Главная
страница 1страница 2 ... страница 4страница 5


МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.Э. БАУМАНА

Методические указания к выполнению домашнего задания

по неорганической химии

МОСКВА 2006

Аннотация

рукописи “ Методические указания к выполнению домашнего задания по неорганической химии”

Авторы : В.И. Ермолаева, Н.Н. Двуличанская, Л.А. Хмарцева,

Ю.А. Ершов, Г.Н.Фадеев.

Методические указания содержат более 500 задач по основным разделам неорганической химии, включенным в домашнее задание 1-ого семестра, и примеры решения типовых задач.

Методические указания предназначены для студентов специальности «Промышленная экология и безопасность» и факультета «Биомедицинская техника».

ВВЕДЕНИЕ.

Методические указания по выполнению домашнего задания содержат
задачи по всем основным разделам курса неорганической химии, читаемого
в первом семестре: строение вещества, окислительно-восстановительные
реакции, химия элементов. Всего в домашнем задании содержится более 500 задач.

В методических указаниях подробно рассмотрены примеры решения

типовых задач ко всем разделам домашнего задания.

В разделе «Строение вещества: атом, молекула, кристалл» приведены задачи различной сложности, требующие умения от студента не только составить электронную конфигурацию атома, но и объяснить закономерности в изменении свойств атомов и молекул в соответствии с современными теориями и Периодическим законом или определить тип кристаллической решетки вещества и вычислить ее параметры.

В разделе «Окислительно-восстановительные реакции» приведены уравнения, для которых необходимо подобрать коэффициенты, используя метод электронно-ионных полуреакций, или составить полное уравнение реакции на основе уравнений отдельных полуреакций.

В разделе «Химия элементов» приведены различные типы задач, в которых требуется определить количества реагирующих веществ, используя стехиометрические законы химии, написать уравнения реакций, отвечающих химическим превращениям веществ.

Подобный набор заданий позволит преподавателю по результатам
выполнения домашнего задания объективно оценить уровень усвоения студентами изученного материала.

При выполнении домашнего задания студент получает от преподавателя индивидуальный набор задач, включающий указанные разделы курса.


Оглавление

Введение

Раздел 1. Строение вещества: атом, молекула, кристалл.


    1. Атом.

    2. Молекула.

      1. Метод молекулярных орбиталей.

      2. Метод валентных связей.

    3. Кристалл.

Раздел 2. Окислительно-восстановительные реакции.

Раздел 3. Химия элементов.

3.1. Химические превращения веществ.

3.2. Стехиометрические расчеты.

3.2.1. Расчеты по уравнениям реакций.

3.2.2. Расчеты по закону эквивалентов.



Примеры решения задач

Раздел 1. Строение вещества: атом, молекула, кристалл.

1.1. Атом

В задачах (1-12) укажите максимальное количество электронов на атомных орбиталях, имеющих заданные значения главного квантового числа n и орбитального квантового числа l. Как обозначаются эти орбитали?



n

l



n

l



n

l



n

l

1

4

3

4

5

1

7

4

1

10

5

0

2

3

1

5

3

2

8

6

0

11

4

2

3

4

0

6

5

2

9

2

1

12

6

2

В задачах (13-27) напишите электронную формулу атома элемента с указанным порядковым номером Z, определите значения квантовых чисел n и l электронов внешнего энергетического уровня.



Z




Z




Z




Z




Z

13

31

16

8

19

24

22

14

25

35

14

15

17

7

20

12

23

18

26

13

15

21

18

20

21

11

24

22

27

27

В задачах (28-42) определите химический элемент по его положению в указанном периоде и группе Периодической системы, составьте электронную формулу атома элемента, изобразите электронографическую диаграмму внешнего энергетического уровня в основном состоянии атома.




