Самостоятельная работа №1 (975075)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Задача №1. Дана молекула HgCl₂.

А. Для атомов элементов, образующих эту молекулу:

- напишите полные и сокращенные электронные формулы:

⁸⁰Hg – 2В – подгруппа (d – элемент)

n = 6

Сокращенная электронная формула: 5d¹⁰ 6s².

Полная электронная формула: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴5s²5p⁶5d¹⁰5f⁰5g⁰6s^2.

¹⁷Cl – 7А – подгруппа (p – элемент)

n = 3

Сокращенная электронная формула: 3s²3p⁵.

Полная электронная формула: 1s²2s²2p⁶3s²3p⁵.

- укажите все квантовые числа для формирующих электронов:

⁸⁰Hg

n = 5

l = 2

m_l = -2, -1, 0, 1, 2 – одно из этих значений.

m_s = ;

¹⁷Cl

n = 3

l = 1

m_l = -1, 0, 1 – одно из этих значений.

m_s = ;

- расположите валентные электроны по энергетическим ячейкам и определите валентность в невозбужденном и возбужденном состояниях:

⁸⁰Hg 5d¹⁰ 6s²

⁸⁰Hg^*

¹⁷Cl 3s²3p⁵

¹⁷Cl^*

- используя представления об изменении ионизационного потенциала и энергии сродства к электрону по периоду и по подгруппе, охарактеризуйте окислительно-восстановительные свойства этих элементов в связи с их положением в таблице Д.И. Менделеева:

Первая энергия ионизации – энергия необходимая для удаления одного моля электронов от одного моля атомов какого-либо элемента.

Энергия ионизации характеризует восстановительную способность элемента. Первая энергия ионизации определяется электронным строением элементов и ее изменение имеет периодический характер. Энергия ионизации возрастает по периоду, так как растет заряд ядра и уменьшается атомный радиус.

В одной и той же подгруппе энергия ионизации несколько уменьшается с увеличением порядкового номера элемента, что обусловлено увеличением размеров атомов и расстояния внешних подоболочек от ядра.

Энергия, которая выделяется при присоединении моля электронов к молю атомов, называется сродством к электрону. Сродство к электрону характеризует окислительную способность элемента.

Сочетание значений ионизационного потенциала и сродства к электрону служит мерой способности атома как принимать, так и отдавать электроны, то есть характеризует его окислительно-восстановительные свойства.

Атом ртути расположен в конце шестого периода и обладает самой высокой энергией ионизации в своем периоде, так как имеет законченный 5d-подуровень, а следующий за ней элемент – талий имеет третий электрон в шестом электронном слое, помещающийся уже на 6p-орбиталь, где сказывается взаимное отталкивание этого электрона и находящихся в предыдущем 6s² подуровне и, следовательно, энергия ионизации талия и следующих элементов до конца шестого периода меньше, чем у ртути.

В своей подгруппе ртуть также обладает самым высоким значением ионизационного потенциала, так как ядра предыдущих элементов (Zn,Cd – электронные аналоги ртути) экранированы законченными d – подоболочками в меньшей степени, чем ядро атома ртути (Zn – одной 3d¹⁰ подоболочкой; Cd – двумя – 3d¹⁰ и 4d^10)..

Так как ртуть – элемент с электронной конфигурацией s², то обладает отрицательным значением сродства к электрону.

Таким образом, ртуть проявляет восстановительные свойства.

Атом хлора расположен в конце третьего периода и обладает достаточно большим значением ионизационного потенциала в своем периоде.

В своей подгруппе хлор также обладает достаточно большим значение ионизационного потенциала (но меньшим, чем у фтора, расположенного в самом начале подгруппы), так как находится в начале подгруппы.

Хлор относится к галогенам и, следовательно, обладает достаточно большим значение сродства к электрону.

Таким образом, хлор проявляет окислительные свойства.

- объясните связь электронного строения атомов с их положением в периодической системе элементов (номер элемента, период, группа, подгруппа):

Атом ртути имеет 80 протонов в связи с чем элемент имеет 80 атомный номер в периодической системе элементов.

Ртуть расположена в 6 периоде, так как имеет 6 энергетических уровней.

Ртуть расположена во II группе, так как число электронов во внешних подоболочках равно двум.

Ртуть расположена в 2В подгруппе, так как относится к d – элементам (формирующий электрон находится на d – подуровне).

Атом хлора имеет 17 протонов и соответственно его атомный номер в периодической системе элементов – 17.

Хлор расположен в 3 периоде, так как имеет 3 энергетических уровня.

Хлор расположен в VII группе, так как число электронов во внешних подоболочках равно 7.

Хлор расположен в 7А подгруппе, так как относится к p – элементам (формирующий электрон находится на p – подуровне).

