Довбыш С.А. Химия
.pdfком концентрированной азотной кислоты для получения 4 л (н.у.) оксида азота (IV), если объёмная доля выхода оксида азота (IV) составляет 96%?
374.При реакции железа массой 8 г с хлором получили хлорид железа (III), который растворили в воде массой 200 г. Какова массовая доля полученного раствора? (Ответ округлите до второго знака после запятой).
375.При растворении куска меди массой 10 г в избытке серной кислоты (конц.) выделился оксид серы (IV) количеством 0,125 моль. Вычислите массовую долю меди во взятом образце.
3.16. Основные классы неорганических соединений
Осуществите следующие превращения:
376.КМnО4 → О2 → СuО → Н2О → NaOH
377.S → FeS → H2S → SO2 → H2SO4
378.H2S → S → ZnS → ZnO → ZnSO4
379.FeS2 → SO2 → SO3 → K2SO4 → BaSO4
380.Fe → FeSO4 → Fe(OH)2 → Fe(OH)3 → Fe2O3
381.NH3 → NO2 → NO → NaNO3 → HNO3
382.NH3 → NH4C1 → NH4OH → NH4HCO3 → NH3
383.Сu → Cu(OH)2 → Cu(NO3)2 → (CuOH)Cl → CuCl2
384.NaCl → C12 → HC1 → СuСl2 → Сu
385.HC1 → CuCl2 → C12 → HC1 → MgCl2
386.Сu → CuS → СuО → Сu → Cu(NO3)2
387.Сu → Cu(NO3)2 → NO2 → HNO3 → NO
388.(NH4)2SO4 → NH4C1 → HC1 → C12 → NH4Cl
389.Zn(NO3)2 → Na2[Zn(OH)4] → Na → NaOH → Zn(OH)2
390.Fe → Fe(NO3)2 →Fe(NO3)3 → Fe(OH)3 → Fe2О3
391.P → P2O5 → H3PO4 → K3PO4 → Ca3(PO4)2
392.CO2 → Na2CO3 → CO2 → Ca(HCO3)2 → CaCO3
393.A12O3 → Na[Al(OH)4] → A1(NO3)3 → A12O3 → KAlO2
394.Si → Ca2Si → SiH4 → CaSiO3 → CaO
395.Ag → AgNO3 → O2 → SO2 → H2SO4
396.Na2CО3 → NaHCO3 → CaCO3 → KHCO3 → KC1
397.MgCO3 → MgO → MgCl2 → Mg(OH)2 → Mg(NO3)2
398.Ca → CaH2 → Ca(OH)2 → Ca(HSO3)2 → CaSO3
399.Al → A12O3 → A1(OH)3 → A1C13 → A12(SO4)3
400.A1(OH)3 → A1C13 → Al → A1(OH)3 → NaAlO2
3.17.Органические соединения
401.При дегидратации одноатомного спирта получили углеводород этиленового ряда, 14 г которого способны реагировать с 40 г брома. Определите этот спирт.
402.При сгорании органического вещества массой 4,8 г образовалось 3,36
лCO2 (н.у.) и 5,4 г воды. Плотность паров органического вещества по водороду
31
равна 16. Определите молекулярную формулу исследуемого вещества.
403.При сжигании 8,6 г углеводорода получили 26,4 г оксида углерода (IV) и 12,6 г воды. Найдите молекулярную формулу этого углеводорода, если его плотность по отношению к воздуху равна 2,966. Напишите структурные формулы всех изомеров углеводорода и назовите их.
404.Какой объем водорода (н.у.) получится при взаимодействии 2 моль металлического натрия со 100 мл 96%-ного (по массе) раствора этанола в воде
(ρ = 0,8 г/мл).
405.При окислении 10,8 г органического вещества аммиачным раствором оксида серебра выделилось 32,4 г серебра. Вычислите молярную массу продукта окисления и изобразите графические формулы всех возможных его изомеров.
406.Хлорпроизводное циклоалкана содержит углерода – 14,5%, хлора – 85,5%, имеет относительную молекулярную массу 498. Установите формулу циклоалкана, из которого получено это хлорпроизводное.
407.Газ состоит (%) из: метана - 97,7; этана - 0,2; пропана - 0,1. Сколько воды и диоксида углерода образуется при сгорании 1 M3 газа?
408.Плотность паров монохлорпроизводного алкана по кислороду равна 2,89. Содержание в нем углерода – 51,89%, водорода – 9,73%, хлора – 38,38%. Определите формулу этого вещества.
