Вариант 3

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 8 и 25. Какие электроны этих атомов являются валентными?

2. Какую низшую степень окисления проявляют сера и азот. Почему? Составьте формулы соединений кальция с атомами данных элементов в этой степени окисления и назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома железа. ρ_Fe = 7,8 г·см ^–3.

Вариант 4

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 13 и 22. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Какие степени окисления может проявлять атом марганца? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соответствующих оксидов и гидроксидов.

3. Пылинка алюминия имеет массу 10 ^–8 г. Из какого числа атомов она состоит. ρAl = 2,7 г · см ^–3.

Вариант 5

1. Напишите электронно-графическую формулу атома серы в состоянии, предшествующем образованию ею соединения SF_6.

2. Какие степени окисления может проявлять атом хрома. Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов циркония и гафния.

Вариант 6

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 15 и 25. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Какие степени окисления может проявлять атом селена? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома кальция.

ρ_Сa =1,54 г · см ^–3.

Вариант 7

1. Запишите электронные формулы атомов с зарядом ядра 9 и 20. Составьте графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей этих атомов.

2. Какие степени окисления может проявлять атом титана? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома кобальта. ρ_Со = 8,84 г · см ^–3.

Вариант 8

1. Определите положение атома элемента в периодической системе по его электронной формуле: 2s²2p³; 3s²3p⁵; 4s²3d⁸.

2. Какие степени окисления может проявлять атом железа? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соответствующих оксидов и гидроксидов.

3. Из какого числа атомов состоят 2 г и 1 см ³ никеля.

ρ_Ni = 8,9 г · см ^–3.

Вариант 9

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 11 и 22. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Составьте формулы оксидов и гидроксидов атомов элементов третьего периода, отвечающие их высшей степени окисления. Как изменяются кислотно-основные свойства этих соединений?

3. Рассчитайте среднюю массу атомов цинка и кадмия.

Вариант 10

1. Определите положение атома элемента в периодической системе по его электронной формуле: 2s²2p⁵; 3s²3p²; 4s²3d¹⁰.

2. Какие степени окисления может проявлять атом водорода? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов натрия и цезия.

Вариант 11

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 17 и 25. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Какие степени окисления может проявлять атом серы? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующие этим степеням окисления, назовите их.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома серебра.

ρ_Ag=10,5 г ∙ см ^–3.

Вариант 12

1. Структура валентного электронного слоя атома выражается формулой: 2s²2p⁴; 3s²3p⁵; 3d⁵4s¹. Определите порядковый номер и название элемента.

2. Какие степени окисления может проявлять атом углерода? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Сколько атомов кальция содержится в 1 см ³, чему равна плотность

кальция, если мольный объем его V_моль = 25,9 см ³ · моль^–1.

Вариант 13

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 18 и 26. К какому электронному семейству относится каждый из этих элементов?

2. Какой из элементов ₂₃V или ₃₃As обладает более выраженными металлическими свойствами? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите возможные формулы оксидов и гидридов этих элементов.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома бериллия.

ρ_Be = 1,86 г ∙ см ^–3.

Вариант 14

1. Запишите электронные формулы атомов с зарядом ядра 16 и 22. Составьте графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей этих атомов.

2. Сравните радиусы атомов и восстановительную способность: ₂₀Ca и ₃₈Sr; ₂₀Ca и ₃₀Zn. Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы оксидов и гидроксидов этих металлов.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов серебра и золота.

Вариант 15

1. Электронная структура атома описывается формулой: а) 1s²2s²2p⁶; б) 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d³4s². Какой это элемент?

2. Какую низшую и высшую степень окисления проявляют атомы углерода и серы. Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающие этим степеням окисления.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома циркония.

ρ_Zr = 6,52 г · см ^–3.

Вариант 16

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 14 и 24. Какие электроны этих атомов являются валентными?

2. Сравните радиусы атомов и восстановительную способность: ₁₉К и ₂₉Cu; ₁₉К и ₃₇Rb. Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы оксидов и гидроксидов этих металлов.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома олова. ρ_Sn = 7,3 г · см ^–3.

Вариант 17

1. Атому какого из элементов отвечает каждая из приведенных электронных формул: 2s²2p⁴; 3s²3p⁶; 4s²3d¹⁰? Напишите полную электронную формулу.

