединений?

7. Оксид углерода (IV). Строение молекулы. Свойства, получение, применение CO₂.

Карбонатное равновесие и его смещение. Чем выгоднее пользоваться для поглощения CO₂: водой или раствором щелочи? Как можно разделить оксиды СO и CO₂, смесь которых получается при нагревании щавелевой кислоты с H₂SO_4(конц.)?

8. Объясните действие аппарата Киппа. Какое равновесие устанавливается при растворении CO₂ в воде? Куда оно смещается при добавлении растворов кислот или щелочей? Какова основность, сила и устойчивость образующейся угольной кислоты? Какова геометрия иона СО₃^2-? Какие соли может образовать угольная кислота? Какие из них гидролизуются в большей степени? Почему?

Кремний - Si.

1. В виде каких соединений встречается кремний в природе? Как можно получить Si в свободном состоянии? Охарактеризуйте отношение кремния к металлам и неметаллам, кислотам и щелочам. Приведите примеры реакций. С чем связана высокая прочность и полимерный характер SiO₂ в сравнении с мономерным характером CO₂? Чем объясняется, что кремний растворяется в смеси HF + HNO₃, но не растворяется в царской водке?

2. Какова природа бинарных соединений кремния с H, O, S, Hal? Как их получают? Каковы их физические и химические свойства? В чем отличие этих соединений от однотипных соединений углерода? Возможно ли взаимодействие SiO₂ с HCl_(г) и HF_(г) при обычных условиях? Ответ подтвердите значениями G⁰₂₉₈ реакций.

3. Какие оксиды образует кремний? В чем состоит сходство и в чем отличие этих оксидов от аналогичных соединений углерода? В чем их можно растворить? Какая из трех кристаллических модификаций SiO₂ широко распространена в природе? Что представляют собой горный хрусталь, топаз, аметист?

4. Что представляют собой силаны? К какому классу соединений относят? Каково их строение и физические свойства? Как получают силаны, если кремний с водородом непосредственно не взаимодействует? Какие продукты образуются при их горении; взаимодействии с водой в присутствии щелочи? Какую особенность силанов характеризует последняя реакция?

5. Какие известны соединения кремния с галогенами? Как они могут быть получены? Какими обладают физическими свойствами? Что происходит при взаимодействии фторида и хлорида кремния с водой? Объясните процесс травления стекла плавиковой кислотой. Что представляет собой кремнефтористоводородная кислота? Образуется ли аналогичное соединение с другими галогенами?

6. Что представляют собой кремниевые кислоты? Каков их состав? Как их получают? Чем объясняется склонность кремниевых кислот к образованию коллоидных растворов? Что образуется при обезвоживании кремниевых кислот? Как называется образующийся продукт и каково его значение в технике?

7. Кремниевая кислота и ее соли; получение и химические свойства; особенности гидролиза силикатов. Какие существуют разновидности стекла? Что представляет собой жидкое, обыкновенное и бутылочное стекло, хрусталь, пирекс? Как сказывается на свойствах стекла замена ионов Na⁺ ионами K⁺, Pb²⁺, Co²⁺? Как получают стекло в промышленности?

Подгруппа германия – Ge, Sn, Pb.

1. Как изменяются металлические свойства в ряду Ge-Sn-Pb? С чем это связано? В чем проявляется? Как изменяется характер физических и химических свойств этих элементов как простых веществ? Положение Ge, Sn и Pb в ряду напряжений. Как относятся эти металлы к другим металлам и неметаллам, воде, кислотам, щелочам?

2. Какие степени окисления проявляют атомы олова и свинца в соединениях? Какие из них являются наиболее устойчивыми? С чем это связано? Дайте характеристику окислительно-восстановительных свойств различных соединений Sn и Pb на конкретных примерах. Возможно ли окисление ионов Mn²⁺ до MnO₄^- c помощью PbO₂ в кислой среде?

3. Положение олова и свинца в ряду напряжений. Почему металлическое олово растворяют обычно в концентрированной соляной кислоте, а свинец в азотной? Что представляют собой при обычных условиях хлориды SnCl₂ и SnCl₄? Почему SnCl₄ дымит на воздухе? К каким классам соединений относятся эти хлориды?

4. В виде каких аллотропных модификаций существует олово? При каких условиях одна модификация переходит в другую? Какое явление называют «оловянной чумой»? Каковы особенности взаимодействия олова с азотной кислотой? Каким образом эта реакция демонстрирует амфотерный характер олова?