409.При сгорании одного моля предельного углеводорода образовалось три моля воды и 88 г оксида углерода (IV). Какова молярная масса сгоревшего соединения?
410.В реакцию вступил бензол массой 156 г и азотная кислота массой 140 г. Вычислите непрореагировавшую массу вещества, взятого в избытке.
411. Определите молекулярную формулу предельного углеводорода, если известно, что при полном сгорании 8,6 г его образовалось 13,44 л (н.у.) оксида углерода (IV). Рассчитайте молекулярную массу углеводорода.
412.Плотность фторхлорпроизводного метана по водороду равна 60,5. Содержание в этом соединении углерода – 9,92%, хлора – 58,68%, фтора – 31,40%. Установите формулу вещества.
413.При сжигании газа количеством 1 моль образовался диоксид углерода объёмом 22,4 л (н.у.) и вода массой 36 г. Выведите формулу соединения и вычислите объём кислорода, затраченный на полное сгорание газа объёмом 1 л (н.у.).
414.При сгорании алкана массой 5 г образовалось 15,35 г углекислого газа
и7,33 г воды. Найдите формулу вещества, если плотность его паров по водороду составляет 43.
415.Смесь этана и этилена объёмом 200 мл (н.у.) обесцветила бромную воду массой 25 г. Рассчитайте объёмную долю этилена в смеси, если массовая доля брома в бромной воде равна 3,2%.
416.Смесь бутана и 2-бутена массой 5,28 г обесцветили 32 г 10%-ного раствора брома в СС14. Найдите массу бутана, содержащегося в смеси.
417.Какой объём этилена (н.у.) необходимо пропустить через 600 г 1,2%- ного раствора бромной воды для её обесцвечивания?
32
418.Сколько граммов ацетальдегида образовалось при окислении этилового спирта (массовая доля выхода ацетальдегида - 75% от теоретического), если известно, что при взаимодействии такого же количества спирта с металлическим натрием выделилось 5,6 л водорода (н.у.)?
419.При сжигании газа количеством 1 моль образовался диоксид углерода объёмом 22,4 л (н.у.) и вода массой 36 г. Выведите формулу соединения и вычислите объём кислорода, затраченный на полное сгорание газа объёмом 1 л (н.у.).
420.Сколько по объёму ацетилена (н.у.) можно получить при взаимодействии 51,2 кг карбида кальция с водой, если выход ацетилена составляет в массовых долях 0,84, или 84%, по сравнению с теоретическим?
421.Сожгли 3 г некоторого алкана с плотностью по воздуху 2. Образовалось 9,1 г углекислого газа и 4,66 г воды. Определите молекулярную формулу алкана, напишите его графическую формулу.
422.Определите молекулярную формулу и молекулярную массу диенового углеводорода, если при сгорании его массой 2 г образовалась вода массой 2,12 г и диоксид углерода массой 6,47 г.
423.При сгорании парафинового углеводорода массой 51 г образовалась вода массой 73,6 г. Выведите формулу углеводорода и вычислите его молярную массу.
424.При гидрировании 3,9 г ацетилена образовалась смесь этана и эти-
лена. При пропускании этой смеси через раствор брома образовалось 9,4 г дибромэтана. Определите массовую долю этана в его смеси с этиленом.
425.Один литр паров циклического углеводорода имеет массу 3,75 г (н.у.). При сгорании 4 г этого вещества образуется 12,57 г углекислого газа и 5,14 г воды. Определите формулу этого вещества.
3.18.Высокомолекулярные соединения
426.Напишите уравнения реакции полимеризации изомеров бутилена, структура которых выражается формулами СН2=СН-СН2-СН3 и СН3-СН=СН-
СН3.
427.Напишите уравнение реакции получения политетрофторэтилена (фторпласта-4) и определите среднюю молекулярную массу полимера, если степень полимеризации равна 1200.
428.Напишите уравнение реакции полимеризации пропилена. Представьте изотактическую и атактическую структуры полимеров.
429.Напишите уравнение реакции поликонденсации муравьиного альдегида с карбамидом.
430.Составьте уравнения реакции получения этилакрилата, если в качестве исходных соединений взять акриловую кислоту и этиловый спирт. Составьте схему полимеризации этилакрилата.
431.Волокно энант получают поликонденсацией аминоэнантовой кислоты (седьмой член гомологического ряда). Напишите уравнение реакции получения этого полимера.
33
432.Напишите уравнение реакции и поликонденсации 3 моль карбамида и 2 моль уксусного альдегида.