Период

Группа




Период

Группа




Период

Группа

28

3

III A

33

2

VI A

38

4

IIB

29

4

IV A

34

4

VI B

39

3

IVA

30

4

IV B

35

3

V A

40

5

IVB

31

3

VI A

36

4

VII B

41

4

IA

32

5

II A

37

4

I B

42

2

V A

В задачах (43-58) составьте электронные формулы атома элемента в основном и возбужденном состоянии, изобразите электронографические диаграммы внешнего энергетического уровня атома в этих состояниях.



Элемент




Элемент




Элемент




Элемент

43

P

47

Sc

51

As

55

Ga

44

Ca

48

Zn

52

Sr

56

Ge

45

Si

49

V

53

Ti

57

Co

46

Al

50

Cr

54

Fe

58

Mn

В задачах (59 -71) приведены энергии ионизации I для атомов. Определите наиболее вероятную формулу хлорида указанного атома.



Атом

I1, эВ

I2, эВ

I3, эВ

I4, эВ

I5, эВ

I6, эВ

59

B

8,296

25,15

37,92

259,30

340,13




60

C

11,264

24,376

47,86

64,48

391,99

489,84

61

Na

5,138

47,29

71,8

98,88

138,6

172,4

62

Mg

7,644

15,03

78,2

109,3

141,23

186,8

63

Ti

6,83

13,57

28,14

43,24

99,8

119

64

Li

5,39

75,62

122,42










65

Si

8,149

16,34

33,46

45,13

166,73

205,1

66

Ge

7,88

15,93

34,21

45,7

93,4

123,0

67

Rb

4,176

27,56

40,0

52,6

71,0

84,4

68

Sn

7,332

14,6

30,7

46,4

91,0

103,0

69

Be

9,32

18,21

153,85

217,66







70

Al

5,984

18,82

28,44

119,96

153,8

190,42

71

P

10,55

19,65

30,16

51,35

65,01

220,41

В задачах (72-85) объясните изменение первой энергии ионизации в указанном ряду элементов. Составьте электронные формулы атомов элементов.



Первая энергия ионизации, эВ



Первая энергия ионизации, эВ

72

5,39(Li), 9,39(Be), 8,296(B)

79

7,90(Fe), 7,86(Co), 7,633(Ni)

73

8,296(B), 11,264(C), 14,54(N)

80

7,724(Cu), 7,57(Ag), 9,22(Au)

74

5,128(Na), 7,644(Mg), 5,984(Al)

81

7,644(Mg), 6,111(Ca), 5,69(Sr)

75

11,264(C), 8,149(Si), 7,88(Ge)

82

8,149(Si), 7,88(Ge), 7,33(Sn)

76

9,39(Be), 7,644(Mg), 6,111(Ca)

83

6,74(V), 6,88(Nb), 7,7(Ta)

77

5,984(Al), 8,149(Si), 10,55(P)

84

6,76(Cr), 7,43(Mn), 7,90(Fe)

78

6,83(Ti), 6,835(Zr), 5,5(Hf)

85

13,614(O), 10,357(S), 9,75(Se)

1.2. Молекула

1.2.1 Метод молекулярных орбиталей

В задачах (86-93) объясните с позиций метода молекулярных орбиталей изменение энергии разрыва связи Есв в частицах.




Частица

Есв ,

кДж/моль


Частица

Есв ,

кДж/моль


Частица

Есв ,

кДж/моль


86

C2

605

C2-

786

C2+

531

87

S2

426

S2-

548

S2+

522

88

F2

159

F2-

121

F2+

323

89

N2

945

N2-

1020

N2+

846

90

Cl2

243

Cl2-

124

Cl2+

392

91

Br2

194

Br2-

86

Br2+

320

92

Li2

102

Li2-

92

Li2+

125

93

I2

153

I2-

106

I2+

254

В задачах (94-99) объясните с позиций метода молекулярных орбиталей изменение величины межъядерного расстояния (длины связи) dсв в частицах.