2. Какие степени окисления может проявлять атом хлора? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующих этим степеням окисления, назовите их.

3. Сколько атомов кальция содержится в 1 г и в 2 см³? ρ_Ca = 1,55 г · см ^–3.

Вариант 18

1. Составьте электронные и графические формулы атома ₁₇Cl в нормальном и возбужденных состояниях.

2. Почему у элементов шестой группы хрома преобладают металлические свойства, а у селена – неметаллические? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома этих элементов. Напишите формулы высших оксидов элементов и соответствующих им гидроксидов.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома висмута. ρ_Bi = 9,84 г · см ^–3.

Вариант 19

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 20 и 30. Какие электроны этих атомов являются валентными?

2. Какие степени окисления может проявлять атом ₃₃As? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующие этим степеням окисления, назовите их.

3. Вычислите среднюю массу и размер атома титана. ρ_Ti =4,49 г · см ^–3.

Вариант 20

1. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 11 и 16. Какие электроны этих атомов являются валентными? Составьте формулы соединений, в которых они проявляют высшую и низшую степени окисления.

2. Какую высшую и низшую степени окисления проявляют водород, фтор и кислород? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Составьте формулы соединений данных элементов, отвечающие этим степеням окисления.

3. Рассчитайте среднюю массу атомов олова и свинца.

Вариант 21

1. Атому какого из элементов отвечает каждая из приведенных электронных формул: 2s²2p²; 3s²3p⁶; 4s²3d⁵? Напишите полную электронную формулу.

2. Какую высшую степень окисления проявляют ₂₂Ti и ₂₅Mn? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Составьте формулы оксидов и гидроксидов данных элементов, отвечающих этой степени окисления.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома хрома. ρ_Cr =7,2 г · см ^–3.

Вариант 22

1. Напишите электронные формулы атомов с зарядом ядра 19 и 21. Составьте графические схемы заполнения электронами валентных орбиталей этих атомов.

2. Какие степени окисления может проявлять атом ₃₄Se? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома. Напишите формулы соединений, соответствующие этим степеням окисления, назовите их.

3. Сколько атомов содержится в 1 г титана? Каков радиус атома титана? Мольный объем титана V_моль = 10,72 см ³ · моль^–1.

Вариант 23

1. Назовите атомы элементов, имеющие по одному электрону на орбиталях 3p, 3d. Напишите их электронные формулы.

2. Составьте электронные и графические формулы атома ₁₆S в нормальном и возбужденных состояниях. Как объясняет спиновая теория наличие у серы четной переменной валентности. Составьте формулы соединений серы, отвечающие этим валентностям.

3. Рассчитайте массу атома и плотность титана ⁴⁸₂₂Ti, если мольный объем его V_моль = 10,72 см ³ · моль^–1.

Вариант 24

1. Назовите элементы четвертого периода, атомы которых содержат максимальное число непарных электронов на d-орбиталях, p-орбиталях. Напишите их электронные формулы.

2. Составьте электронные и электронно-графические формулы атома ₁₅P в нормальном и возбужденных состояниях. Составьте формулы соединений, в которых фосфор проявляет характерные для него степени окисления. Назовите соединения.

3. Рассчитайте среднюю массу и размер атома свинца.

ρ_Pb = 6,62 г ·см ^–3.

Вариант 25

1. Напишите электронно-графическую формулу атома серы в состоянии, предшествующем образования ею соединения SF_6.

2. Почему у элементов седьмой группы марганца преобладают металлические свойства, а у хлора – неметаллические? Ответ мотивируйте, исходя из электронного строения атома этих элементов. Напишите формулы высших оксидов элементов и соответствующих им гидроксидов.

3. Сколько атомов бериллия содержится в 1 см ³ и чему равна плотность бериллия, если мольный объем его V_моль = 5 см ³ · моль^–1.

4. ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ И СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛ

Пример 1. Дипольный момент молекулы HCN равен 0,9710^-29 Клм. Определите дли­ну диполя молекулы HCN.

Решение. Полярность связи характеризуется величиной дипольного момента . Дипольный момент равен =е^-l, где е^-– заряд электрона (1,60210^-19 Кл); l — длина диполя, м. Длина диполя l равна

Пример 2. Какой вид гибри­дизации электронных облаков имеет место в атоме кремния при образовании молекулы SiF₄? Какова пространственная струк­тура этой молекулы?