433.Напишите уравнения реакции получения глифталевой смолы, если в реакции поликонденсации участвуют 1 моль ортофталевой кислоты и 2 моль глицерина.
434.Напишите уравнение полимеризации вещества, получаемого при взаимодействии этилакриловой кислоты и пропилового спирта.
435.Напишите схему поликонденсации муравьиного альдегида с фенолом. Чем отличаются друг от друга получаемые при этом смолы: новолак, резол и резит?
436.Напишите уравнения реакции получения волокна «лавсан», если в реакции поликонденсации вступают 2 моль терефталевой кислоты и 1 моль этиленгликоля.
437.Напишите схему сополимера стирола и акрилонитрила, считая, что образуется полимер с регулярным чередованием мономерных звеньев в соотношении 1:1.
438.Составьте схему сополимеризации 2 моль бутилена и 3 моль стирола.
439.Составьте уравнения реакции получения полисилоксана, если в качестве исходных веществ взять четыреххлористый кремний и метилат натрия.
440.Исходя из ацетилена, получите акрилонитрил и составьте схему сополимеризации акрилонитрила и бутадиена.
441.Напишите схему полимеризации окиси этилена.
442.Напишите схему полимеризации акролеина, исходя из пропана.
443.Напишите схему полимеризации метилвинилкетона. В качестве исходных соединений используйте муравьиный альдегид и ацетон.
444.Составьте уравнения реакций получения полисилоксана, если в качестве исходных веществ взять хлористый метил и кремний.
445.Составьте схему поликонденсации акролеина и карбамида.
3.19.Химическая идентификация веществ
|
Задание |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№ |
Напишите уравнения всех извест- |
№ |
Напишите уравнения всех извест- |
|
|
|
ных вам качественных реакций на |
|
ных вам качественных реакций на |
|
|
|
следующие ионы s- и р- элементов. |
|
следующие ионы d-элементов. |
|
|
|
Укажите особенности реакции: |
|
Укажите особенности реакции: |
|
|
|
цвет, образование осадка, появле- |
|
цвет, образование осадка, появле- |
|
|
|
ние запаха. |
|
ние запаха. |
|
|
446. |
Na+, Ca2+, Pb2+ |
471. |
Fe2+, Hg2+, Cu2+ |
|
|
447. |
K+, Ba2+,Sn2+ |
472. |
Fe3+, Hg2+, Ag+ |
|
|
448. |
Mg2+, Ba2+, As5+ |
473. |
Co2+,Mn2+, Cu2+ |
|
|
449. |
Na+, Sb3+, Pb2+ |
474. |
Cd2+, Hg2+, Hg22+ |
|
|
450. |
K+, Bi3+, Sn2+ |
475. |
Fe2+, Cu2+, Zn2+ |
|
|
34
451. |
NH4+, Ba2+, As3+ |
476. |
Ni2+, Cr3+, Zn2+ |
452. |
Mg2+, As5+, Al3+ |
477. |
Co2+, Zn2+, Cu2+ |
453. |
Na+, Pb2+, As5+ |
478. |
Fe2+, Ag+, Cu2+ |
454. |
K+, Sn4+,Bi3+ |
479. |
Fe3+, Hg22+, Cd2+ |
455. |
NH4+, Sb3+, Sn2+ |
480. |
Cr3+, Hg22+, Cu2+ |
456. |
Mg2+, As3+, Ba2+ |
481. |
Mn2+, Ni2+, Cd2+ |
457. |
Na+, As5+, Pb2+ |
482. |
Co2+, Cd2+, Ni2+ |
458. |
K,Pb2+, As3+ |
483. |
Ni2+, Co2+,Cu2+ |
459. |
NH4+, As3+, Sn2+ |
484. |
Zn2+, Hg22+, Ag + |
460. |
Mg2+, Sb3+, Pb2+ |
485. |
Zn2+, Cu2+, Cd2+ |
461. |
Ba2+, Sb5+, Na+ |
486. |
Ni2+, Hg2+, Hgz2+ |
462. |
Na+, Sb3+, Bi3+ |
487. |
Fe2+, Ni2+, Zn2+ |
463. |
K+, As3+, Bi3+ |
488. |
Fe3+,Co2+, Cu2+ |
464. |
NH4+, As5+, Sb5+ |
489. |
Co2+, Mn2+, Hg2+ |
465. |
Mg2+, As3+, Sb3+ |
490. |
Ni2+,Mn2+, Hg2+ |
466. |
Ba2+, As5+,Pb2+ |
491. |
Zn2+. Cd2+, Hg2+ |
467. |
Na+, Ba2+, As3+ |
492. |
Cd2+, Ag+, Hg22+ |
468. |
Pb2+ , As3+ , K+ |
493. |
Cu2+, Ag+, Hg22+ |
469. |
As5+, Sb3+ , Ca2+ |
494. |
Cd2+, Ni2+, Zn2+ |
470. |
Pb2+ , K+, Al3+ |
495. |
Mn2+, Hg2+, Cr3+ |
4.Примеры решения задач контрольной работы
4.1.Моль. Эквивалентные массы и эквиваленты простых и сложных веществ. Закон эквивалентов
Задача 1. Выразить в молях: а) 6,02 · 1021 молекул СО2; б)1,20 · 1024 атомов кислорода; в) 2,00 · 1023 молекул воды. Чему равна молярная (мольная) масса указанных веществ?