5. Оксиды и гидроксиды олова (II) и олова (IV), их получение, свойства, отношение к кислотам и щелочам. Известно, что гидроксид олова (IV) имеет переменный состав и при стоянии склонен к «старению». Как можно объяснить этот факт?

6. Как изменяются кислотно-основные свойства в ряду оксидов: GeO₂-SnO₂-PbO₂ ? Как ведут себя эти оксиды по отношению к кислотам и щелочам? Каковы условия и особенности протекания реакций? К каким продуктам они приводят? В каком случае образуется «сурик», каково его строение и отношение к азотной и серной кислотам?

7. Какую степень окисления проявляет свинец в своих оксидах: PbO, PbO₂, Pb₂O₃, Pb₃O₄? Как они называются? Напишите их графические формулы. Как можно получить оксид и диоксид свинца? Какое вещество носит название “сурика”? Почему «сурик» по-разному реагирует с соляной и азотной кислотами?

8. При нагревании порошка PbO₂ происходит ряд превращений: PbO₂-Pb₂O-Pb₃O₄-PbO. По какому внешнему признаку можно установить переход одного оксида в другой? Какие из них относят к классу солей? Дайте им названия и приведите графические формулы. Почему при растирании PbO₂ c серой или фосфором происходит воспламенение? В каком производстве это используется?

9. Можно ли металлический свинец отличить от германия и олова, пользуясь азотной кислотой? Особенности взаимодействия Sn и Pb с кислотами и щелочами. Как отличаются по химической активности - и -модификации оловянной кислоты H₂SnO₃ ?

10. Какие сульфиды и тиосоли образует олово? Напишите реакции получения сульфидов и их взаимодействия с моно- и дисульфидом аммония. Как относится сульфид олова (IV) к соляной кислоте. к щелочи? Почему не существуют тиосоли свинца?

11. Как можно разделить сульфиды SnS и PbS друг от друга? Как относятся эти соединения к сульфиду аммония и многосернистому аммонию (NH₄)₂S₂? Почему при реставрации старых картин их обрабатывают перекисью водорода? Напишите уравнения реакций.

Подгруппа бора – B, Al ( Ga, In, Tl).

Сравнительная характеристика элементов и их соединений

1. Дайте общую характеристику p-элементов III группы, исходя из их положения в периодической системе. Сравните: электронные конфигурации атомов, радиусы, энергии ионизации и энергии сродства к электрону, электроотрицательности. Какие степени окисления проявляют эти элементы в соединениях? Какие из них являются наиболее устойчивыми? Почему? В виде каких соединений эти элементы встречаются в природе?

2. Из каких природных соединений получают бор и алюминий? Какие химические или электрохимические процессы при этом используют? Напишите уравнение реакции восстановления бора из оксида бора и схему электрохимических процессов, протекающих у электродов при производстве алюминия.

3. Сравните химические свойства бора и алюминия. Как относятся бор и алюминий к воздуху, воде, кислотам, щелочам? Каков характер их оксидов и гидроксидов? Объясните, почему бор и его кислородные соединения по химическим свойствам отличаются от элементов главной подгруппы III группы?

БОР

1. Общая характеристика бора и его природные соединения. Получение и свойства бора. Как получают бор особой чистоты? Аморфный и кристаллический бор, их отличие; химические свойства бора (взаимодействие с металлами и неметаллами, кислотами и щелочами).

2. Что представляют собой гидриды бора (бороводороды)? Особенности химической связи. Какое строение имеет простейший бороводород? Почему в обычных условиях он существует в виде димера? Получение и свойства бороводородов.

3. Борный ангидрид и борные кислоты, химическая связь, строение молекул, свойства. В чем заключается особенность ионизации ортоборной кислоты в водных растворах? Каковы основность и сила этой кислоты? Как протекают процессы ее дегидратации и нейтрализации, взаимодействие со спиртами?

4. Что представляет собой бура и другие соли борной кислоты (бораты, метабораты)? Что происходит при действии на буру серной или соляной кислоты? Как можно качественно обнаружить присутствие бора в соединении? Как получить «перлы буры», окрашенные в зеленый и синий цвет? Чем объясняется легкость перехода боратов и оксида бора в стеклообразное состояние?