Решение. В возбужденном состоянии структура внешнего энергетического уровня атома кремния следующая:

3s	3pх	3pу	3pz

3s 3p

В образовании химических связей в атоме кремния участ­вуют электроны третьего энергетического уровня: один элект­рон в s-состоянии и три электрона в р-состоянии. При образо­вании молекулы SiF₄ возникают четыре гибридных электронных облака (sp³-гибридизация). Молекула SiF₄ имеет пространст­венную тетраэдрическую конфигурацию.

Пример 3. Опишите с помощью метода молекулярных орбиталей молекулу Н₂0.

Решение. В методе молекулярных орбиталей молекула рассматривается как единая система, содержащая ядра и эле­ктроны. При образовании молекулы возникают молекулярные орбитали двух видов –связывающие и разрыхляющие. Если при образовании молекулы из атомов переход электрона на молекулярную орбиталь будет сопровождаться уменьшением энергии, то такая молекулярная орбиталь является связываю­щей. В случае, если переход электрона на молекулярную орби­таль сопровождается увеличением энергии, то такая молеку­лярная орбиталь будет разрыхляющей.

Электроны в молекулах располагаются на -, - и -молекулярных орбиталях. -орбиталь может быть скомбинирована из s-атомных орбиталей, причем образуются молекулярные ор­битали двух типов: связывающие (^св) и разрыхляющие (^разр):

^св_1s и ^разр_1s (или ^св_2s и ^разр_2s),

-молекулярные орбитали могут быть образованы и перекры­ванием 2p_х-атомных орбиталей. При перекрывании 2p_у – и 2p_z-атомных орбиталей образуются _у- и _z^_ молекулярные орбитали. Порядок размещения электронов по молекулярным орбиталям тот же, что и в случае атомных орбиталей: прежде всего заполняются орбитали с низкой энергией. Заполнение моле­кулярных орбиталей подчиняется принципу Паули (на каждой орбитали может быть не более двух электронов с противопо­ложными спинами) и правилу Гунда.

В молекуле воды 8 валентных электронов, 6 от атома кислорода (2s²2p⁴) и 2 от двух атомов водорода (1s).

Молекулярные орбитали воды образуются за счет перекры­вания 2s- и 2p-орбиталей атома кислорода и 1s-орбиталей двух атомов водорода. Всего образуется 6 валентных молекулярных орбиталей (число молекулярных орбиталей во внешнем слое молекулы равно сумме валентных атомных орбиталей состав­ляющих ее атомов).

При перекрывании 2р_х^_ орбитали атома кислорода и ls-ор­биталей двух атомов водорода возникают две молекулярные ор­битали: _х^св и _х^разр. Перекрывание 2s- и 2p_z-орбиталей атома кислорода с ls-орбиталями двух атомов водорода приводит к образованию еще трех молекулярных орбиталей: _s^св и _z^разр и почти несвязывающей _z. 2р_у^_ орбиталь атома кислорода не пе­рекрывается с ls-орбиталями атомов водорода и поэтому яв­ляется несвязывающей _у- орбиталью.

Восемь валентных электронов в молекуле воды на молеку­лярных орбиталях располагаются следующим образом: Н₂О [(_s^св)²(_х^св)²(_z)²(_у)²].

Энергетические уровни орбиталей молекулы Н₂О изобража­ют диаграммой

Пример 4. Определите тип гибридизации орбиталей центрального атома в частице Н₃О⁺. Назовите и изобразите геометрическую форму этой частицы.

Решение.

(донор)

(акцептор)

3-связи

sp³-гибридиза-

ция, незавер-

шенный тетраэдр

Образование -связей между атомами А и В не влияет на геометрию молекул и в схеме не указывается, но должно быть учтено в пространственных изображениях частиц. Когда число , -связанных концевых атомов В (чаще других элементов-атомов кислорода) больше одного, то -связь изображается пунктиром. При наличии -связывания симметричность направленности химических связей не уменьшается.

Пример 5. Определите тип гибридизации орбиталей центрального атома в частице NO₂. Назовите и изобразите геометрическую форму этой частицы.

Решение.

N⁺⁴+2O^-2=NO₂

N⁺⁴=[₂He]2s¹2p⁰

(акцептор)

O^-2==[₂He]2s²2p⁶(донор)

2, -связи

sp²-гибридиза-

ция, незавер-

шенный треугольник