Решение.
Моль – это количество вещества, в котором содержится число частиц любого определенного сорта, равное постоянной Авогадро (NA=6,02 · 1023).
Для расчета числа моль используем формулу: v = N/NA.
Отсюда, а) 6,02 · 1021, т.е. 0,01 моль. б) 1,20 · 1024, т.е. 2 моль. в) 2,00 · 1023,
т.е. 1/3 моль.
Масса моля вещества выражается в кг/моль или г/моль. Молярная (мольная) масса вещества в граммах численно равна его относительной молекулярной (атомной) массе, выраженной в атомных единицах массы (а.е.м.).
Так как молекулярные массы СО2 и Н2О и атомная масса кислорода соответственно равны 44; 18 и 16 а.е.м., то их молярные (мольные) массы равны: а)
44 г/моль; б) 18 г/моль; в) 16 г/моль.
Ответ: а) 6,02 · 1021, т.е. 0,01 моль. б) 1,20 · 1024, т.е. 2 моль. в) 2,00 · 1023,
т.е. 1/3 моль; а) 44 г/моль; б) 18 г/моль; в) 16 г/моль.
35
Задача 2. На сжигание 3 г двухвалентного металла требуется 1,38 л кислорода (н.у.). Вычислить молярную массу эквивалента, молярную и атомную массу этого металла.
Решение.
Так как молярная масса кислорода равна 32 г/моль и при нормальных условиях он занимает объём 22,4 л, то молярный объём эквивалента кислорода (Мэ =8 г/моль) является величиной постоянной, равной 22,4:4=5,6 литра.
Задачу решаем на основании закона эквивалентов: массы (объёмы) реагирующих друг с другом веществ пропорциональны их молярным массам (объё-
мам) эквивалентов: m1/МЭ,1 = V2/VЭ,2 или mМе/МЭ,Ме = VО2/VЭ,О2.
Выражаем из этой формулы молярную массу эквивалента металла и подставляем все известные данные: МЭ,Ме = 3·5,6/1,38 = 12,17 г/моль.
МЭ = М/В, где М – молярная масса элемента, В – валентность элемента.
Тогда, М = МЭ · В = 12,17 · 2 = 24,34 г/моль.
Так как атомная масса металла в атомных единицах массы численно равна молярной массе, выраженной в г/моль, то искомая атомная масса металла
Аr = 24,34 а.е.м.
Ответ: МЭ,Ме = 12,17 г/моль; М = 24,34 г/моль; Аr = 24,34 а.е.м.
4.2. Строение атома
Задача 1. Какой подуровень заполняется в атоме электронами после заполнения подуровня 4р?
Решение.
Подуровню 4р отвечает сумма главного и побочного (орбитального) квантовых чисел (п + l), равная 4 + 1 = 5. Такой же суммой (п + l)характеризуются подуровни 3d (3 + 2 = 5) и 5s (5 + 0 = 5). Однако состоянию 3d отвечает меньшее значение п (п = 3), чем состоянию 4р; поэтому подуровень 3d будет заполняться раньше, чем подуровень 4р. Следовательно, после заполнения подуровня 4р будет заполняться подуровень 5s, которому отвечает на единицу большее значение п (п = 5).
Ответ: после заполнения подуровня 4р будет заполняться подуровень 5s.
Задача 2. Составьте электронные формулы атомов элементов с порядковыми номерами 16 и 22. Покажите распределение электронов этих атомов по квантовым (энергетическим) ячейкам.
Решение.