5. К каким классам относятся соединения бора с кислородом, хлором, азотом? Почему соединения бора с азотом напоминают соединения углерода? В чем проявляется эта аналогия? Почему оксид бора является полимерным соединением? Что происходит при его растворении в воде? При каких условиях возможен обратный процесс и как он протекает?

6. Напишите уравнения реакций получения борида магния, диборана, трехфтористого бора и оксида бора. Укажите степени окисления бора и условия получения этих соединений (прямым или косвенным путем). Как реагируют эти соединения с водой? Что происходит при взаимодействии BF₃ с плавиковой кислотой? Укажите тип гибридизации атома бора и геометрию образующегося иона.

7. Какую геометрическую конфигурацию имеют ионы BO₃^3-, BH₄⁺? Чем можно объяснить большую устойчивость гетероцепей B-O-B и неустойчивость гомоцепей B-B? За счет чего молекула BF₃ может присоединять к себе другие молекулы или ионы_, например, NH₃ или F^-? Почему невозможно присоединение таких молекул, как CH₄?

АЛЮМИНИЙ.

1. В виде каких соединений алюминий встречается в природе? Как получают металлический алюминий в промышленности? Какими свойствами он обладает (отношение к кислороду воздуха, воде, кислотам и щелочам)? В чем сущность процесса алюмотермии?

2. Чем объясняется большая коррозионная стойкость алюминия? Как относится этот металл к кислороду, кислотам и щелочам? Чем объясняется его пассивация в азотной кислоте и концентрированной серной кислоте? В чем проявляется амфотерность алюминия и его соединений?

3. Какова химическая природа Al(OH)₃? Приведите примеры реакций, характеризующие его амфотерность. Алюминаты и алюмосиликаты. Есть ли разница в составе алюминатов, образующихся в расплаве и в водных растворах? Что происходит при карбонизации водного раствора алюмината?

4. Почему сульфид алюминия получают только сухим путем, а не по обменной реакции в водном растворе? Сравните G⁰₂₉₈ реакций образования Al₂S₃ из простых веществ и из ионов в водном растворе. Как гидролизуются соли алюминия: AlCl₃, Al(CH₃COO)_3, Al₂(SO₄)₃? Как рассчитать степень гидролиза этих солей? Какое влияние на степень гидролиза оказывает природа аниона?

5. Дайте общую характеристику солей алюминия, их растворимость, гидролиз. Что представляют собой квасцы? Гидрид алюминия и алюмогидриды металлов. Где применяют алюминий и его соединения?

Общие сведения о комплексных (координационных) соединениях

1. Какие соединения называют соединениями “низшего порядка”, а какие – соединениями “высшего порядка” или комплексными, координационными соединениями? С чем это связано? Приведите примеры подобных соединений. Что представляют собой комплексные соединения с точки зрения теории А.Вернера? Сформулируйте основные положения этой теории.

2. По данным эмпирическим формулам – CoCl₃∙6NH₃, PdCl₂∙2NH₃ и Fe(CN)₆∙3KCl - составьте формулы соответствующих комплексных соединений и дайте определение следующим понятиям: комплексообразователь, лиганды, координационное число, координационная емкость (дентатность), внутренняя и внешняя координационные сферы, заряды этих сфер.

3. Даны следующие комплексы: Na₂[PdCl₄], [Co(NH₃)₅Cl](NO₃)₂, [Pt(Ph₃P)₂Cl₂], [Cr(H₂O)₃(OH)₃]: на этих (и других) примерах сформулируйте основные принципы классификации и номенклатуры координационных соединений. Какие Вам известны методы исследования строения КС? В чем состоит сущность химического метода изучения комплексного соединения, эмпирическая формула которого CoCl₃∙5NH₃?

4. Дайте определение понятиям изомерия, изомеры. Какие виды изомерии распространены в координационной химии? В чем состоит сущность геометрической изомерии? Как можно синтезировать цис- и транс-изомеры комплексных соединений платины, пользуясь закономерностью (эффектом) трансвлияния И.И.Черняева?

5. Какие существуют теории и методы для объяснения природы химической связи в комплексных соединениях? В чем их достоинства и недостатки? Какую информацию можно получить о комплексных ионах [Ag(NH₃)₂]⁺, [Pt(NH₃)₄]²⁺ и [CoF_6]^3-, если рассматривать их образование с точки зрения метода валентных связей? Почему КС наиболее распространены среди d-элементов?

