Лабораторная работа 4

Опыт 1. Определение реакции среды в растворах различных солей

В пять чистых пробирок наливают по 1 мл растворов следующих солей: нитрата свинца (II), хлорида алюминия, карбоната натрия, роданида калия, хлорида натрия. В каждую из них добавляют по одной капле раствора метилового оранжевого или фенолфталеина. Наблюдают за изменением окраски полученных растворов, результаты заносят в таблицу 3.

_{Таблица 3}

Формула соли	Уравнение гидролиза	Окраска индикатора		Среда раствора	рН раствора
		Метиловый оранжевый	Фенолфталеин

Затем делают вывод, какие соли подвергаются гидролизу, какая реакция среды в растворах этих солей. Записывают молекулярные и ионные уравнения гидролиза.

Опыт 2. Влияние температуры на смещение равновесия гидролиза

В пробирку наливают 2 мл раствора ацетата натрия, добавляют 2 капли раствора фенолфталеина. Наблюдают за интенсивностью окраски, затем пробирку помещают на водяную баню и отмечают изменение окраски раствора. Записывают молекулярные и ионные уравнения гидролиза. Объяснить изменение окраски в зависимости от температуры раствора.

Опыт 3. Влияние силы кислоты и основания, образующих соль, на степень гидролиза

В первую пробирку наливают 2 мл сульфита натрия, в другую – столько же карбоната натрия. Затем в каждую из них добавляют по 1 капле фенолфталеина. В растворе какой соли окраска фенолфталеина более интенсивна? Степень гидролиза какой соли больше и почему? Сделайте вывод.

6. Строение атомов и молекул

Согласно квантово-механическим представлениям атом – это есть микросистема, состоящая из находящихся в движении частиц, и подчиняющая законам, характерным для микромира. Он состоит из положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него отрицательно заряженных электронов. В процессе химических превращений ядро остается без изменений.

При решении вопросов, связанных с электронной структурой атомов, следует исходить из того, что любое устойчивое состоя­ние электрона в атоме характеризуется определенными значениями квантовых чисел n, l, m и s. Состояние электрона в атоме, от­вечающее определенным значениям квантовых чисел n, l и т, называется атомной электронной орбиталью.

Каждая атомная орбиталь (АО) характеризуется определенным распределением в пространстве волновой функции ψ, квадрат кото­рой определяет вероятность обнаружения электрона в соответству­ющей области пространства.

n – главное квантовое число, принимает значения 1, 2, 3…, определяет энергетический уровень, на котором находится электрон.

l – орбитальное квантовое число, принимает значения от 0 до (n – 1), показывает, на каком подуровне находится электрон, а также «форму» орбитали. Атомные орбитали, которым отвечают значения l, равные 0, 1, 2 и 3, называются соответственно s-, p-, d- и f-орбиталями. В графических схемах электронного строения атомов каждая орбиталь обозначается символом .

m – магнитное квантовое число, показывает положение электрона в пространстве и принимает значения от +l до –l, включая 0.

s – спиновое квантовое число, характеризует собственное вращение электрона вокруг своей оси и принимает два значения: + ½ и – ½.

Для определения строения электронной оболочки атомов обычно составляют электронные и электронно-графические формулы атомов, позволяющие установить свойства данного элемента, его валентное состояние, окислительно-восстановительную способность, способность к комплексообразованию и т.д. При этом следует учитывать: принцип Паули, правило Хунда, правила Клечковского.

Согласно принципу Паули, в атоме не может быть двух электронов, характеризующихся одинаковым набором квантовых чисел. Из этого следует, что каждая атомная орбиталь может быть занята не более чем двумя электронами, причем их спиновые квантовые числа должны быть различными, что символически обозначают так: ↓↑.

Устойчивому (невозбужденному) состоянию многоэлектронного атома отвечает такое распределение электронов по АО, при ко­тором энергия атома минимальна. Поэтому атомные орбитали заполняются в порядке последовательного возрастания их энергий (при этом не должен нарушаться принцип Паули!).

Размещение электронов по АО в пределах одного энергетическо­го подуровня определяется правилом Хунда, согласно которо­му минимальной энергии атома соответствует такое распределение электронов по АО данного подуровня, при котором абсолютное значение суммарного спина атома максимально. При любом дру­гом размещении электронов атом будет находиться в возбужденном состоянии, то есть будет характеризоваться более высокой энергией.

Порядок заполнения элек­тронами атомных орбиталей определяется правилами Клечковского, кото­рые учитывают зависимость энергии орбитали от значений как главного (n), таки орбитального (l) квантовых чисел. Согласно этим правилам, АО заполняются электронами в порядке последова­тельного увеличения суммы n + l (1-е правило Клечковского), а при одинаковых значениях этой суммы — в порядке последовательного возрастания главного квантового числа (2-е правило Клечковского).

Тогда атомные орбитали в порядке возрастания энергии можно расположить в следующий ряд: 1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s ≈ 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s ≈ 5d ≈ 4f ≈ 5d < 6p < 7s и т.д.