Электронные формулы отображают распределение электронов в атоме по энергетическим уровням, подуровням (атомным орбиталям). Электронная конфигурация обозначается группами символов nlx , где n - главное квантовое число, l – орбитальное квантовое число (вместо него указывают соответствующее буквенное обозначение –s, p, d, f), x - число электронов в данном подуровне (орбитали). При этом следует учитывать, что электрон занимает тот энергетический подуровень, на котором он обладает наименьшей энергией – меньшая сумма (n+l) (правило Клечковского). Последовательность заполнения энергети-
36
ческих уровней и подуровней следующая: 1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → (5d1) → 4f → 5d → 6p → 7s → (6d1-2) → 5f …
Так как число электронов в атоме того или иного элемента равно его порядковому номеру в таблице Д.И. Менделеева, то для элементов № 16 (сера) и
№ 22 (титан) электронные формулы имеют вид: 16S 1s22s22p63s23p4;
22Ti 1s22s22p63s23p63d24s2.
Электронная структура атома может быть изображена также в виде схем размещения электронов в квантовых (энергетических) ячейках, которые являются схематическим изображением атомных орбиталей (АО). Квантовую ячей-
ку обозначают в виде прямоугольника, а электроны в этих ячейках обозначают стрелками. В каждой квантовой ячейке может быть не более двух элек-
тронов с противоположными спинами . Орбитали данного подуровня заполняются сначала по одному электрону с одинаковыми спинами, а затем по второму электрону с противоположными спинами (правило Хунда):
Ответ: 16S 1s22s22p63s23p4; 22Ti 1s22s22p63s23p63d24s2.
Задача 3. Определите число протонов и нейтронов в ядре атома железа.
Решение.
Железо Fe в периодической системе элементов Д.И. Менделеева имеет порядковый номер 26, следовательно, число протонов в ядре атома равно 26, т.е. заряд ядра атома железа Z(Fe) = +26.
Относительная атомная масса железа равна 56 (масса наиболее распространенного изотопа), т.е. Аr(Fе) = 56. Используя формулу (Ar = Z+n, где n – число нейтронов), вычисляем число нейтронов в ядре атома 56Fe: n(Fe) = Ar(Fe)
– Z(Fe); n(Fe) = 56 – 26 = 30.
Ответ: протонов – 26, нейтронов – 30.
Задача 4. Изотоп 101-го элемента – менделевия (256) был получен бомбардировкой α-частицами ядер атомов эйнштейния (253). Составить уравнение данной ядерной реакции и написать его в сокращенной форме.
Решение.
Превращение атомных ядер обусловливается их взаимодействием с элементарными частицами или друг с другом. Ядерные реакции связаны с изменением состава ядер атомов химических элементов. С помощью ядерных реакций можно из атомов одних элементов получить атомы других.
37
Превращения атомных ядер, как при естественной, так и при искусственной радиоактивности записывают в виде уравнений ядерных реакций. При этом следует помнить, что суммы массовых чисел (цифры, стоящие у символа элемента вверху слева) и алгебраические суммы зарядов (цифры, стоящие у символа элемента внизу слева) частиц в левой и правой частях равенства должны быть равны. Данную ядерную реакцию выражают уравнением:
Часто применяют сокращенную форму записи, Для приведенной реакции она имеет вид:253Es(α, n)256Md. В скобках на первом месте пишут бомбарди-
рующую частицу, а на втором, через запятую, - частицу, образующуюся при
данном процессе. В сокращенных уравнениях частицы обозначают соответственно α, p, d, n.
Ответ: ; сокращенная форма:253Es(α, n)256Md.
4.3. Периодическая система элементов Д.И. Менделеева
Задача 1. Какую низшую степень окисления проявляют хлор, сера, азот и углерод? Почему? Составьте формулы соединений алюминия с данными элементами в этой степени окисления. Как называются соответствующие соединения?
Решение.
Низшая степень окисления определяется тем условным зарядом, который приобретает атом при присоединении того количества электронов, которое необходимо для образования устойчивой восьмиэлектронной обо-
лочки (ns2 np6).
Данные элементы находятся в главных подгруппах соответственно VII, VI, V и IV групп и имеют следующую структуру внешнего энергетического уровня:
17Cl … 2s2 2p5 - для завершения восьмиэлектронной оболочки не хватает одного электрона, поэтому низшая степень окисления будет равна "-1".
16S … 3s2 3p4 - для завершения восьмиэлектронной оболочки не хватает двух электронов, поэтому низшая степень окисления будет равна "-2".
7N … 2s2 2p3- для завершения восьмиэлектронной оболочки не хватает трёх электронов, поэтому низшая степень окисления будет равна "-3".