Б. Для молекулы HgCl₂

- Покажите рисунком, за счет перекрывания каких орбиталей образуется связь в данной молекуле:

s-p – перекрывание и p-p – перекрывание

- Охарактеризуйте образовавшуюся связь:

2 δ – связи; механизм образования связи - обменный; угол между связями 180°; связи полярные, т.к. ΔЭО (3,0-1,9) = 1,1 ≠ 0.

- Определите пространственную структуру молекулы и ее полярность:

Структура молекулы – линейная; → молекула HgCl₂ – неполярная.

В. Для однотипных молекул

- Найдите элементы, являющиеся электронными аналогами для элемента, имеющего большую валентность в молекуле:

Zn 3d¹⁰4s²

Cd 4d¹⁰5s²

- Для найденных элементов напишите ряд молекул однотипных вашей:

ZnCl₂, ZnF₂, ZnBr₂, ZnI₂

CdCl₂, CdF₂, CdBr₂, CdI₂

- Проведите сравнительный анализ параметров связей в этих молекулах (длина, энергия, полярность, валентный угол):

В ряду молекул ZnF₂, ZnCl₂, ZnBr₂, ZnI₂ длина связи растет, а энергия уменьшается, соответственно уменьшается и устойчивость молекул. Валентный угол во всех молекулах равен 180°, т.к. структура всех молекул – линейная. Все молекулы неполярные.

Аналогично в ряду молекул CdF₂, CdCl₂, CdBr₂, CdI₂.

Задача №2. Дан комплексный ион Na₄[CdCl₆].

А. Укажите комплексообразователь, лиганды, их заряд, координационное число. По какому механизму осуществляется образование химических связей в этом ионе?

Комплексообразователь Cd²⁺ : 4d¹⁰5s⁰.

Лиганды Cl^- - сильного поля, так как комплексообразователь 4d – элемент.

Координационное число – 6.

Б. Напишите электронную формулу комплексообразователя и распределите его электроны по орбиталям (энергетическая диаграмма).

Cd : 4d¹⁰5s²

Cd²⁺ : 4d¹⁰5s⁰

В. Укажите неподеленные пары в лигандах.

¹⁷Cl : 3s²3p⁵

¹⁷Cl^- : 3s²3p⁶

Г. Определите тип гибридизации атомных орбиталей и пространственную структуру к омплекса.

sp³d² – гибридизация атомных орбиталей.

Структура комплекса [CdCl₆]^4- - октаэдр.

Д. Определите устойчивость и магнитные свойства комплекса.

Комплекс низкоспиновый, так как нет неспаренных электронов; внешнеорбитальный; неустойчивый; диамагнетик.

Окраска комплекса – бесцветный, так как переход электронов при поглощении кванта света с dε- на dγ- подуровень невозможен из-за отсутствия вакантных орбиталей.

Задача№4. Дана система, состоящая из частиц PCl₃.

А. Укажите все возможные виды межмолекулярного взаимодействия в этой системе.

Б. Дайте краткую характеристику каждому виду взаимодействия.

1) Определение полярности молекулы:

¹⁵P : 3s²3p³

¹⁷Cl : 3s²3p⁵

3 p-p – перекрывания.

3 δ – связи; механизм образования связи – обменный; связи полярные, т.к.
ΔЭО (3,0-2,1) = 0,9 ≠ 0.

С труктура молекулы – треугольная пирамида.
→ молекула PCl₃ – полярная.

2) Вандерваальсовы взаимодействия молекул:

I. PCl₃ - PCl₃ – диполь-дипольное взаимодействие.

При сближении полярных молекул они ориентируются таким образом, чтобы положительная сторона одного диполя была ориентирована к отрицательной стороне другого диполя.

Возникающее между диполями взаимодействие называется диполь-дипольным или ориентационным. Энергия диполь-дипольного взаимодействия пропорциональна электрическому моменту диполя в четвертой степени и обратно пропорциональна расстоянию между центрами диполей в шестой степени и абсолютной температуре в первой степени.

II. PCl₃ - PCl₃ – дисперсионное притяжение.

В любой молекуле возникают флуктуации электрической плотности, в результате чего появляются мгновенные диполи, которые в свою очередь индуцируют мгновенные диполи у соседних молекул. Движение мгновенных диполей становится согласованным, их появление и распадение происходит синхронно. В результате взаимодействия мгновенных диполей энергия системы понижается. Энергия дисперсионного взаимодействия пропорциональна поляризуемости молекул и обратно пропорциональна расстоянию между центрами частиц в шестой степени. Для неполярных молекул дисперсионное взаимодействие является единственной составляющей вандерваальсовых сил.

Задача№5. Дано кристаллическое вещество Al.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов домашнего задания