Частица

Длина связи,

dсв ∙1012, м

Частица

Длина связи, dсв ∙1012, м

94

Cs2

430

Cs2+

470

95

H2

74

H2+

108

96

C2

124

C2-

127

97

Li2

267

Li2+

314

98

Cl2

199

Cl2+

189

99

P2

189

P2+

199

В задачах (100-109) объясните с позиций метода молекулярных орбиталей, как изменяется энергия и длина связи в ряду частиц. Расположите частицы в порядке увеличения прочности связи.




Частицы




Частицы

100

B2+, B2, B2-

105

B2 , C2, N2

101

С2+, С2 , C2-

106

N2, O2, F2

102

N2+, N2 , N2-

107

N2, P2, As2,

103

F2+, F2 , F2-

108

С2, N2, O2

104

Li2+, Li2, Li2-

109

P2, S2, Cl2

1.2.2. Метод валентных связей

В задачах (110-133) с позиций метода валентных связей объясните геометрическую форму частицы, укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома, наличие - и - связей, изобразите частицу.



Частица

Геометрическая форма



Частица

Геометрическая форма

110

BeF2

Линейная

122

AlF3

Плоский треугольник

111

BCl3

Плоский треугольник

123

SeF6

Октаэдр

112

CF4

Тетраэдр

124

AsBr3

Тригональная пирамида

113

CO2

Линейная

125

PF5

Тригональная бипирамида

114

HCN

Линейная

126

WF6

Октаэдр

115

SCl2

Угловая

127

AlCl3

Плоский треугольник

116

SiH4

Тетраэдр

128

CI4

Тетраэдр

117

BeCl2

Линейная

129

GeF4

Тетраэдр

118

SiI4

Тетраэдр

130

OF2

Угловая

119

COS

Линейная

131

H2O

Угловая

120

SnCl4

Тетраэдр

132

HOF

Угловая

121

NOF

Угловая

133

H2Se

Угловая



В задачах (134-149) с позиций метода валентных связей объясните пространственное строение частицы, укажите тип гибридизации орбиталей центрального атома, изобразите частицу.



Частица

Валентный угол, град



Частица

Валентный угол, град

134

[BeF4]2-

F-Be-F 109,5

142

[GeCl6]2-

Cl-Ge-Cl 90

135

[AlH4]-

H-Al-H 109,5

143

[BrF4]-

F-Br-F 90

136

[PH4 ]+

H-P-H 109,5

144

[ICl4]-

Cl-I-Cl 90

137

[SiF6]2-

F-Si-Fr 90

145

[AlCl4]-

Cl-Al-Cl 109,5

138

[BH4]-

H-B-H 109,5

146

[SnBr6]2-

Br-Sn-Br 90

139

[ClO4]-

O-Cl-O 109,5

147

[PCl6]-

Cl-P-Cl 90

140

[AsF6 ]-

F-As-F 90

148

[CO3]2-

O-C-O 120

141

[AlF6]3-

F-Al-F 90

149

[NO2]+

O-N-O 180

В задачах (150-163) приведены частицы, для которых указан тип гибридизации орбиталей центрального атома. Используя метод валентных связей, обоснуйте геометрическую форму частицы, укажите наличие - и - связей, изобразите частицу.



Частица

Тип гибридизации



Частица

Тип гибридизации

150

AlCl3

(Al) sp2

157

HOF

(O) sp3

151

AsF5

(As) sp3d

158

PCl5

(P) sp3d

152

BI3

(B) sp2

159

XeF2

(Xe) sp3d

153

CO2

(C) sp

160

PF5

(P) sp3d

154

CS2

(C) sp

161

NOF

(N) sp3

155

CSCl2

(C) sp2

162

GeH4

(Ge) sp3

156

H2O

(O) sp3

163

BBr3

(B) sp2

1.3. Кристалл

В задачах (164-187) определите структурный тип решетки, в которой кристаллизуется простое вещество (кубическая гранецентрированная, кубическая объемноцентрированная или типа алмаза), используя экспериментальные данные (плотность вещества , ребро куба а), рассчитайте атомный радиус элемента.