6C … 2s2 2p2 - для завершения восьмиэлектронной оболочки не хватает четырёх электронов, поэтому низшая степень окисления будет равна "-4". Формулы и названия соединений алюминия:
AlCl3 - хлорид алюминия; Al2S3 - сульфид алюминия; AlN - нитрид алюминия;
Al4C3 - карбид алюминия.
Ответ: Cl-, S-2, N-3, C-4.
38
Задача 2. У какого из элементов четвертого периода – марганца или брома
– сильнее выражены металлические свойства?
Решение.
Электронные формулы данных элементов:
25Mn 1s22s22p63s23p63d54s2; 35Br 1s22s22p63s23p63d104s24p5.
Марганец – d-элемент VIIB-группы, а бром – p-элемент VIIA-группы.
На внешнем энергетическом уровне у атома марганца два электрона, а у брома – семь. Атомы типичных металлов характеризуются наличием небольшого числа электронов на внешнем энергетическом уровне, а, следовательно, и тенденцией терять эти электроны. Они обладают только восстановительными свойствами и не образуют элементарных отрицательных ионов. Элементы, атомы которых на внешнем уровне содержат более трех электронов, обладают определенным сродством к электрону, а, следовательно, приобретают отрицательную степень окисления и даже образуют элементарные отрицательные ионы. Таким образом, марганец, как и все металлы, обладает только восстановительными свойствами, тогда как для брома, проявляющего слабые восстановительные свойства, более свойственны окислительные функции. Общей закономерностью для всех групп, содержащих p- и d-элементы, является преобладание металлических свойств у d-элементов. Следовательно, металлические свойства у марганца сильнее выражены, чем у брома.
Ответ: металлические свойства у марганца сильнее выражены, чем у брома.
4.4. Химическая связь
Задача 1. Объяснить механизм образования молекулы SiF4 и иона SiF62− . Может ли существовать ион CF62− ?
Решение.
Электронная конфигурации атома кремния 1s22s22p63s23p2. Электронное строение его валентных орбиталей в невозбужденном состоянии может быть представлено следующей графической схемой:
3s |
|
3p |
|
|
|
3d |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При возбуждении атом кремния переходит в состояние 1s22s22p63s13p3, а электронное строение его валентных орбиталей соответствует схеме:
3s |
|
3p |
|
|
|
3d |
||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Четыре неспаренных электрона возбужденного атома могут участвовать в
39
образовании четырех ковалентных связей по обычному механизму с атомами фтора (1s22s22p5), имеющими по одному неспаренному электрону, с образованием молекулы SiF4.
Для образования иона SiF62− к молекуле SiF4 должны присоединяться два
иона F– (1s22s22p6), все валентные электроны которых спарены. Связь осуществляется по донорно-акцепторному механизму за счет пары электронов каждого из фторид-ионов и двух вакантных 3d-орбиталей атома кремния.
Углерод (1s22s22p2) может образовать, подобно кремнию, соединение CF4, но при этом валентные возможности углерода будут исчерпаны (нет неспаренных электронов, неподеленных пар электронов и вакантных орбиталей на валентном уровне). Ион CF62− образоваться не может.
Ответ: молекула SiF4 образована по обменному механизму, ион SiF62− - по
донорно-акцепторному механизму за счет пары электронов каждого из фторидионов и двух вакантных 3d-орбиталей атома кремния. Т.к. у атома углерода нет вакантных орбиталей, то ион CF62− образоваться не может.
Задача 2. Какую валентность, обусловленную неспаренными электронами (спинвалентность), может проявлять фосфор в нормальном и возбужденном (*) состояниях?
Решение.
Распределение электронов внешнего энергетического уровня фосфора …3s23p3 (учитывая правило Хунда) по квантовым ячейкам имеет вид
Атомы фосфора имеют свободные d-орбитали, поэтому возможен переход одного 3s-электрона в 3d-состояние:
Отсюда валентность (спинвалентность) фосфора в нормальном состоянии равна трем, а в возбужденном – пяти.
Задача 3. Сера образует химические связи с калием, водородом, бромом и углеродом. Какие из связей наиболее и наименее полярны? Укажите, в сторону какого атома смещается общая электронная пара?
Решение.
Используя значения относительных электроотрицательностей атомов, находим разность относительных электроотрицательностей серы и элемента, образующего с ней химическую связь:
а) сера – калий: 2,6 – 0,91=1,69, электронная пара смещена в сторону атома серы;
40