6. В чем состоят основные принципы теории кристаллического поля? Какую форму имеют электронные облака d-орбиталей центрального атома? Почему их называют вырожденными пятикратно? Как эти орбитали ориентированы в пространстве? Что понимают под расщеплением d-орбиталей в полях различной симметрии (октаэдрическом, тетраэдрическом, плоскоквадратном)? Какие орбитали обозначают d_ε, а какие dγ?

7. Что понимают под расщеплением d-орбиталей центрального атома в комплексном соединении под действием поля лигандов? От чего зависит характер этого расщепления? Что называют параметром расщепления (∆)? От каких факторов зависит величина ∆? В каком случае лиганды создают вокруг комплексообразователя сильное поле, а в каком – слабое? Что такое спектрохимический ряд лигандов?

8. В соответствии с какими принципами происходит заполнение электронами d-орбиталей комплексообразователя в октаэдрическом и тетраэдрическом поле лигандов? Дайте определение понятию энергия стабилизации кристаллическим полем лигандов (ЭСКП). Как влияет соотношение между ЭСКП (или энергией расщепления d-орбиталей ∆) и энергией спаривания электронов (P) на характер распределения электронов по орбиталям d_ε и dγ? В каких случаях образуются высокоспиновые, а в каких – низкоспиновые комплексы?

9. Как можно, пользуясь методом валентных связей (МВС), а также теорией кристаллического поля (ТКП), объяснить следующие свойства комплексных ионов – [Fe(CN)₆]^4-, [FeF₆]^4-- - пространственную конфигурацию (геометрию), магнитные свойства (пара- или диамагнитные), оптические свойства (окрашены или нет), устойчивость и реакционную способность.

10. Приведите примеры комплексных соединений, отличающихся зарядом внутренней сферы, т.е. катионный, анионный и нейтральный комплексы. Какие из них относятся к электролитам? В чем состоит особенность поведения комплексных соединений в водных растворах? Ч то понимают под константами нестойкости комплексов и константой устойчивости? Что они характеризуют? Каковы условия образования и разрушения комплексов в растворе? Проиллюстрируйте примерами.

s-Элементы и их соединения

1. Какое положение в ПС занимают щелочные и щелочно-земельные элементы? Почему их так называют? Сопоставьте изменение радиусов атомов этих элементов и потенциалов ионизации (I₁) в зависимости от их порядкового номера. Какие степени окисления для них характерны? Почему активность этих металлов в ряду напряжений не соответствует их активности в связи с положением в Периодической системе? Какие из s-элементов I и II групп проявляют диагональное сходство? В чем это выражается?

2. Как получают свободные s-металлы I и II групп? Какие физические свойства для них характерны? Как изменяются t⁰_пл. и t⁰_кип. в подгруппах этих металлов? С чем это связано? Пользуясь методом МО ЛКАО, объясните возможность или невозможность существования молекул Li₂ и Be₂? Спектр какой из этих молекул идентичен со спектром молекулы водорода?

3. Что представляют собой кислородные соединения щелочных металлов: нормальные оксиды, пероксиды, надпероксиды и супероксиды? Какова формальная степень окисления кислорода в этих соединениях? Как получают нормальные оксиды натрия, калия, рубидия и цезия? Как установить, что при горении металлического натрия образуется не оксид, а пероксид? Какие процессы протекают: а) при нагревании пероксида натрия, б) при взаимодействии его с водой, в) с СО₂, г) с кислотами?

4. Какие бинарные соединения могут образовывать щелочные и щелочно-земельные металлы, например, Li и K; Be и Ca? Как их получают? Взаимодействуют ли при сплавлении: а) оксиды BeO и CaO с оксидами Na₂O и SiO₂, б) сульфиды BeS и CaS с сульфидами Na₂S и SiS₂? Сделайте выводы о различии в их характере. Как взаимодействуют с водой карбиды кальция и натрия?

5. Охарактеризуйте отношение s-металлов к кислороду и галогенам, воде и кислотам. Чем литий по своим свойствам отличается от других s-металлов? Как изменяются термическая устойчивость, растворимость и основные свойства в ряду оксидов и гидроксидов s-элементов? С чем это связано? В чем выражается амфотерность соединений бериллия? Какие соли щелочных и щелочно-земельных металлов подвергаются гидролизу?

