Маругин, В..А. Неорганическая химия

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: NCl3, N2, Zn, MgBr2? Покажите образование молекулы, в которой возникает ковалентная полярная связь.

5.К какому атому при образовании химической связи в молекулах CO и NO смещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

Вариант 5

1.Как изменяются химические свойства элементов в зависимости от положения элемента в периоде?

2.Как образуется ионная химическая связь? Какими свойствами должны обладать элементы при образовании ионной химической связи? Какая разность

ввеличинах электроотрицательности атомов должна быть, чтобы образовалась ионная связь?

3.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру [Ar]3d104s24p1. В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: AlBr3, HF, Cd, P4? Покажите образование молекулы, в которой возникает ковалентная полярная связь.

5.К какому атому при образовании химической связи в молекулах HI и SO3 смещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

Вариант 6

1. Как определить состав высшего оксида элемента? Как определить состав водородного соединения?

101

2.Как образуется ковалентная неполярная химическая связь? Какими свойствами должны обладать элементы при образовании ковалентной неполярной химической связи?

3.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру [Ar]3d104s24p2. В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: AlCl3, NO, Br2, Hg? Какими свойствами должны обладать элементы при образовании ковалентной химической связи?

5.К какому атому при образовании химической связи в молекулах H2O и CS2 смещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

Вариант 7

1.Почему s-элементы проявляют металлические свойства?

2.Как образуется ковалентная полярная химическая связь? Какими свойствами должны обладать элементы при образовании ковалентной полярной химической связи?

3.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру [Ar]3d104s24p3. В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: CS2, Al, MgBr2, S4? Покажите образование молекулы, в которой возникает ковалентная неполярная связь.

5.К какому атому при образовании химической связи в молекулах NO2 и CO2 смещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

102

Вариант 8

1.Почему d-элементы проявляют металлические свойства?

2.Как образуется водородная химическая связь? Какой состав должны иметь молекулы, чтобы между ними возникла водородная связь? Значение водородной связи в биологии.

3.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру [Ar]3d104s24p4. В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: NaF, SO3, Mg, Cl2? Покажите образование молекулы, в которой возникает ковалентная полярная связь.

5. К какому атому при образовании химической связи в молекулах CH4 и PCl3 смещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

Вариант 9

1.Почему f-элементы проявляют металлические свойства?

2.Укажите число неспаренных электронов в основном и возбужденном состоянии атома кремния. Напишите электронно-графические формулы для основного и возбужденного состояний.

3.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру [Ar]3d104s24p5. В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: HI, CaBr2, Fe, O2? Покажите образование молекулы, в которой возникает ионная связь.

103

5. К какому атому при образовании химической связи в молекулах SiH4 и NI3 смещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

Вариант 10

1.Почему p-элементы проявляют неметаллические свойства?

2.Укажите число неспаренных электронов в основном и возбужденном состоянии атома серы. Как объяснить, что сера проявляет переменную валентность, а кислород, находящийся в этой же подгруппе – постоянную.

3.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру [Ar]3d104s24p6. В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: P2, NaBr, Ni, NCl3? Покажите образование молекулы, в которой возникает ковалентная полярная связь.

5.К какому атому при образовании химической связи в молекулах SiC и NO2 смещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

Вариант 11

1.Почему s-элементы проявляют постоянную валентность?

2.Укажите число неспаренных электронов в основном и возбужденном состоянии атома хлора. Как объяснить, что хлор проявляет переменную валентность, а фтор, находящийся в этой же подгруппе – постоянную.

3.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру последнего и предпоследнего электронных слоев ….3d104s24p2. В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

104

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: KBr, NO2, Ti, H2? Покажите образование молекулы, в которой возникает ковалентная полярная связь.

5.К какому атому при образовании химической связи в молекулах N2O и NH3 смещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

Вариант 12

1.Объясните, с точки зрения строения электронных оболочек, почему p- элементы проявляют разную валентность?

2.Чем отличаются друг от друга изотопы? Определите количество про-

тонов, нейтронов, электронов в изотопах кобальта 2758Co и 2759Co .

3.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру последнего и предпоследнего электронных слоев ….3d104s24p3. В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: AlF3, SO2, P2, Ag? Покажите образование молекулы, в которой возникает ковалентная неполярная связь.

5.К какому атому при образовании химической связи в молекулах NF3 и CCl4 смещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

Вариант 13

1. Объясните, с точки зрения строения электронных оболочек, переменную валентность d-элементов.

105

2. Чем отличаются друг от друга изотопы? Сколько протонов, нейтронов,

электронов в изотопах никеля 5828 Ni и 6028 Ni ?

3.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру последнего и предпоследнего электронных слоев ….3d104s24p4. В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: KF, N2O5, Si, C4? Покажите образование молекулы, в которой возникает ионная связь.

5.К какому атому при образовании химической связи в молекулах NCl3 и CF4 cмещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

Вариант 14

1.Почему инертные газы не вступают в обычные химические реакции?

2.Как определить по положению элементов в периодической системе, к какому атому будет происходить смещение электронных пар при образовании ковалентной полярной связи? Приведите примеры.

3.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру последнего и предпоследнего электронных слоев ….3d104s24p5 . В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная поляр ная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: HI, MgBr2, Co, O3? Покажите образование молекулы, в которой возникает ковалентная полярная связь.

5.К какому атому при образовании химической связи в молекулах NH3 и P2O3 смещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

106

Вариант 15

1.Как называется энергия, которую необходимо затратить для полного удаления электрона от нейтрального изолированного атома на бесконечно большое расстояние. Как изменяется эта энергия в подгруппах и периодах?

2.Напишите химический символ элемента, атом которого имеет следующую электронную структуру последнего и предпоследнего электронных слоев ….3d104s24p4. В каком периоде, группе, подгруппе находится данный химический элемент?