Вещество

,

кг/м3



а  1010,

м




Вещество

,

кг/м3



а  1010, м

164

Al

2703

4,05

176

Na

970

4,20

165

Li

534

3,50

177

Ge

5350

5,65

166

Ba

3750

5,02

178

Pt

21450

4,93

167

-Sn

5750

6,49

179

-Fe

8140

3,64

168

Cr

7200

2,89

180

-Fe

7800

2,87

169

W

19320

3,16

181

Nb

3470

3,30

170

Rb

1532

5,69

182

Ta

3310

3,30

171

V

5960

3,04

183

Mo

10200

3,15

172

Pb

11340

4,95

184

Cs

1900

6,00

173

C(алмаз)

3500

3,57

185

Rh

12420

3,80

174

Sr

2630

6,07

186

Ca

1550

5,58

175

Au

19320

4,08

187

Ag

10500

4,08

В задачах (188-207) определите структурный тип решетки, в которой кристаллизуется данное вещество (структурные типы NaCl или CsCl ), используя экспериментальные данные (плотность вещества , ребро куба а), рассчитайте радиус катиона при известном радиусе аниона Rанион).




Вещество




R анион

∙ 1010,

м


,

кг/м3





а ∙ 1010,

м





Вещество



R анион

∙ 1010,

м


,

кг/м3





а ∙ 1010 ,

м


188

LiBr


1,96


3464


5,501


198

CsF


1,33


3586


6,020


189

LiF


1,33


2295


4,028


199

LiI


2,19


4061


6,012


190

MgS


1,82


2860


5,191


200

SrS


1,82


3700


6,006


191

-RbС1


1,81


2760


3,749


201

MnO


1,36


5440


4,425


192

LiH


1,36


780


4,093


202

SrO


1,36


4650


5,083


193

RbВг


1,96


3350

6,868


203

MnS

1,82

3990

5,211

194

-RbCl


1,81


2760


6,412


204

BaO

1,36

5720

5,542

195

RbI


2,19


3550


7,340


205

MgO


1,36


3580


4,213


196

NH4I


2,19


2514


4,380


206

BaS


1,82


4250


6,381


197

CsCl


1,81


3970


4,100


207

CaO

1,36

3370

4,812


следующая страница >>
Смотрите также:
Методические указания по выполнению домашнего задания содержат
777.13kb.
5 стр.
Методические указания по проведению практических занятий и выполнению семестрового задания
415.72kb.
1 стр.
Методические указания по выполнению контрольных работ, контрольные задания для студентов заочного отделения
2046.85kb.
13 стр.
Методические указания: к выполнению задания следует приступить после изучения гл. 2, 3 §63-68, гл 10 [ 2], гл 10 [ 1]
65.01kb.
1 стр.
Методические указания по изучению каждой темы и выполнению контрольной работы. Приведены вопросы для самоконтроля студентов, задания по выполнению домашней контрольной работы, перечень практических заданий
417.2kb.
1 стр.
Методические рекомендации по выполнению и оформлению семестрового задания и разъясняются предъявляемые к нему требования
71.76kb.
1 стр.
Министерство сельского хозяйства и продовольствия республики беларусь
788.46kb.
3 стр.
Методические указания к выполнению дипломного проекта Братск Издательство Братского государственного университета 2011
909.63kb.
6 стр.
Методические указания к выполнению практических заданий по курсу "Основы рекламы" Санкт-Петербург 2006
263.55kb.
1 стр.
Методические указания по выполнению контрольных работ для студентов заочной формы обучения и слушателей факультета обучения в сокращенные сроки по специальности 030501 «Юриспруденция»
482.83kb.
3 стр.
Методические указания по выполнению практических работ по курсу "Экология"
207.09kb.
1 стр.
Методические указания к выполнению курсовой работы для студентов экономических специальностей Витебск 2011 (076. 5)
824.89kb.
3 стр.