6. Что представляют собой следующие вещества: негашеная известь, гашеная известь, известковое молоко, баритовая вода, известковая вода, каустическая сода, сода кристаллическая, сода кальцинированная, сода питьевая? Как получают их в промышленности? Как отличить гашеную известь от измельченного в порошок известняка? Как из Na₂CO₃, содержащего примесь NaHCO₃, получить чистый карбонат? Какая из солей - Na₂CO₃ или NaHCO₃ – в большей степени подвергается гидролизу? Докажите это расчетом К_гидр..

7. Что является причиной жесткости природных вод? Почему жесткую воду требуется умягчать при использовании ее для технических и бытовых целей? Что принимают за количественную меру жесткости воды? Какая вода считается мягкой, средней степени жесткости, жесткой? Что понимают под карбонатной(временной) и некарбонатной (постоянной), общей жесткостью? Какие методы используют для устранения жесткости воды?

d-Элементы и их соединения.

Подгруппа меди – Cu, Ag, Au.

1. Электронное строение, закономерности изменения радиусов и потенциалов ионизации (сравните с аналогичными параметрами щелочных металлов). Какие степени окисления проявляют Cu, Ag и Au? Почему температуры плавления, теплоты плавления и возгонки d- и s-элементов I группы резко отличаются? Приведите электродные потенциалы этих металлов и сравните их химическую активность в водной среде.

2. Отношение меди и серебра к кислороду и кислотам (соляной, серной, азотной и сероводородной). Как объяснить растворение золота в “царской водке”, цианиде калия, в концентрированном растворе азотной кислоты с хлоридом натрия?

3. Получение и свойства оксидов и гидроксидов меди (I) и (II). Объясните различие в их устойчивости. Какие из гидроксидов элементов I группы проявляют амфотерные свойства? Напишите уравнения соответствующих реакций. Какие продукты могут образоваться при прокаливании CuO и CuSO₄, при сплавлении Cu₂O и Cu₂S?

4. Охарактеризуйте термическую устойчивость и кислотно-основные свойства оксидов и гидроксидов в ряду Cu(I), Ag(I), Au(I). Что произойдет, если к раствору CuSO₄ прилить избыток раствора щелочи и глюкозы, а затем нагреть? Какое практическое значение имеет малая устойчивость соединений серебра?

5. Как получают галогениды серебра? Объясните различное поведение этих галогенидов по отношению к растворам аммиака, иодида калия и тиосульфата натрия. Что представляет собой реакция «серебряного зеркала»?

6. Получение и характерные свойства солей меди (средних и основных). Какие процессы будут протекать при добавлении к растворам солей Cu(II) растворов KCl, KBr и KI? Как можно в этом убедиться? Чем объясняется неустойчивость CuI₂? Что происходит при нагревании водного раствора CuSO₄ с глюкозой? В какой среде следует вести эту реакцию?

Пподгруппа цинка – Zn, Cd, Hg.

1. Дайте общую характеристику элементов подгруппы цинка: валентные электронные оболочки, проявляемые степени окисления, изменение атомных радиусов и потенциалов ионизации. В чем причина немонотонного характера в изменении последних характеристик (R_ат, и I₁)? Сравните физические и химические свойства простых веществ цинка, кадмия и ртути.

2. Приведите стандартные электродные потенциалы систем Ме²⁺/Ме для цинка, кадмия и ртути. Как изменяется электрохимическая активность в этом ряду относительно водных растворов кислот и щелочей? Как влияет активность металла на состав продуктов восстановления серной и азотной кислот?

3. Охарактеризуйте отношение Zn, Cd и Hg к кислороду, концентрированным и разбавленным кислотам, щелочам. Чем отличаются процессы растворения ртути а) в избытке HNO₃; б) в присутствии избытка самой ртути? С чем это связано? В каких свойствах ртути проявляется ее отличие от цинка и кадмия? Чем это обусловлено?

4. Получение и химические свойства оксидов и гидроксидов Zn, Сd, Hg. Как изменяются в этом ряду термическая устойчивость и кислотно-основные свойства? В чем причина различий? Какие свойства гидроксидов Zn и Cd позволяют сделать вывод об относительной величине степени гидролиза их солей?

5. Как можно получить нитраты и хлориды Hg(I) и Hg(II)? Какие свойства они проявляют и в чем их практическое значение? Как протекает взаимодействие нитратов или хлоридов ртути с водой, с растворами SnCl₂, H₂S, KI и аммиака? Что представляет собой реактив Несслера? Где и для каких целей его используют?