3.Количеством каких частиц отличаются друг от друга изотопы? Сколь-

ко протонов, нейтронов, электронов в изотопах железа 5826 Fe и 5626 Fe?

4.Какой тип связи (ионная, ковалентная неполярная, ковалентная полярная, металлическая) следует предсказать для каждого из следующих соединений: PCl3, CsCl, Au, I2? Покажите образование молекулы, в которой возникает ковалентная неполярная связь.

5.К какому атому при образовании химической связи в молекулах SO2 и NH3 cмещаются общие электронные пары? Нарисуйте электронное строение молекул.

107

ГЛАВА 5. ОКИСЛИТЕЛЬНОВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ РЕАКЦИИ

Изучить: Хомченко, стр. 209 – 226; Глинка, стр. 255 – 263.

Вопросы для подготовки

1.Какие реакции называются окислительно-восстановительными?

2.Что такое степень окисления элемента?

3.Как можно вычислить самую высокую и самую низкую степень окисления элемента в зависимости от положения его в периодической системе?

4.Назовите химические элементы, проявляющие в сложных веществах единственную степень окисления, и укажите для них эту степень окисления.

5.Назовите важнейшие окислители и восстановители.

6.Как вычисляется степень окисления у атомов в сложных молекулах?

7.Как подсчитать число принимаемых электронов окислителем, и отдаваемых электронов восстановителем?

8.Расстановка коэффициентов в окислительно-восстановительных реакциях методом электронного баланса.

Основные понятия

В простых веществах независимо от их структуры (молекулярная, атомная, ионная) распределение электронов между атомами равномерное (электроны в равной мере принадлежат каждому атому). В молекулах сложных веществ электроны распределены неравномерно: они смещены к атомам более электроотрицательного элемента. Неравномерность распределения электронов между атомами в химических соединениях называют окисленностью. При этом элемент, электроны которого смещены к атомам другого элемента, проявляет положительную окисленность. Элемент, к атомам которого смещены электроны атома другого элемента, проявляет отрицательную окисленность. Число элек-

тронов, смещенных от одного атома элемента к атому другого, называют сте-

пенью окисленности или степенью окисления. В простых веществах степень окисления элемента равна нулю (смещения электронов нет). В сложных веще-

108

ствах некоторые элементы проявляют всегда одну и ту же степень окисления, но для большинства элементов она в различных соединениях различна.

Постоянную степень окисления имеют щелочные металлы (+1), щелочноземельные металлы (+2), бериллий (+2), магний (+2), алюминий (+3), водород (+1), кроме гидридов NaH, CaH2, фтор (−1), кислород (−2), кроме пероксидов H2O2, Na2O2. Для элементов с непостоянной степенью окисления ее значение подсчитывают по формуле соединения, учитывая, что сумма степеней окисления всех атомов в молекуле равна нулю.

Например, степень окисления серы (х) в разных соединениях:

Формула	Степень окисления			Расчет степени окисления
H2SO4	Н (+1)	O (−2)	S (x)	(+1)·2+(x)+(−2)·4=0	x =+6 (S+6)
H2SO3	H (+1)	O (−2)	S (x)	(+1)·2+(x)+(−2)·3=0	x =+4 (S+4)
H2S	H (+1)		S (x)	(+1)·2+(x) =0	x =−2 (S−2)
Аl2(SO4)3	Al (+3)	O (−2)	S (x)	(+3)·2+3(x)+(−2)·12=0 x =+6 (S+6)

Реакции, протекающие с изменением степени окисления элементов, вхо-

дящих в состав реагирующих веществ, называют окислительновосстановительными. Для составления уравнений окислительно-восстановительных реакций не имеет существенного значения, насколько смещены электроны от одного атома к другому: практически полностью (при ионной связи) или только оттянуты (при ковалентной полярной связи). И в том, и в другом случае принято говорить об отдаче (смещении от атома) или присоединении (смещении к атому) электронов.

Процесс отдачи электронов атомом, молекулой, ионом называют окисле-

нием.

Например:	Al0 – 3		→ Al3+
		е

H20 – 2е → 2H+

Fe+2 − е→ Fe+3

109

При окислении степень окисления элементов повышается. Атомы, молекулы, ионы, отдающие электроны, называют восстановителями. Во время реакции они окисляются.

Процесс присоединения электронов атомом, молекулой, ионом назы-

вают восстановлением.

Например:	S0 +2		→ S–2
		е

Cl20 + 2е→ 2Cl–

Cr+6 + 3е→ Cr+3

При восстановлении степень окисления элементов понижается. Атомы, молекулы, ионы, присоединяющие электроны, называют окислите-

лями. Во время реакции они восстанавливаются.

О способности того или иного вещества проявлять окислительные, восстановительные или двойственные (как окислительные, так и восстановительные) свойства судят по степени окисления элементов, образующих вещество. Высшая степень окисления проявляется, когда в образовании связи принимают участие все валентные электроны атома. Численно она равна номеру группы. Атом в своей высшей степени окисления не может ее повысить (отдать электроны), а может только понизить (присоединить электроны). Соответственно, проявляет только окислительные свойства. Например: HN+5O3, H2S+6O4, KMn+7O4, K2Cr+6O4. Наименьшее значение степени окисления элемента, которое встречается в его соединениях, принято называть низшей степенью окисления элемента. Атом в своей низшей степени окисления не может ее понизить (присоединить электроны), а может только ее повысить (отдать электроны) и проявляет, соответственно, только восстановительные свойства. Например: металлы, водород, углерод. Атом элемента, имеющий промежуточную степень окисления, может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства.

Например: S+4О2, Mn+4O2, N+2O, Cr2+3O3.

110