6. Получение, строение и свойства сульфидов Zn, Cd, Hg(I) и Hg(II). Различаются ли они по растворимости в воде и кислотах? Как можно наиболее полно осадить ZnS из водного раствора его соли? Где он применяется? Почему при получении Zn из сульфидных руд используют последовательно две химические реакции, а при получении Hg – одну?

7. Какие реакции будут протекать при добавлении щелочи к раствору, содержащему ионы Zn²⁺, Cd²⁺, Hg²⁺ и Hg₂²⁺? С чем связано различие протекающих реакций? В какой среде Zn является более сильным восстановителем? Почему? Будет ли он восстанавливать в растворе K₂Cr₂O₇; взаимодействовать с KNO₃? Приведите количественные характеристики.

8. Особенности Zn и Hg. Объясните сущность явлений и приведите примеры реакций, доказывающих амфотерность соединений цинка и способность к диспропорционированию соединений Hg²⁺₂. C помощью каких реакций можно разделить смесь нитратов Ba²⁺, Zn²⁺, Cd²+, Hg²⁺₂? Что представляют собой амальгамы металлов? Изменяются ли химические свойства металлов, содержащихся в амальгаме? Как взаимодействует с водой амальгама натрия, почему ее применяют в качестве восстановителя вместо металлического натрия?

Подгруппа хрома - Cr, Mо, W.

1. Дайте общую характеристику элементов побочной подгруппы VI-группы, исходя из их положения в периодической системе (электронные конфигурации, радиусы атомов и ионов, потенциалы ионизации). Какие степени окисления проявляют Cr, Mo и W? Как в этом ряду изменяется устойчивость высшей степени окисления? С чем это связано? Как и почему изменяется химическая активность металлов при переходе от хрома к вольфраму? Чем объясняется большая близость Mо и W по свойствам по сравнению с хромом? Как получают свободные металлы?

2. Приведите формулы оксидов и соответствующих им гидроксидов, которые образует хром. Как изменяются кислотно-основные свойства в ряду этих соединений с повышением степени окисления? Дайте объяснения с точки зрения представлений о химической связи. Как получают оксиды и гидроксиды хрома (II)? Проиллюстрируйте примерами реакций различие в их кислотно- основных и других свойствах.

3. Получение и свойства простых и комплексных солей хрома (II) и (III). Как можно объяснить изменение окраски растворов соединений хрома (II) при стоянии на воздухе? Почему подкисленный соляной кислотой раствор CrCl₂ используют для поглощения кислорода? С чем связана высокая восстановительная активность Cr²⁺?

4. Какие соединения образует хром в степени окисления 6+? Как изменяются устойчивость, окислительные и кислотные свойства однотипных соединений в ряду Cr-Mo-W? Чем отличаются методы получения соответствующих оксидов? Как можно перевести их в растворимое состояние?

К какому классу относится хлористый хромил? Какое строение имеет его молекула? Существует ли он в водных растворах?

5. Что представляют собой хромиты, хроматы и бихроматы? Каковы условия их образования, строение, характерные свойства? В виде каких ионов находятся Cr(III) и Cr(VI) в кислых и щелочных растворах? Какое из соединений – NaCrO₂ или CrCl₃ – гидролизовано сильнее? Почему CrCl₃ гидролизован сильнее, чем CrCl₂?

6. Соединения Cr(VI): хромовые кислоты и их соли. Какие кислоты относят к изополикислотам? Получение, условия существования солей Cr(VI) в растворе. Как изменяется окислительная способность соответствующих соединений в ряду Cr-Mo-W? В какие производные переходят хроматы и бихроматы при их восстановлении в нейтральной, кислой и щелочной среде? Что такое “хромовая смесь” (хромпик)? Почему она применяется в лаборатории для мытья посуды?

Подгруппа марганца – Mn, Tc, Re.

1. Дайте общую характеристику элементов VIIВ-группы периодической системы на основе электронного строения их атомов и других характеристик. Почему эти элементы относятся к полным электронным аналогам? Какие степени окисления для них наиболее характерны, как изменяется их устойчивость при переходе от Mn к Re? В чем это проявляется? Какие химические свойства проявляют эти элементы как простые вещества? Что представляют собой карбонилы марганца и его аналогов?

2. Оксид (и другие бинарные соединения), гидроксид, соли Mn(II): получение и свойства. Какие превращения претерпевает MnO при нагревании на воздухе? Какие из соединений марганца – MnCl₂, Mn(OH)₂, MnS, MnSO₄ - во влажном состоянии неустойчивы? Что с ними происходит? Почему, например, гидроксид Mn(II) буреет на воздухе? В какой среде устойчивы растворы солей Mn(II)? Как можно перейти от Mn²⁺ к MnO₄^-?

3. Как можно получить высшие оксиды Mn, Tс и Re? Как изменяется в этом ряду устойчивость соединений? Почему Mn₂O₇ и перманганаты.являются очень сильными окислителями? Приведите примеры реакций. По каким внешним признакам можно определить, в какой среде проходила реакция восстановления перманганатов? Как количественно оценить при этом влияние рН среды? Возможна ли в водном растворе реакция между KMnO₄ и MnSO₄?

4. Соединения марганца в промежуточных степенях окисления. Получение и химические особенности. Проиллюстрируйте на примерах амфотерность и окислительно-восстановительную двойственность этих соединений. Как реагирует MnO₂ с конц. H₂SO₄ и HCl? Что происходит в водном растворе манганата натрия при добавлении щелочи, кислоты, пропускании в раствор CO₂? Как можно повысить устойчивость растворов манганатов? Одинаковый ли продукт образуется при сплавлении MnO₂ с NaOH или со смесью NaOH и NaNO₃?

5. Напишите формулы всех оксидов, которые может образовывать марганец, в соответствии с повышением его степени окисления. Какие из них встречаются в природе? С чем это связано? Как в этом ряду оксидов марганца изменяются устойчивость и кислотно-основные свойства? Покажите на примерах соответствующих реакций. Какой из оксидов может давать соли – манганаты? Как их при этом получают? Какие особенности с точки зрения ОВР проявляют манганаты и соответствующий им оксид? Можно ли манганат полностью окислить в перманганат?

6. В виде каких ионов присутствует марганец в водных растворах? Чем можно объяснить их устойчивость? Какие окислительно-восстановительные функции выполняют эти ионы и соответствующие им соединения в химических реакциях? Как сказывается влияние рН среды на образование продуктов окисления или восстановления соединений марганца? Приведите примеры реакций. К какому типу ОВР относится термическое разложение перманганатов? Как оставшуюся после реакции смесь снова превратить в KMnO₄?

7. Какие кислородсодержащие соединения образуют хлор и марганец? Сравните методы получения и свойства, например, оксидов и гидроксидов. Как изменяются кислотно-основные свойства с повышением степени окисления Cl и Mn? Почему хлорная и марганцовая кислота относятся к числу сильных кислот? Какова их устойчивость? Как изменяются окислительно-восстановительные свойства в ряду однотипных солей?

Элементы семейства железа – Fe, Co, Ni.

1. Опишите электронное строение атомов элементов семейства железа. Какие степени окисления для них характерны? Чем можно объяснить отсутствие высоких степеней окисления у этих элементов и повышенной склонности к комплексообразованию? Рассмотрите закономерности изменения радиусов и потенциалов ионизации. Какое положение занимают Fe, Co, Ni в ряду напряжений? Как это определяет их отношение к кислотам?

2. Как получают свободные металлы? Отношение Fe, Co, Ni к кислороду, кислотам и щелочам. Обладают ли металлы семейства железа одинаковой коррозионной устойчивостью на воздухе? Что представляет собой пирофорное железо? В чем суть явления пассивации? В каких случаях и при каких условиях она имеет место? Какие оксиды образуют элементы семейства железа?

3. Получение и свойства оксидов и гидроксидов Fe, Co, Ni. Как в рядах однотипных соединений - Э(ОН)₂ и Э(ОН)₃ - изменяются кислотно-основные и окислительно-восстановительные свойства? Покажите это на примерах реакций. В чем проявляются особенности гидроксидов Co и Ni?

4. Получение простых солей Fe, Co, Ni: хлоридов и сульфидов, нитратов и сульфатов, ферритов и ферратов. Как протекает гидролиз солей железа? Что происходит при добавлении соды к растворам солей железа (II) и (III)? Как проявляются восстановительные свойства солей Fe (II)?

5. Как можно обнаружить присутствие в растворе солей Fe²⁺ и Fe³⁺? Какие комплексные соединения при этом используются и какие образуются? Охарактеризуйте эти комплексы с точки зрения теории Вернера. При каких условиях образуются карбонилы железа и никеля? Почему их можно использовать для получения особо чистого железа?